Academic literature on the topic 'Sondage destructif'

Le procédé de Compactage Horizontal Statique, mis en œuvre pour la première fois aux États-Unis dans les années 1950 par les ingénieurs d’Hayward Baker Inc. (Groupe KELLER), a été développé considérablement par la suite, de telle sorte que depuis le début des années 1990, il trouve également une diffusion croissante en Europe (Warner J. 1982. “Compaction grouting-the first thirty years”. Gr Geotech Eng, ASCE, 1982: P694–707). Alors qu’à l’origine, les applications du procédé étaient limitées à la consolidation sous les fondations d’ouvrages susceptibles de subir des tassements, il en existe maintenant beaucoup d’autres. Aujourd’hui, les domaines d’application du Compactage Horizontal Statique sont multiples : amélioration et renforcement de sol pour des ouvrages neufs ou des reprises en sous-œuvre mais également pour des traitements de vides karstiques. Un exemple de chantier vient illustrer une application de ce procédé sous des éoliennes en mettant en évidence les avantages de ce procédé dans un contexte géotechnique difficile de zones décomprimées et de vides dans la craie jusqu’à des profondeurs de 20 à 45 m. Il a également été associé à un autre procédé de renforcement de sol par inclusions rigides pour traiter les sols superficiels. La détection et la délimitation des zones d’anomalies par des sondages destructifs avec enregistrements de paramètres n’ont pas été possibles en phase projet et ont été très compliquées en phase travaux pour garder un délai d’exécution court. Le retour d’expérience de cette opération montre que dans un tel contexte, il y a lieu de prévoir plusieurs mailles : une maille primaire lâche sur l’ensemble de l’emprise de l’ouvrage de manière à délimiter grossièrement les zones à injecter, et une maille secondaire voire tertiaire en intermaille, pour circonscrire précisément la zone d’anomalies.

(. . . ) Les résultats les plus significatifs montrent qu'il est possible, à l'aide d'une mesure simple de retrait tangentiel et de largeur moyenne de cerne sur carotte de sondage, d'estimer le retrait tangentiel de planches. De la même façon, la mesure simultanée de la largeur moyenne de cerne et de l'infradensité permet d'avoir une bonne appréciation de la variation d'épaisseur, ainsi que des ondulations présentes sur les placages tranches sur dosse (. . . ) en annexe figurent des renseignement concernant d'autres aspects de la qualité du bois de chêne rouge recueillis tout au long de cette étude(. . . )

Les travaux présentés dans cette thèse contribuent au développement du contrôle non destructif des conduits de précontrainte extérieure dans les ouvrages d'art. Une sonde capacitive a été développée pour ausculter ces conduits. L'objectif est d'en améliorer le diagnostic.Dans un premier temps, une cellule de mesure en transmission coaxiale a été développée pour caractériser les matériaux présents dans le conduit sur la bande de fréquence 50 MHz - 1 GHz. Le ciment, les produits de la ségrégation du ciment et la cire d'injection ont été étudiés.La deuxième partie du travail exploite ces résultats dans une modélisation directe du problème global. Une étude paramétrique nous a permis de proposer une méthode d'estimation de l'épaisseur de vide à l'intérieur du conduit à partir des signaux délivrés par la sonde, qui a pu être validée sur une maquette de conduit. A partir de ces résultats sont proposées plusieurs améliorations du dispositif visant à l'obtention de signaux plus riches issus des capteurs, afin de pouvoir estimer un plus grand nombre de paramètres.

