Brevet FR2610729A1 — publié le 19880812

Procédé de contrôle d'objets métalliques dans un materiau non métallique, notamment de fers d'armature de béton armé La présente invention se rapporte à un procédé de contrôle de la présence et de la profondeur d'un objet métallique au sein d'un bloc de matériau non métallique, notamment d'un fer d'armature dans une pièce de béton armé. D'une manière traditionnelle, le contrôle de positionnement des objets métalliques enrobés est réalisé par sondages destructifs, ce qui présente des inconvénients évidents. Parfois est utilisé un appareil non destructif qui compare, grâce à un galvanomètre spécialement étalonné, les forces électromagnétiques d'un transformateur de référence à celles d'un transformateur formé par une sonde et l'objet métallique à détecter; la déviation de L'aiguille du galvanomètre, qui est fonction de la distance des pôles de la sonde à l'objet, permet d'apprécier l'épaisseur de recouvrement de l'objet métallique. Ce type d'appareil non destructif est capable de fournir des résultats de bonne précision. Toutefois, sa mise en oeuvre est délicate et la validité des résultats repose sur le savoir-faire du manipulateur. La présente invention a pour but de définir un procédé de contrôle qui soit simple, fiable, de mise en oeuvre facile et qui permette, pour un coût modique, la mesure de l'épaisseur de recouvrement d'objets métalliques dans une large plage de cette épaisseur et pour des objets métalliques de grosseur très diverse. Selon ce procédé, on utilise un détecteur de proximité sensible à La présence d'un objet métallique, qui fournit un signal de sortie prenant deux états distincts suivant que ledit objet se trouve au delà ou en deçà d'une distance déterminée, cette distance étant ajustable à l'aide d'un organe de réglage de la sensibilité du détecteur; après avoir étalonné ladite distance limite en fonction de la grosseur des objets métalliques, notamment du diamètre des fers d'armature, à contrôler, on applique le détecteur à la surface-du bloc de matériau, sa distance limite de détection étant réglée à une valeur soit supérieure à la profondeur o doit se trouver l'objet métallique dans ledit bloc, de façon à en vérifier la présence, soit juste inférieure à ladite profondeur, de façon à vérifier si la profondeur réelle de l'objet métallique est suffisante. Le détecteur de proximité peut être l'un de ces modèles industriels courants du type inductif, conçus pour servir de dispositifs de fin de course, de détecteurs de position ou de générateurs d'impulsions en association avec une roue phonique. De tels détecteurs, peu coûteux et fonctionnant par tout ou rien, ne sont nullement destinés à servir d'appareils de mesure pour fournir des résultats quantitatifs. Toutefois, ils permettent maintenant, grâce au procédé selon l'invention, non seulement de déceler la présence d'un objet métallique noyé dans un matériau, mais d'en mesurer la profondeur au sein de ce dernier, et cela de manière très simple, aisément accessible à tout opérateur, même non expérimenté. Le procédé est en particulier bien adapté au contrôle des fers d'armature dans des pièces de béton armé manufacturées, c'est-à-dire à la vérification de la présence de ces fers aux endroits o ils doivent se trouver dans chaque pièce de béton armé ainsi que de l'épaisseur de béton recouvrant chacun de ces fers d'armature. Dans un premier mode de mise en oeuvre du procédé, on règle la distance limite de détection du détecteur à une valeur nettement plus grande que la profondeur normale de l'objet métallique dans le bloc de matériau, on applique le détecteur à la surface de ce dernier puis, après détection de l'objet métallique, on l'éloigne de ladite surface jusqu'à ce que son signal de sortie change d'état; on mesure alors la distance d'éloignement du détecteur et on en déduit, compte tenu de la grosseur de l'objet métallique, la profondeur de ce dernier. Dans un autre mode de mise en oeuvre, on utilise un second détecteur semblable au premier et associé à celui-ci, l'un étant réglé pour une distance de détection juste supérieure, et l'autre juste inférieure, à la profondeur o doit se trouver l'objet métallique, et on applique l'ensemble de ces deux détecteurs à La surface du bloc de matériau de façon à détecter l'objet métallique et à vérifier si sa profondeur dans ledit bloc est correcte. Cette dernière procédure est particulièrement bien adaptée à l'automatisation des opérations de contrôle en usine de pièces de béton-armé manufacturées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, en regard des dessins annexes, d'exemples de réalisation non