Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Suivi de la pénétration des chlorures      dans un béton par mét...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Problématique     • Développement des méthodes non destructives ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Expérimentation     • Dallettes de béton et éprouvettes de référ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Expérimentation        Dallettes : 45x35x13cm        Éprouvettes...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Expérimentation                                              Éch...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012                      Caractérisation                                ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012                                              Profils de teneur en ea...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Caractérisation      • Pénétration des chlorures                ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012                         Caractérisation                             ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Évaluation non destructive      • Radar en mode mono-statique   ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012        Évaluation non destructive            • Radar en mode mono-st...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Évaluation non destructive      • Radar en mode mono-statique   ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012                    Évaluation non destructive                     • ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Évaluation non destructive      • Radar en mode bi-statique, mul...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Évaluation non destructive      • Sondes capacitives  Fréquence ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012                                    Évaluation non destructive       ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Évaluation non destructive      • Sonde multi-électrodes de rési...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Évaluation non destructive      • Sonde multi-électrodes de rési...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012                                   Évaluation non destructive        ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Évaluation non destructive      • Conclusions et perspectives•  ...
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012     Merci pour votre attentionB. Thauvin, G. Villain
Prochain SlideShare
Chargement dans…5
×

Suivi de la pénétration des chlorures dans un béton par méthodes non destructives

928 vues

Publié le

0 commentaire
1 j’aime
Statistiques
Remarques
  • Soyez le premier à commenter

Aucun téléchargement
Vues
Nombre de vues
928
Sur SlideShare
0
Issues des intégrations
0
Intégrations
2
Actions
Partages
0
Téléchargements
25
Commentaires
0
J’aime
1
Intégrations 0
Aucune incorporation

Aucune remarque pour cette diapositive

Suivi de la pénétration des chlorures dans un béton par méthodes non destructives