Les techniques de contrôle non-destructif s’appuyant sur des traducteurs ultrasons multi-éléments sont maintenant de plus en plus utilisées dans l’industrie. Ces traducteurs offrent en effet de nombreux avantages, en particulier une polyvalence d’utilisation et une adaptabilité à des configurations complexes. De plus des techniques d’acquisition avancées, telle que la Full Matrix Capture, permettent d’avoir accès à des données beaucoup plus riches et complètes que celles fournies par les techniques conventionnelles, offrant ainsi de nouvelles possibilités en terme de localisation et de caractérisation de défauts. Les travaux de cette thèse ont pour objectif de mettre en œuvre des méthodes d’imagerie et de reconstruction adaptées aux diverses acquisitions multi-éléments possibles. Pour cela, nous proposons différentes méthodes dérivées de l’approche dite de focalisation synthétique. Ces méthodes s’appuient sur des modèles directs développés au CEA LIST et implémentés dans la plateforme CIVA. Ces derniers peuvent, en outre, prendre en compte les configurations de contrôle complexes, notamment en ce qui concerne l’état de surface -irrégulier- des pièces inspectées. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la localisation de diffracteur quasi-ponctuel. Sous cette hypothèse, nous avons évalués les performances des méthodes proposées lorsqu’elles sont appliquées à différents types d’acquisitions. La suite des travaux s’est recentrée sur l’étude de la Full Matrix Capture couplée à l’algorithme dit de « Focalisation en Tous Points (FTP) », cette combinaison ayant montré de bonnes performances en terme de localisation. Dans un second temps, nous avons prolongé notre approche à la reconstruction de défauts étendus et à la prise en compte de trajets ultrasonores multiples. En particulier, nous avons appliqué la généralisation de l’algorithme FTP à la localisation et à la caractérisation d’entaille proche du fond de la pièce à l’aide d’échos de coin, échos dus à des réflexions successives de l’onde ultrasonore sur le fond et le défaut. Les différentes méthodes envisagées dans ces travaux ont été appliquées avec des données simulées ainsi qu’avec des mesures expérimentales
Techniques for nondestructive testing based on ultrasonic phased array probe are now increasingly used in industry. These probes offer many advantages, in particular use versatility and adaptability to complex configurations. More advanced acquisition techniques, such as “Full Matrix Capture”, provide access to collection of data richer and more complete than those provided by conventional techniques, offering so new possibilities in terms of localization and characterization of defects. The work of this thesis aims to implement imaging and reconstruction methods for various operating modes of UT array inspection. For this, we propose different methods derived from the so-called synthetic focusing. These methods rely on forward models developed at CEA LIST and implemented in the CIVA software platform. These models can also take into account the complex inspection configurations, especially in regard to the -irregular- surface inspected parts. At first, we were interested in locating point-like scatterer. Under this hypothesis, we evaluated the performance of the proposed methods when they are applied with different types of inspection operating mode. Next work has been refocused on the study of the Full Matrix Capture coupled to the algorithm called Focalisation en Tous Points (FTP), this combination has shown good performance in terms of defect localization. In a second step, we generalized our approach to extended defects and multiple ultrasonic paths. In particular, we applied the latest FTP algorithm to the localization and characterization of notch near the bottom of the part with corner echoes, echoes due to successive ultrasonic wave reflections on the bottom and defect. The different methods considered in this work have been applied with both simulated data and experimental measurements

L'étude est composée de trois parties : une première partie est consacrée à la description théorique classique et semi-classique des phénomènes mis en jeu lors de l'interaction entre un rayonnement (laser) et de la matière diélectrique ou conductrice. Une seconde partie traite de la transformation optique-thermique-acoustique dans laquelle l'énergie électromagnétique se transforme en chaleur, qui, du fait du fort gradient de température, crée une source de dilatation en surface engendrant des ultrasons dans le milieu. Les ultrasons, réfléchis sur les parois du milieu engendrent des phénomènes de résonance lies à la géométrie du milieu. L'analyse du signal recueilli par sonde interférométrique nous renseigne sur la géométrie et les défauts du milieu. Une dernière partie présente un modèle expliquant la génération d'ondes acoustiques par choc laser dans un milieu vivant, produisant une évolution ou même une destruction de ces cellules.

Ce travail de thèse est consacré à l'étude des courants de Foucault dans les applications de Contrôle Non Destructif (CND). L’utilisation des CF est un moyen très fiable, rapide, peu coûteux et particulièrement bien approprié pour tester les structures métalliques largement utilisées dans le domaine de l’aéronautique. Une partie importante de ce mémoire est consacré aux deux principaux aspects du CND par CF: la modélisation et l’instrumentation. Plusieurs méthodes analytiques ont été développées. Sur le plan de l’instrumentation, une optimisation englobant tous les éléments de la chaîne de mesure a été effectuée. Deux capteurs magnétiques ont été utilisés : le SQUID et la sonde à effet Hall. Le premier présente une très grande sensibilité (4,5V/µT); son inconvénient est la distance (12,8mm) qui le sépare de la surface de l’échantillon. Le deuxième est largement moins sensible que le SQUID (5mVµT) ; mais son avantage est sa proximité avec l’échantillon (1mm). Nous avons montré que l’utilisation de la sonde à effet Hall peut être parfois plus intéressante que celle du SQUID. Une autre partie importante est consacrée à l’étude du phénomène de fatigue mécanique. Une méthode analytique originale basée sur le principe de la corrélation entre ce phénomène et les propriétés électriques a été développée. En effet, la fatigue est considérée comme une cause d’augmentation de la résistivité électrique dans la zone endommagée. Nous avons également étudié le problème inverse, c'est-à-dire l’attribution des valeurs de résistivités locales à différents points d’une structure préalablement soumise à une fatigue répartie à partir des valeurs de composantes Bz du champ induit mesurées.