limitatifs. La figure 1 illustre schématiquement l'application du procédé selon l'invention au contrôle d'un fer d'armature d'une pièce de béton manufacturée, dans quatre cas pratiques différents. La figure 2 est un réseau de courbes d'étalonnage du détecteur de proximité utilisé. Les figures 3 et 4 montrent comment répond le détecteur à la présence d'un fer d'armature, dans trois cas différents, respectivement pour un premier et un second réglage de sa sensibilité. Les figures 5 et 6 illustrent l'utilisation d'une paire de deux détecteurs associés. Les figures 7A et 7B illustrent une variante de mise en oeuvre du procédé. On voit, schématisé sur la figure 1, un détecteur de proximité 1 mis en oeuvre, dans le présent exemple, pour contrôler la présence et la position d'un fer rond d'armature 3 -faisant partie de l'armature d'une pièce 4 de.béton armé. Ce détecteur comprend, logé dans un boîtier, un circuit oscillant LC qui, associé à un oscillateur, crée un champ électromagnétique local, lequel détermine la zone active Z du détecteur, de forme sensiblement conique et émanant d'une face 11 du boîtier. Tout élément métallique pénétrant dans cette zone Z est le siège, en raison d'un phénomène d'induction, de courants de Foucault qui entraînent un amortissement du circuit oscillant, lequel est constaté par un étage de commutation électronique. Ainsi, le signal de sortie du détecteur, fourni par cet étage de commutation, 2 610729 peut prendre deux états différents suivant qu'un objet métallique est présent ou absent de la zone active Z. Le détecteur 1 est équipé d'un indicateur visuel 5 et d'un bouton 6 de réglage de la sensibilité. L'indicateur 5, auquel est appliqué le signal de sortie de l'étage de commutation électronique, s'allume ou s'éteint suivant que le fer rond 3, en regard duquel se trouve le détecteur 1, est situé à une distance inférieure ou supérieure à la distance limite de détection dL du détecteur, définie par l'étendue de la zone active Z, cette distance limite étant réglable par manoeuvre du bouton 6. A la place ou en plus de l'indicateur visuel 5, on pourrait également utiliser un indicateur sonore tel qu'un vibreur. Le détecteur 1 étant appliqué par la face 11 de son boîtier sur la surface 41 de la pièce de béton, plusieurs cas peuvent se présenter (figure 1). Dans le cas A, le fer rond 3 est situé à une distance d1 supérieure à la distance limite dL du détecteur 1, et l'indicateur 5 de celui-ci reste éteint. Dans le cas B, la distance d2 du fer 3 est égale à la distance d et 2 L l'indicateur 5 s'allume. Il en va évidemment de même si le fer 3 est à une distance d3 inférieure à la distance dL (cas C). Le cas D montre que le fer 3 du cas A peut être détecté en réglant, au moyen du bouton 6, la distance limite de détection à une valeur d"L 2 d1 (qui correspond à une zone active plus allongée). Préalablement à son application au contrôle de la présence et de la profondeur d'un fer rond 3 dans une pièce de béton 4, on procède à l'étalonnage du détecteur 1. Sa sensibilité dépendant non seulement de la position du bouton de réglage 6, mais aussi du diamètre du fer rond 3 à détecter. C'est pourquoi on dresse un abaque tel que celui de la figure 2, qui donne la distance limite de détection dL en fonction de la position de réglage du bouton 6 (celui-ci étant, dans l'exemple décrit, couplé à un potentiomètre à plusieurs tours, c'est le nombre n de tours donnés au bouton 6 qui est porté en abscisses), avec pour paramètre le diamètre du fer rond 3. Cet abaque, établi expérimentalement, permet de déterminer le réglage à effectuer sur le détecteur 1 pour lui conférer telle distance limite de détection dL désirée en présence d'un fer rond de tel diamètre donné. Par exemple, si l'on désire une distance limite de 25 mm en présence d'un fer rond de diamètre égal à 5 mm, on voit qu'il faut donner 10 tours au bouton de réglage 6. Le détecteur 1 étant régLé pour une distance limite d, L déterminée, compte tenu du diamètre des fers ronds à contrôler, il ressort des trois cas A, B et C montrés à la figure 3 que le détecteur ainsi réglé, appliqué à la surface 41 du béton 4, décèle la présence des fers ronds 3b et 3c dont les distances respectives dB et dC à La surface 41 du béton 4 est inférieure à La distance limite dL, tandis que, dans le cas A, il ne détecte rien, le fer 3a étant situé plus profondément dans le béton, à une distance dA de la surface de celui-ci supérieure à la distance limite dL. La figure 4 illustre les mêmes opérations de détection, effectuées sur les mêmes fers 3a, b, c après réglage de la distance Limite du détecteur 1 à une nouvelle valeur d'L