  1. 1. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Suivi de la pénétration des chlorures dans un béton par méthodes non destructives JOA, Sourdun Mercredi 9 et Jeudi 10 mai B. Thauvin, CETE Ouest, ERA n°37 G. Villain, IFSTTAR, MACS R. Du Plooy, IFSTTAR, MACS C. Lestréhan, CETE Ouest S. Palma-Lopes, O. Coffec, A. Joubert, X. Dérobert, MACSB. Thauvin, G. Villain
  2. 2. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Problématique • Développement des méthodes non destructives pour le diagnostic de corrosion des structures en béton armé • Loi de passage entre grandeurs mesurées (observables) et paramètres de vieillissement du béton armé • Divers projets : SENSO, ACDC, EVADEOS - OR 11N075 : Caractérisation du béton d’enrobage par méthodes non destructives - Évaluation de la pénétration des chlorures dans un béton non saturé - Méthodes d’évaluation non destructives (EM, capacitives, résistives) - Sensibilité à la présence de chlorures dans les premiers cm du bétonB. Thauvin, G. Villain
  3. 3. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Expérimentation • Dallettes de béton et éprouvettes de références exposées à des solutions de concentrations en chlorures différentes (0, 15 et 30 g/L) • Accélération du processus de pénétration des chlorures : – Dispositif d’imbibition – Béton sec – Béton de qualité médiocreB. Thauvin, G. Villain
  4. 4. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Expérimentation Dallettes : 45x35x13cm Éprouvettes : 11x22cm et 11x13cm Béton : C25/30 XC2(F) D20 S3 CEMII/A LL 42,5R CP2 NF 1 mois de cure sous eau (20 +/- 1°C) 2 mois d’étuvage à 60°C + 1 mois d’étuvage à 85°C jusqu’à masse constante Indicateur de durabilité Résultat Durabilité Coefficient de diffusion apparent des chlorures (10-12 m².s-1) Dapp 25,4 Faible Résistivité électrique (.m)  54 Faible Perméabilité à l’eau (kg.m-2.h-0,5) Kliq 2,2 - Porosité accessible à l’eau (%) Peau 15,7 Faible Perméabilité au gaz (10-18 m²) Kgaz 509 FaibleB. Thauvin, G. Villain
  5. 5. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Expérimentation Échéances de mesure : 0,1 – 0,3 – 1 – 1,2 – 1,8 – 6 – 23 jours Dallettes : Mesures non destructives - Radar (mono et bi-statique) - Sondes capacitives - Sondes résistives Éprouvettes : caractérisation - Teneur en eau, masse - Profondeur du front de chlorures - Profils de pénétration des chloruresB. Thauvin, G. Villain
  6. 6. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Caractérisation • Prise d’eau et gradient hydrique 6% Variation relative de masse (%) 5% 4% 3% Auscultation au banc gamma 2% 9% Eprouvette témoin : bain à 15 g/L Variation de teneur en eau (%) 1% 8% 0% 7% 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 6% Durée dimbibition (jours) 5% A sec 0,1 jour dimmersion Pesée des éprouvettes témoins 4% 0,4 jours dimmersion 1,1 jours dimmersion 3% 1,4 jours dimmersion Détermination des variations de teneur en 2% 2,1 jours dimmersion 6,2 jours dimmersion eau à partir des variations de masse 23,2 jours dimmersion 1% volumique par mesure au banc gamma : 0% Profils de teneur en eau 0 20 40 60 80 100 120 Profondeur de léprouvette (cm)B. Thauvin, G. Villain
  7. 7. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Profils de teneur en eau Variation de teneur en eau (en %) Caractérisation 9,00% 8,00% Eprouvette témoin : bain à 15 g/L 7,00% 6,00% • Prise d’eau et gradient hydrique 5,00% 4,00% A sec 0,1 jour dimmersion 0,4 jours dimmersion 3,00% 1,1 jours dimmersion 1,4 jours dimmersion Détermination de la position du 2,00% 2,1 jours dimmersion 6,2 jours dimmersion « front hydrique » 1,00% 23,2 jours dimmersion 0,00% 140 0 20 40 60 80 100 120 Position du front "hydrique" (mm) Position le long de léprouvette 120 100 80 60 40 Position du front hydrique (déf. 1) 20 Position du front hydrique (déf. 2) 0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0B. Thauvin, G. Villain Durée dimbibition (jours)
  8. 8. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Caractérisation • Pénétration des chlorures Avancée du « front de chlorures » Position du front de chlorures Xd 100 80 Essai colorimétrique à 0,3 j (en mm) 60 d’imbibition (30g/L) 40 Xd (colorimétrie) - 15 g/L 20 Xd (colorimétrie) - 30 g/L 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0B. Thauvin, G. Villain Durée dimbibition (jours)
  9. 9. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Caractérisation Position des fronts deau et de chlorures 100 80 Pénétration des chlorures entraînés par (mm) 60 l’eau et se fixant à la matrice cimentaire 40 Position du front hydrique (déf. 1) Position du front hydrique (déf. 2) 20 Xd (colorimétrie) - 15 g/L Xd (colorimétrie) - 30 g/L 0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 • Profils de chlorures Durée dimbibition (jours) 15 g/L NaCl 30 g/L NaCl 0,25 0,25 Concentration en chlorures totaux Concentration en chlorures 0,1 jours dimbibition 0,1 jours dimbibition totaux (%masse béton) 0,2 0,2 0,3 jours dimbibition 0,3 jours dimbibition 1 jours dimbibition (%masse béton) 1 jours dimbibition 1,8 jours dimbibition 23 jours dimbibition 0,15 0,15 0,1 0,1 0,05 0,05 0 0 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100B. Thauvin, G. Villain Profondeur (mm) Profondeur (mm)
  10. 10. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Évaluation non destructive • Radar en mode mono-statique GSSI SIR 20 – 2,6 GHz Onde directe mélangée avec la réfraction sur le surface Réflexion sur interface béton sec / béton humide Réflexion sur l’interface fond de dalle Demi-hyperboles dues aux effets Radar-gramme de bordsB. Thauvin, G. Villain
