Thermographie infrarouge active par induction électromagnétique. : application à l'auscultation d'éléments en béton renforcé

Induction infrared thermography applied for accessing reinforced concrete structures

• Auteur / Autrice : Tao Du
• Direction : Didier Defer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Civil
• Date : Soutenance le 29/06/2010
• Etablissement(s) : Artois
• Ecole(s) doctorale(s) : ED Sciences pour l'ingénieur (n°72)
• Jury : Président / Présidente : Emmanuel Antczak
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Defer, Emmanuel Antczak, Xavier Derobert, Etienne Gaviot, Jean-Luc Bodnar, Franck Brachelet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Xavier Derobert, Etienne Gaviot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contrôle non destructif par thermographie infrarouge

Détérioration

Béton précontraint

Défauts

Ouvrages d'art

Thermographie

Mots clés libres

Thermographie infrarouge

Induction

Fonction de transfert

Image de phase

Béton précontraint

Contrôle non destructif

Infrared thermography

Induction

Tranfer function

Phase image

Prestressed concrete

Non destructive testing

Résumé

Les enjeux économiques et sécuritaires majeurs portant sur l'évaluation de la pérennité des systèmes de précontrainte dans les ouvrages d'art conduisent au développement de nouvelles méthodes d'auscultation. Ces travaux représentent la contribution du LGCgE au programme national de recherche ANR ACTENA sur l'auscultation des câbles tendus non-accessibles. Les objectifs de ce travail sont la détermination du tracé des câbles de précontrainte et la détection des zones de défauts d'injection par thermographie infrarouge active. Le premier chapitre rappelle le contexte de cette étude, ainsi que les travaux antérieurs. L'introduction d'un mode de chauffage par induction conduit à une indétermination sur la présence éventuelle de défaut. Afin de lever cet artefact, le deuxième chapitre introduit une méthode originale de traitement fréquentiel des thermogrammes bruts basée sur une approche systémique dans le domaine fréquentiel. Une modélisation par éléments finis des spécimens expérimentaux permet d'étudier la diffusion et d'élaborer les paramètres expérimentaux. Le troisième chapitre expose les résultats expérimentaux obtenus sur trois spécimens de poutres. La procédure de traitement fréquentiel est appliquée aux séries de thermogrammes bruts obtenus. Les résultats sont discutés et mettent en avant l'intérêt des images de phase. Une approche quantitative est appliquée aux résultats de thermographie infrarouge dans le quatrième chapitre. La méthode d'inversion présentée permet la détermination de la diffusivité thermique du béton d'enrobage ainsi que son épaisseur.

The economical and security aspects of the durability of the prestressed concrete construction works lead to develop new non destructive testing methods. This work was developed within the framework of the ANR ACTENA French research project. The main arms are to contribute to the localization of prestressed tendon ducts or rebars and also to the detection of the poor filling defects. The context of this study and previous works are described in the chapter I. The introduction of an inductor heating provides a non uniformity of the heating. In order to avoid any misinterpretation of thermograms, a frequential method based on transfer functions is proposed in chapter II. A 3D numerical model of the experimental specimens is performed by finite element method. Chapter III shows experimental results for three concrete beam specimens. The frequential procedure is applied to the raw thermograms. The results are discussed and highlighted the interest of phase images. A quantitative approach is applied to infrared thermographical results in the chapter IV. Finally, an inverse method is proposed and allowed to the determination of thermal diffusivity and the thickness of the cover concrete.