Des scanners à ultrasons pour les ponts en béton endommagés
Les infrastructures comme les ponts et les routes sont généralement construites en béton armé, ce qui nécessite une surveillance permanente afin d’en garantir l’utilisation et la sécurité. Les structures en béton de grande dimension posent des problèmes liés en grande partie au recours à des matériaux contenant de nombreux agrégats et fragments compactés. Les contrôles non destructifs (CND) par ultrasons, un démarrage sur les chapeaux de roue Les CND sont l’une des solutions les plus efficaces pour contrôler ces structures en béton. Le projet COBRI, partiellement financé par l’UE, a développé un système non seulement simple et efficace mais également économique et portatif. Comme l’explique Philippe Olivier, PDG de ELOP AS, l’entreprise qui coordonne le projet COBRI: «le nouveau système de collecte de données par ultrasons et en temps réel sur les structures en béton et la présentation de ces données dans un format vidéo 3D lisible par des humains constituent une grande avancée technologique». Le scanner à ultrasons roulant intègre également tout un éventail d’autres caractéristiques. Il est extrêmement rapide et scanne de 10 cm à 100 cm par seconde en fonction de la résolution souhaitée. La profondeur de pénétration a été augmentée de 15 cm à 50 cm. Une résolution d’environ 1 cm permet de détecter les barres d’armature, la séparation en couche des matériaux ainsi que les fissures. Développement, test et validation du prototype L’équipe a du faire face à plusieurs défis et le développement du prototype s’est avéré plus exigeant que prévu. Le traitement des différentes formes d’ondes et la dispersion des agrégats a nécessité beaucoup de temps de recherche supplémentaire et des expérimentations extrêmement chronophages. Un test de terrain a été réalisé avec Ramboll, une entreprise hautement qualifiée en matière d’inspection des ponts et de CND. Afin de mener à bien ce projet, ELOP a été amenée à collaborer avec des partenaires comme TOPRO, Aurotech Ultrasound AS, COWI et RAMBOL. Prochaines étapes: améliorations technologiques et expansion du marché COBRI s’est achevé à la fin de l’année 2017 et les projets d’amélioration des caractéristiques techniques et d’introduction sur le marché sont ambitieux. L’optimisation du traitement du signal permettra de différencier les matériaux, à savoir l’acier, l’air et l’eau, dans le rendu visuel. En parallèle, la phase d’industrialisation du scanner sera terminée sous peu et l’entreprise pourra mettre en place son équipe de vente et commencer la production. Pour des surfaces plus grandes et horizontales, une version de type chariot utilisant les mêmes roulettes de base est en cours de conception. Les zones d’inspection ne sont pas toujours planes et des structures comme les barrages, les piliers et les silos demandent plus de temps et des échafaudages très onéreux afin d’y accéder. Dans de tels cas, le scanner roulant qui se connecte à des robots ou à des chenilles mécaniques apparait comme la meilleure solution. En partant du même principe roulant permettant une collecte rapide et sécurisée des données, l’équipe prévoit de s’attaquer à un nouveau marché. En utilisant de plus hautes fréquences, de nouveaux scanners à large bande peuvent être utilisés avec des matériaux composites et du métal. D’autres structures qui nécessitent des techniques de contrôle non destructives pourraient également être des cibles potentielles, comme les pâles des éoliennes, l’inspection des soudures, les réservoirs et les coques des bateaux. Ces possibilités sont actuellement à l’étude dans le cadre du projet connexe Multrawheel. Impact socioéconomique et environnement «L’impact ne s’arrête pas à la détection de problèmes dans les structures en béton armé, même s’il est certain qu’une détection préventive précoce de la corrosion, des fissures et du délaminage pourrait permettre d’économiser des milliards d’euros au niveau mondial», souligne M. Olivier. La chaine de valeur utilisateur inclut les constructeurs, les spécialistes de l’inspection et les fournisseurs de services de CND aux propriétaires des ponts. En outre, le scanner nécessite moins de formations spécialisées que les systèmes utilisés actuellement et les données collectées peuvent être transférées vers un site centralisé où elles seront analysées par des experts. Les avantages en termes environnementaux comprennent la diminution de la consommation d’énergie pour la production de ciment et une moindre quantité de déchets de démolition. La réduction des retards de circulation se traduit par une baisse de la consommation de carburant qui va de pair avec une diminution de la pollution sonore et atmosphérique. M. Olivier résume ainsi le succès de ce projet: «nous fournissons une solution à bas coût pour des CND simples et efficaces des structures en béton». Se référant à l’impact sur l’infrastructure routière, il ajoute «cette solution innovante simplifiera et optimisera les méthodes actuelles d’inspection des ponts et, par conséquent, améliorera la sécurité, la pertinence des investissements en capital et la capacité de l’infrastructure routière».
Mots‑clés
COBRI, béton, scanner, pont, ultrasons
