Aller au contenu principal

Auscultation des assemblages collés du génie civil par acousto-ultrasons

Posté dans

Spécialité de la thèse: Mécanique des solides, des structures et des surfaces

Lieu principal de déroulement de la thèse: IFSTTAR, site de Bouguenais (44), Laboratoire SMC (Structures Métalliques et à Câbles).

Date de démarrage envisagée: 01/10/2018

 

Résumé :

L'utilisation du collage structural dans le domaine du génie civil est en plein essor (notamment dans le cas du renforcement d’ouvrages). Cette méthode d'assemblage présente en effet de nombreux avantages vis à vis des méthodes traditionnelles notamment dans le cadre d'opérations de réparation ou de renforcement des structures existantes, ou encore dans le cadre des structures mixtes (meilleure répartition des efforts, facilité de mise en œuvre, …)

Comme toute nouvelle méthode, elle implique cependant de pouvoir mettre à disposition des utilisateurs finaux des méthodes de contrôle et de suivi fiables et robustes leur permettant de vérifier de la qualité des assemblages réalisés et de suivre leur évolution au cours du temps. Si la détection des vides au sein des assemblages collés a pu être résolue par l'utilisation de la thermographie IR, la détection des zones faiblement adhérentes ou des interfaces faibles reste encore posée. Ceci est également vrai dans d’autres domaines comme le nautisme, l’aéronautique, ou l’automobile où la détection des défauts d’adhérence sans présence de vide constitue encore un verrou important freinant le développement de la technique.

On se propose dans ce travail de thèse de se pencher sur les potentialités offertes par la méthode des acousto-ultrasons. Cette méthode consiste à émettre des signaux ultrasons maîtrisés à travers la structure ou l'assemblage étudié et à réceptionner les signaux après propagation en utilisant la méthodologie  émission acoustique. Des essais préliminaires ont été réalisés et les premiers résultats offrent de bonnes perspectives. Il reste cependant de nombreux verrous scientifiques à lever avant de pouvoir ausculter par acousto-US des assemblages collés en génie civil. Ces verrous portent notamment sur:

-        Le choix et la maîtrise de la source d’excitation ultrasonore

-        L’étude de l’influence du couplage et du choix des capteurs sur les performances de la technique (atténuation des ondes, dispersion fréquentielle, …)

-        Le choix de la méthode optimale de traitement des signaux (analyse multiparamétrique, traitement statistique des signaux…),

-        La qualification des capacités de la méthode (variabilité spatiale, sensibilité de la méthode aux défauts recherchés, classification des typologies de défauts, …).

 

 

 

Le travail devra permettre :

-        D’appréhender la capacité des acousto-US à pouvoir détecter différents types de défauts de collage de matériaux composites, notamment les défauts d’adhésion, sur plusieurs supports ;

-        De définir les paramètres optimaux de cette méthode (émission, couplage, réception, traitement des signaux) ;

-        D’étudier et de discriminer différentes méthodes de post-traitement des résultats.

Le travail sera réalisé au laboratoire SMC sur le site de Nantes de l’IFSTTAR en majorité. Il dispose en effet du matériel d’instrumentation et de fabrication des éprouvettes nécessaires à la réalisation de ces études. Quelques missions de quelques jours sont envisagés au laboratoire MATEIS de l’INSA de Lyon afin de se former et de développer des outils spécifiques de traitement des signaux et des données recueillies.

La direction de la thèse sera assurée par Sylvain Chataigner (IDTPE, HdR) qui dispose d’une forte expertise sur la thématique du renforcement par composites collés des structures en béton et métalliques. Il a également commencé à travailler sur les méthodes acoustiques et leur utilisation en génie civil. Nathalie Godin (Maître de conférences, HdR) du laboratoire MATEIS de l’INSA de Lyon participera également à l’encadrement et au suivi de la thèse. Elle est spécialiste des méthodes acoustiques et du traitement du signal et des données.

L’étudiant devra avoir des compétences en matériaux idéalement composites, en traitement des signaux. Il devra être intéressé par la mise en œuvre d’instrumentations et par l’exploitation des données suivant différents formalismes.

 

 

Mots-clés : Collage structural, contrôle non destructif, acousto-ultrasons, traitement du signal

 

Contacts pour candidature:

Sylvain Chataigner (SMC, IFSTTAR), sylvain.chataigner@ifsttar.fr (02 40 84 56 57)

Nathalie Godin (MATEIS, INSA Lyon), nathalie.godin@insa-lyon.fr

 

 

 

 

Lieu: 
IFSTTAR, site de Bouguenais (44), Laboratoire SMC (Structures Métalliques et à Câbles)
Contact: 
sylvain.chataigner@ifsttar.fr