  11. 11. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Évaluation non destructive • Radar en mode mono-statique 35000 Étude de l’onde réfléchie en fond de 30000 dallette 25000 Auscultation depuis la surface exposée Amplitude 20000 35000 15000 10000 30000 0 j dimbibition 0,1 j dimbibition 5000 0,3 j dimbibition 25000 0,9 j dimbibition 0 1,1 j dimbibition 0 0,5 1 1,5 2 1,6 j dimbibition Amplitude Durée dimbibition (en jours) 23 j dimbibition 20000 0 g/L NaCl 15 g/L NaCl 30 g/L NaCl 15000 10000 E R 5000 0 0 g/L 15 g/L 30 g/L Concentration en NaCl de la solutionB. Thauvin, G. Villain dimbibition
  12. 12. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Évaluation non destructive • Radar en mode mono-statique Étude des radargrammes Détection du « Front hydrique » ~ Echo radar 0 j d’imbibition 0,1 j d’imbibition 0,3 j d’imbibition 0,9 j d’imbibition 1,1 j d’imbibition 1,6 j d’imbibitionB. Thauvin, G. Villain
  13. 13. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Évaluation non destructive • Radar en mode mono-statique Vitesse de propagation dans le béton saturé en solution de NaCl 100 90 80 70 Profondeur (mm) 60 50 40 Vitesse Permittivité [NaCl] 30 Position de lécho radar (m.ns-1) ’ 20 Position du front hydrique (déf. 1) 0 g/L 0,088 11,6 10 Position du front hydrique (déf. 2) 15 g/L 0,087 11,9 0 30 g/L 0,086 12,2 0 0.5 1 1.5 2 Durée dimbibition (jours)B. Thauvin, G. Villain
  14. 14. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Évaluation non destructive • Radar en mode bi-statique, multi-offsets Etude des ondes guidées dans une couche de béton de permittivité contrastée Courbe de dispersion de la vitesse de phase Minimisation / 3 paramètres (’1, ’2, h=e1) pour chaque échéance [Ihamouten, 2011] À faire pour cette étude E RB. Thauvin, G. Villain
  15. 15. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Évaluation non destructive • Sondes capacitives Fréquence de résonance d’un circuit oscillant (33 MHz)  Constante diélectrique ’ Mesure intégrante selon la profondeur (3 patins) pour chaque échéance 0 GE y = -24.36x + 28.46 Variation de fréquence (Hz) -50 R2 = 1.00 -100 3E y = -23.21x + 21.88 R2 = 1.00 -150 ME y = -28.37x + 26.45 R2 = 0.99 -200 PE y = -24.18x + 19.29 -250 R2 = 1.00 0 2 4 6 8 10 Constante diélectrique (-)B. Thauvin, G. Villain
  16. 16. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Évaluation non destructive • Sondes capacitives 24 22 Constante diélecrique GE  (-) 20 18 16 Saturation 14 12 10 Dalle 1 (0 g/L) 8 Dalle 2 (15 g/L) 6 Dalle 3 (30 g/L) 4 0 0.5 1 1.5 2 Durée dimbibition (jours) Constante diélectrique dans le béton saturé en solution de NaCl 0 g/L 15 g/L 30 g/L 14 20 24 13 22Constante diélecrique  (-) Constante diélecrique  (-) Constante diélecrique  (-) 18 12 20 16 11 18 10 14 16 9 12 14 8 10 12 7 Electrode GE Electrode GE 10 Electrode GE Electrode ME 8 6 Electrode ME 8 Electrode ME 5 Electrode PE 6 Electrode PE 6 Electrode PE 4 4 4 B. Thauvin, 0.1 Villain0.2 0 G. 0.3 0.4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 Durée dimbibition (jours) Durée dimbibition (jours) Durée dimbibition (jours)
  17. 17. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Évaluation non destructive • Sonde multi-électrodes de résistivité Mesure de la résistivité en configuration Wenner Mesure intégrante selon l’écartement des électrodes Inversion des résistivités apparentes Tomographie de résistivités électriques [R. Du Plooy, S. Palma-Lopes et al. 2012]B. Thauvin, G. Villain
  18. 18. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Évaluation non destructive • Sonde multi-électrodes de résistivité 100000 T1 T2 10000 T3 T4 Résistivité (Ohm.m) T5 1000 T6 100 10 0 0.02 0.04 0.06 0.08 Evolution dans le temps Profondeur (m) similaire / 3 dalles 100000 T1 Résistivité diminue ave T2 Résistivité (Ohm.m) 10000 T3 T4 la concentration [NaCl] T5 1000 T6 100 10 0 0.02 0.04 0.06 0.08 Profondeur (m) 100000 T1 T2 Résistivité (Ohm.m) 10000 T3 T4 T5 1000 T6 100 10 0 0.02 0.04 0.06 0.08B. Thauvin, G. Villain Profondeur (m)
  19. 19. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Évaluation non destructive • Sonde multi-électrodes de résistivité 100% 7% 90% 100 6% Variation de teneur en eau (%) 80% Position du front deau (mm)Degré de saturation (%) . T1 5% 80 70% T2 60% T3 4% 60 50% T4 3% 40% T5 40 30% T6 2% Radar monostatique 20% Résistivité 1% 20 Position du front hydrique (déf. 1) 10% Position du front hydrique (déf. 2) 0% 0% 0 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0 20 40 60 80 0 1 2 3 4 Profondeur (m) Profondeur de léprouvette (cm) Durée dimbibition (jours) Dalle 1 : 0 g/L 90% 80% Dalle 1 (0g/L) 70% Dalle 2 (15 g/L) Difference Relative (%) 60% Dalle 3 (30 g/L) Sensibilité aux chlorures 50% 40% 30% 20% 10% 0% TRE - résistivité Capacimétrie Radar mono. Technique EM B. Thauvin, G. Villain
  20. 20. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Évaluation non destructive • Conclusions et perspectives• Tomographie de Résistivité Electrique TRE particulièrement sensible à l’eau et aux chlorures permettant de déterminer des profils• Poursuivre l’analyse – Inversion des mesures des sondes capacitives – Analyser les mesures du radar en configuration bi-statique multi-offsets – Croiser les méthodes pour obtenir les profils de chlorure (?)• Déterminer des courbes de caalibration pour passer des observables ND (Permittivité, résistivité) aux paramètres de suivi des dégradations• Comparer ces profils avec les modèles de prédictifs de durabilité (Département MAT) [R. Du Plooy, S. Palma Lopes, G. Villain & X. Dérobert, B. Thauvin & C. Lestréhan, Comparison of electromagnetic non-destructive evaluation techniques for the monitoring of chloride ingress in cover concrete, 6th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management, IABMAS, Villa Erba, Lake Como, Italy, July 8-12 2012, 8pB. Thauvin, G. Villain
  21. 21. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Merci pour votre attentionB. Thauvin, G. Villain

×