Notion d'impédance thermique appliquée au contrôle non destructif des matériaux

Thermal impedance applied to the non destructive testing for materials

• Auteur / Autrice : Jibao Shen
• Direction : Bruno Duthoit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Artois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contrôle non destructif

Propriétés thermiques

Construction -- Matériaux

Résumé

Ce travail se situe dans le cadre de la caractérisation thermique et le contrôle non destructif des matériaux de construction par impédance thermique. L'approche théorique utilise la notion d'ondes thermiques et place l'identification dans le domaine fréquentiel. L'utilisation de fluxmètres à gradients tangentiels autorise la mesure du flux et de la température dans un même plan. En basses fréquences, la perturbation des capteurs est faible. Elle est toutefois intégrée dans les modèles de connaissance. La méthode permet d'exploiter des signaux aléatoires comme les sollicitations rencontrées in situ. Dans la première application, l'effusivité des matériaux de construction a été mesurée. Puis, une étude menée sur des multicouches permet de se situer dans une perspective d'application au contrôle non destructif (décollement, fissuration, ). Enfin, l'évolution des impédances thermiques d'un béton soumis à des cycles de gel-dégel est un exemple de suivi de dégradation.

This work is in the framework of the thermal characterization and the non destructive testing of building materials by the thermal impedance. The theoretical approach uses the concept of thermal waves and makes the identification in the frequency domain. The use of heat flow sensors based on tangential gradients authorizes the measurement of the flow and the temperature in the same plane. At low frequencies, though the sensor disturbance is weak, it is integrated in the models of knowledge. The method makes it possible to exploit the random signals like the solicitations met in situ. As a first application, the effusivity of building materials was measured. A further study undertaken on multi-layer systems lead to results allowing us to be optimistic in perspective of the application in the non destructive testing (separation, crack,. . . ). Finally, the evolution of the thermal impedances of a concrete under freeze-thaw cycles is an example of the damage follow-up.