Compte-tenu des progrès en matière de modélisation des dispositifs à courants de Foucault, et de résolution des problèmes inverses, on peut espérer pouvoir utiliser bientôt les outils de l'imagerie pour la reconstruction de défauts de pièce métalliques. Encore faut-il disposer d'un capteur approprie, qui échantillonne correctement le champ magnétique et qui soit modélisable. Dans cette thèse, nous présentons les pré déterminations nécessaires à la réalisation d'un capteur multiéléments, dans le cadre du contrôle à grande vitesse de tubes de générateurs de vapeurs. Cela conduit en la conception d'une sonde de type microsystème, avec détecteurs sur silicium et électronique de conditionnement embarquée. Par ailleurs, la reconstruction tomographique étant une opération coûteuse en temps de calcul, et elle ne doit être appliquée que sur des zones suspectes. Nous proposons un pré traitement rapide et efficace, base sur l'analyse en composantes principales pour détecter de telles zones, malgré un rapport signal à bruit souvent très mauvais. L'ensemble sonde/pré traitement donne des résultats très satisfaisant en termes de détection, et doit permettre par la suite une reconstruction tomographique des défauts.

Le progres dans les domaines de l'optoelectronique et microelectronique dans les dernieres annees est base, en particulier, sur l'utilisation des alliages de semi-conducteurs III-V. Cependant, la fabrication de ces materiaux se heurte au moyen d'une bonne reproductibilite ce qui a rendu indispensable la recherche de techniques de caracterisation rapides et non-destructives. A cet effet, le prototype d'un systeme industriel d'imagerie de la photoluminescence resolue en longueur d'onde a ete developpe au cours de ce travail. Des methodes d'analyse et de traitement utilisant cet instrument de mesure ont ete recherchees et mises au point pour expertiser, optimiser et controler les technologies de la fabrication de materiaux et de composants semi-conducteurs
The progress of the last years in the opto and microelectronics domain is namely based on the use of III-V semiconductor alloys. However, the fabrication of these materials is retarded by the inferior reproducibility which has made the research of fast and non destructive characterisation methods indispensable. In this regard, the prototype of an industrial, spectrally resolved photoluminescence scanning system was developed in this work. Analysing and treatment methods using this instrument were researched and perfected to expertise, to optimise and to control the fabrication technologies of semiconductor materials and compounds

Le travail présenté dans ce mémoire concerne le développement d'outils pour le diagnostic non-destructif et sans contact de l'état (dégradation) des matériaux de construction, principalement du béton. La thèse est focalisée sur deux techniques d'évaluation utilisant la propagation des ondes ultra-sonores : l'étude de la propagation des ondes de surface et l'analyse des coefficients de réflexion en fonction de l'angle d'incidence (réflectométrie). La partie théorique du travail présente les bases de la modélisation des phénomènes considérés, ainsi que la mise en oeuvre des modèles décrits dans la résolution des problèmes inverses. Un logiciel utilisant des algorithmes d'optimisation pour l'identification des paramètres du modèle sur la base des données de mesure est développé dans le cadre ce travail. La partie expérimentale présente le développement de deux systèmes de mesures ainsi que leur utilisation en laboratoire et sur le terrain. Le but de cette partie est non seulement de développer des outils expérimentaux mais aussi de les rendre opérationnels pour une utilisation courante. Les applications des outils développés pour le diagnostic sont discutées sur la base d'exemples de résultats obtenus en laboratoire et in situ. Ils permettent de spécifier les paramètres tels que la profondeur de la dégradation, la vitesse des ondes de surface et des ondes transversales en fonction de la profondeur pour le matériau testé ainsi que la perméabilité de surface, la porosité et la tortuosité du matériau testé.

