Développement d'une méthode de spectroscopie radiofréquence large bande pour la caractérisation hydro-mécanique de matériaux dispersifs en vue du contrôle santé intégré d'ouvrages de génie civil

par Mehdi sofiane Ferhat

Projet de thèse en Electronique et Optoélectronique, Nano- et Microtechnologies

Sous la direction de Eric Vourch et de Franck Daout.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering (Orsay, Essonne) , en partenariat avec SATIE - Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (laboratoire) , II - Instrumentation et imagerie (equipe de recherche) et de École normale supérieure Paris-Saclay (Cachan, Val-de-Marne) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    Les travaux proposés se situent dans la perspective du contrôle non destructif des ouvrages de génie civil. Ils visent au développement d'une méthode d'instrumentation électromagnétique large bande (du MHz à plusieurs GHz), de type spectroscopie diélectrique, visant la caractérisation des propriétés hydromécaniques de bétons ou d'argiles. Afin de pouvoir être mise en œuvre sur les ouvrages, cette méthode reposera sur des mesures en réflectométrie pratiquées au moyen de sondes à effet de bout, lesquelles conviennent à un usage large bande adapté au caractère dispersif de la permittivité diélectrique des matériaux considérés. La démarche scientifique envisagée consiste à développer de manière concertée (i) Des caractérisations électromagnétiques de matériaux poreux, bétons et argiles, à différentes teneurs en eau, densité ou porosité ; (ii) des dispositifs expérimentaux de contrôle non destructif (sondes) ; (iii) des modèles directs des interactions des sondes avec les milieux sous test ; (iv) la résolution du problème inverse, en vue d'une estimation optimisée des paramètres d'intérêt à partir de mesures sur site. Les travaux seront réalisés au laboratoire des Systèmes et Applications des Technologie de l'information et de l'Energie (SATIE, ENS Paris-Saclay et CNRS) dans l'équipe instrumentation et imagerie. Ils s'appuieront sur une collaboration avec le laboratoire LMT (génie mécanique) (ENS Paris-Saclay et CNRS), mais aussi avec le laboratoire LECBA (CEA Saclay) et avec l'Andra (Agence de surveillance des ouvrages de stockage définitif des déchets radioactifs). Une collaboration avec l'University of Queensland (Australie), School of civil engineering, est également envisagée, dans la continuité de collaborations existantes avec le SATIE.

  • Titre traduit

    development of a broadband dielectric spectroscopy method for the hydro-mechanical characterization of porous materials with civil engineering non destructive testing in view


  • Résumé

    The purpose of the proposed research work is the development of an electromagnetic method for the structural health monitoring (SHM) of civil engineering structures. The expérimental approach will rely on a dielectric spectroscopy method (at frequencies ranging from 1 MHz to several GHz) for the characterization of the hydro-mechanical features of materials used in civil engineering structures. So as to be implemented in situ, the method will rely on reflectometry measurements performed by means of open ended probes. Such devices enable broadband measurements, which are suitable for characterizing dispersive porous materials such as concrètes and clays. The scientific approach we envisage consists in dealing with the four following aspects of the problem: (i) Electromagnetic characterizations of porous materials (concrètes and clays) featuring différent hydro-mechanical features; (ii) the design of probes ; (iii) the development of direct models of the interactions between the probes and the materials under test; (iv) the solving of the inverse problem, with a view to estimate of the hydro-mechanical features of the materials. The PhD will be hosted at the SATIE laboratory (Electrical Engineering) (Ecole normale supérieure Paris-Saclay/ CNRS), within the research group specialized in non destructive évaluation. The work will be donc in collaboration with the LMT laboratory (Mechanical Engineering) (Ecole normale supérieure Paris-Saclay/CNRS), the LECBA laboratory (Mechanical Engineering) (CEA Saclay) and the Andra (the National Radioactive Waste Management Agency). Collaboration with the civil engineering department of the Queensland University (Australia) is also envisaged.