inférieure à dL et comprise entre dB et dC. Dans ce cas, seul le fer 3c du cas C est détecté. Ainsi, il est possible, à l'aide du détecteur 1, de vérifier la présence de fers ronds 3 par trop éloignés de la surface du béton 4 o ils sont noyes, ces fers pouvant être décelés, si leur position est inconnue, par balayage du détecteur 1 à la surface 41 du béton. On peut au surplus vérifier la profondeur de ces fers, c'est-à-dire l'épaisseur de béton qui les recouvre. Dans l'exemple des figures 3 et 4, on vérifie que la pronfondeur dB du fer rond 3b est égale à la valeur correcte dt grâce à une double application du détecteur 1 réglé pour des distances limites successives d et d'L encadrant la valeur dt. C'est en effet le L L t' seul des trois fers 3a, b, c qui soit détecté pour le réglage dL> dt et ne le soit pas pour le réglage d'L Ces mêmes opérations peuvent être réalisées plus commodément en associant au détecteur 1, réglé à la distance limite dL, un second détecteur 1' identique, mais réglé à la distance limite d'L. Un fer 3 situé à une profondeur dB égale à la valeur correcte d excite l'indicateur 5 du détecteur 1 (cas A), mais non t celui du détecteur 1' (cas B). Les deux détecteurs 1, 1' peuvent avantageusement être appliqués sur La surface 41 du béton 4 avec une orientation telle qu'ils soient simultanément en regard du fer rond 3 à contrôler (figure 6). Un fer 3 de profondeur incorrecte exciterait soit les deux détecteurs 1, 1', soit aucun d'eux. En variante (figures 7A et 7B), on peut utiliser un seul détecteur 1 réglé à une distance limite de détection d"L nettement plus grande que la profondeur d d'un fer rond 3. Posé sur le béton 4 en regard de ce dernier, il en décèle la présence (figure 7A). Si alors on l'écarte du béton, son indicateur 5s'éteint lorsque la distance du détecteur 1 au fer 3 atteint la valeur d"L (figure 7B). En mesurant l'espacement e du détecteur par rapport à la surface du béton, par exemple à l'aide de cales 7, 8 d'épaisseur connue, successivement interposées jusqu'à extinction de l'indicateur,5, on obtient la valeur de la profondeur d du fer 3: d d"L - e et l'on peut vrifier si cette profondeur est correcte. et L'on peut vérifier si cette profondeur est correcte. Revendications 1. Procédé de contrôle de La présence et de La profondeur d'un objet métallique au sein d'un bloc de matériau non métaLLique, notamment d'un fer d'armature dans une pièce de béton armé, caractérisé par le fait qu' on utilise un détecteur de proximité (1) sensible à la présence d'un objet métallique (3), qui fournit un signal de sortie prenant deux états distincts suivant que ledit objet se trouve au delà ou en deçà d'unrie distance déterminée, cette distance limite de détection (dL) étant ajustabLe à l'aide d'un organe (6) de réglage de la sensibilité du détecteur, et que, après avoir étalonné ladite distance limite en fonction de la grosseur des objets métalliques, notamment du diamètre des fers d'armature, à contrôler, on applique le détecteur (1) à la surface (41) du bloc de matériau (4), sa distance limite de détection étant réglée soit à une valeur (dL) supérieure à la profondeur (dt) o doit se trouver l'objet métallique (3) dans ledit bloc, de façon à en vérifier la présence, soit à une valeur (d'L) juste inférieure à ladite profondeur, de façon à vérifier si la profondeur réelle de l'objet métallique (3) est suffisante. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu' on règle la distance limite- de détection (dL) du détecteur (1) à une valeur (d"L) nettement plus grande que la profondeur normale- (dt) de l'objet métallique (3) dans le bloc de matériau (4), qu' on applique le détecteur (1) à la surface (41) de ce dernier puis, après détection de l'objet métallique, qu' on l'éloigne de ladite surface jusqu'à ce que son signal de sortie change d'état, qu' on mesure alors la distance (e) d'éloignement du détecteur et qu'on en déduit, compte tenu de la grosseur de l'objet métallique (3), la profondeur de ce dernier. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu' on utilise un second détecteur (1') semblable au premier et associé à celuici, l'un étant réglé pour une distance de détection (dL) juste supérieure, et L'autre une distance de détection (d'L) juste inférieure, à la profondeur (dt) o doit se trouver l'objet métallique (3), et que l' on applique l'ensemble de ces deux détecteurs (1, 1') à la surface (41) du bloc' de matériau (4) de façon à détecter l'objet métallique (3) et à vérifier si sa profondeur dans ledit bloc est correcte. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que chaque détecteur utilisé est du type inductif.