Brevet FR2991048A1 — publié le 20131129

- 1 - DESCRIPTION L'objet de la présente invention correspond à une technique nouvelle de diagnostic de structures construites principalement en béton armé (mais également pour d'autres matériaux qu'ils soient simples, complexes ou composites), par l'analyse fine de son comportement (en déformation ou rotation) sous un spectre de sollicitations forcées ou naturelles, parfaitement identifié, imposé ou mesuré. Une mesure suffisamment précise de la déformation angulaire de l'élément, sous des charges modérées pour être non destructives, se faisant par l'intermédiaire 10 d'un appareillage électronique « appelé INCLINET », permettant un enregistrement continu de ces déformations. La définition judicieuse du spectre de charge à appliquer à l'élément permet d'obtenir autant de conditions aux limites que nécessaire pour déterminer toutes les inconnues composant l'ouvrage ou ses éléments de réduction (qualité du 15 béton, modules, section d'armatures, relaxations aux appuis,...). L'invention est un procédé de diagnostic non destructif des structures construites se caractérisant par la mesure simultanée, et enregistrement des sollicitations appliquées et des déformations résultantes. La présente invention se distingue des techniques de test à l'épreuve sous 20 contrainte qui ne permettent que de vérifier une capacité sans rendre compte des caractéristiques réelle ou résiduelle de l'élément testé. Le principe de l'invention s'appuie sur la connaissance simultanée et suffisamment précise : - D'une action (par des charges appliquées selon un protocole défini) 25 - Et de comportement en rotations continues (mesuré et enregistré par l'INCINET en conditions réelles). Un programme de correspondance et résolution (appelé décodeur), permet par l'analyse et traduction des spectres simultanés (action et comportement angulaire), - 2 - de caractériser l'élément de structure et d'en donner les résultats en caractéristiques mécaniques classiques. La connaissance des caractéristiques mécaniques ainsi déduites, permet de reconnaître la composition de l'ouvrage objet du diagnostic, et les caractéristiques 5 des techniques et géométriques des matériaux le constituant. L'invention se distingue en ce qu'elle est non destructives et ne nécessite aucun prélèvement L'invention se distingue en ce qu'elle sollicite l'ouvrage dans ses conditions d'exploitation courantes. La répétition des essais et les mesures continues 10 permettant de distinguer les ouvrages et de les caractériser L'invention est une technique inverse de diagnostic, qui apporte une définition plus fiable, permettant non seulement de tester l'ouvrage dans des conditions normales, mais d'en connaître les limites après sa caractérisation mécanique, par l'application des lois normales de comportement. 15 L'invention permet en outre d'adapter sa résolution aux sollicitations naturelles dans le cas d'impossibilité ou de difficultés à appliquer le spectre de sollicitations forcées. Dans le cas de diagnostic sous sollicitations naturelle, l'enregistrement des mesures (actions, et comportement) se fait sur un délai suffisant (et variable selon 20 les actions naturelles), pour permettre au décodeur d'obtenir une résolution finale. Le programme du décodeur, analyse ainsi les variations du spectre des actions naturelles (neige, vent, température, ou exploitation), combinées aux réponses en déformation et rotation de l'ouvrage équipé, et détermine le moment permettant la résolution du système global du torseur contraintes-déformations paramétré 25 des caractéristiques mécaniques intrinsèques des matériaux composant la structure objet du diagnostic. Dans le cas des actions naturelles, le délai d'observation permettant ce déterminisme, est indéfini. Le programme du décodeur pouvant néanmoins utiliser plusieurs niveaux d'affinage des résultats permettant de déduire des 30 résultats partiels et une estimation projective du temps d'attente. - 3 - Pour un élément de poutre indéterminé (FIG 1), un appareil de mesure continue des rotations (INCLINET), permet d'enregistrer le spectre réponse au spectre des sollicitations. L'ensemble de ces informations est décodé par un programme et permet de donner les caractéristiques mécaniques de l'élément de structure (DECODEUR). La résolution du système produisant les caractéristiques principales de l'élément de structure, à savoir (dans le cas de l'analyse d'une poutre par exemple) : - KA, et KB : Relaxations aux appuis de l'élément - E, G, g, X et y : caractéristiques de la matrice du matériau Io - S : section de l'acier armature du matériau (également reconnu par ses caractéristiques standards) - d : Position du bras de levier de l'armature par rapport à une fibre neutre - tab : participation d'une table de compression à la section comprimée du matériau. 15 L'automatisation des enregistrements et de la résolution implique une grande facilité à l'opérateur, et dans l'interprétation. Bien qu'il soit évident que des imperfections ou renforcements de l'élément objet du diagnostic, puissent affecter sensiblement les résultats, la méthode proposée présente, non un handicap, mais un avantage de ce fait, puisqu'elle donnera un 20 résultat équivalent plus proche de la réalité de l'ouvrage, que celui des méthodes de recherches directes destructives ou non destructives. En effet, une poutre béton armé fragilisée par exemple ponctuellement ou de façon diffuse et indétectable aux mesures directes, soit par vieillissement (défaut des adhérences, glissement des armatures, décohésion de la matrice béton, 25 microfissurations,...), sera caractérisée dans la méthode objet de la présente invention en poutre de moindre section d'armature ou de moindre qualité de béton, ce qui rendra un résultat finalement plus proche de la réalité in-situ Il en va bien entendu de même pour des poutres renforcée de façon indéterminée ou indéfinie ou encore indétectable. - 4 - La méthode objet de cette invention peut ainsi permettre de re-caractériser des ouvrages ayant souffert d'une fragilisation accidentelle ou naturelle (Incendie, séisme,...), et de permettre une vérification réelle des renforcements effectués (adjonction d'armatures, tissus composites collés, ...). La présente méthode permet donc de mieux caractériser la réalité des éléments de structures en leur état de vieillissement ou de fragilisation, ou encore de renforcement, au moment du diagnostic, et d'en rendre compte précisément. L'extraction des caractéristiques mécaniques réelles, permet en final de poursuivre classiquement les dimensionnements et justifications des ouvrages. REVENDICATIONS1) Procédé de diagnostic non destructif des structures construites se caractérisant par la mesure simultanée et enregistrement des sollicitations appliquées et des déformations résultantes. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un programme de correspondance et résolution, permet de traduire les mesures enregistrées en caractéristiques mécaniques. 3) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la résolution caractéristique est possible avec l'enregistrement sur une période suffisante d'actions naturelles.