Ce travail vise à construire un système compact et facile à mettre en œuvre de réflectométrie guidée par ondes térahertz (TGR) en tirant parti de l'émetteur-récepteur térahertz et des guides d'ondes pour diverses applications. Par rapport aux systèmes conventionnels utilisant une méthode quasi-optique, le nouveau concept a une configuration beaucoup plus simple et permet des applications de sondage à distance.Après des études sur le développement de la technologie térahertz, un émetteur-récepteur à double ACP à pompage optique et deux émetteurs-récepteurs radar à ondes continues modulées en fréquence (FMCW) ainsi que des guides d'ondes à parois minces à noyau creux sont sélectionnés pour mettre en œuvre le premier système TGR en mode impulsionnel et en mode FMCW. Les deux expériences et la simulation 3D pleine onde sont exploitées pour étudier les comportements de propagation des ondes à l'intérieur du système et pour évaluer les performances du système. Les systèmes TGR créés font l'objet d'une démonstration à des fins d'imagerie et de détection. Grâce à la capacité de guidage du guide d'ondes, ces installations présentent un potentiel dans certaines conditions de mesure difficiles, comme dans un environnement étroit et semi-fermé ou dans le liquide. En particulier, la lentille d'immersion solide insérée à l'extrémité du guide d'ondes s'est avérée être une méthode efficace pour améliorer la capacité d'imagerie du système TGR en mode FMCW, donnant lieu à une résolution de sous-longueur d'onde dans la bande de fréquences autour de 100 GHz.En plus des études sur les systèmes TGR, un système de réflectométrie sur plaquette exploitant des sources à pompage optique est également proposé pour bénéficier de la large bande de fréquences des sources photoniques. Comme première tentative, des sondes RF associées à un émetteur-récepteur à double ACP sont utilisées pour délivrer le signal d'impulsion dans des échantillons sur la tranche et les signaux temporels obtenus sont analysés. D'autres propositions sont faites pour pousser plus loin cette étude
This work aims to build up a compact easily-implemented terahertz wave-guided reflectometry (TGR) system by taking advantage of the terahertz transceiver and waveguides for diverse applications. Compared to conventional systems using a quasi-optical method, the new concept has a much simpler configuration and allows for remote probing applications.After reviews on the development of terahertz technology, an optical-pumped double-PCA transceiver and two frequency-modulated continuous-wave (FMCW) radar transceivers together with hollow-core thin-wall waveguides are selected to implement the first TGR system in pulse mode and in FMCW mode. Both experiments and 3D full-wave simulation are exploited to investigate the propagation behaviors of waves inside the system and to evaluate the system performance. The created TGR systems are demonstrated for imaging and sensing purposes. Thanks to the guiding capacity of the waveguide, these setups show potential in some difficult measurement conditions, such as in a narrow semi-enclosed environment or the liquid. In particular, the solid immersion lens inserted at the end of the waveguide has been proved as an efficient method to enhance the imaging capacity of the TGR system in FMCW mode, giving rise to a subwavelength resolution at the frequency band around 100 GHz.In addition to the studies of TGR systems, an on-wafer reflectometry system exploiting optical-pumped sources is as well proposed to benefit from the wide frequency band of photonic sources. As the first attempt, RF probes in association with double-PCA transceiver are used to deliver the pulse signal into samples on-wafer and the obtained time signals are analyzed. More propositions are given to push further up this study

Cette thèse s’inscrit dans le contexte des contrôles non destructifs du béton par ultrasons. Nous focalisons notre étude sur les mesures en acoustique non linéaire qui permettent d’ausculter le béton à l’échelle mésoscopique où les ondes interagissent avec les microfissures et le réseau de porosité. Les paramètres associés sont connus comme étant beaucoup plus sensibles que ceux issus des mesures linéaires. Le béton est un matériau hétérogène et complexe, ce qui présente un comportement fortement non linéaire croissant avec l’état endommagé.Nous développons dans cette thèse un type de mesure non linéaire : Dynamic Acousto-Elastic Testing (DAET). Cette technique fondée sur le principe d’une excitation dynamique du matériau, utilise les ondes ultrasonores pour suivre la variation du comportement élastique en fonction de l’amplitude d’excitation. Nous focalisons notre étude sur le problème du béton d’enrobage qui tient un rôle essentiel dans la durée de vie d’une structure de génie civil. Nous étudions l’interaction des mesures non linéaires par DAET avec les ondes de Rayleigh qui se propagent dans le béton d’enrobage. Nous montrons la sensibilité importante de l’évolution de paramètres non linéaires en fonction de l’endommagement thermique et de la carbonatation.Par la suite, nous proposons une nouvelle méthodologie de la mesure DAET, dans laquelle la vibration transitoire est générée par un impact et les ondes sont générées en continue. Nous présentons différentes applications de la méthode proposée, incluant le cas des éprouvettes de grandes dimensions. Cette approche ouvre de larges possibilités de transposer les mesures pour une application sur site
This thesis is related to the field of nondestructive evaluation of concrete by ultrasound. We focus our study on nonlinear acoustic-based measurements that allow the concrete auscultation at mesoscopic scale where waves interact with microcracks and porosity network. The nonlinear parameters are known to be much more sensitive than those from linear measurements. Concrete is a heterogeneous and complex material. Its behavior is highly nonlinear with increasing damaged state.We develop in this thesis a type of nonlinear measurement: Dynamic Acousto-Elastic Testing (DAET). This technique is based on the principle of a dynamic excitation of the material, using ultrasounds to follow the variation of the elastic behavior depending on the excitation amplitude. We focus our study on the problem of concrete cover which holds a key role in the life of a civil engineering structure. We study the interaction of the DAET measurement with the Rayleigh waves which propagate in the concrete cover. We show the high sensitivity evolution of non-linear parameters in function of thermal damage and carbonation.Subsequently, we propose a new methodology of DAET measurement, in which the transient vibration is generated by an impact and ultrasounds are generated continuously. We present different applications of the proposed method including the case of large specimens. This approach opens broad possibilities of transposing measurements for on-site application