NOTRE TECHNOLOGIE

Facteurs clés à considérer lors du traitement des données acquises par le dispositif GPR.

Nous interprétons les données à l’aide de notre logiciel interne. Il a été développé pour répondre aux besoins spécifiques d’analyse approfondie de nos jeux de données.

Notre logiciel nous permet de traiter les données GPR d’une manière unique et de fournir une évaluation précise de l’état de la structure.

Nous commençons notre processus en vérifiant le positionnement et l’espacement entre les profils de mesure. Ce contrôle se fait soit en insérant les radargrammes sur une image LiDAR 3D de la structure, soit en utilisant les coordonnées GPS.

Ensuite, nous identifions les éléments clés des données GPR, qui sont généralement des couches de matériaux, des armatures ou des câbles de précontrainte, des réseaux et des défauts. Dans l’étape suivante, nous effectuons le calcul des paramètres électromagnétiques pour chaque élément.

À la différence de l’analyse GPR standard, nous sommes en mesure de calculer la conductivité électrique, la conductance et la profondeur de chaque élément. Cela nous permet de distinguer l’emplacement, la gravité et l’étendue d’un désordre chimique. Avec ces informations, nous produisons la carte du risque de corrosion du renforcement et évaluons la cause la plus probable de la dégradation de la structure. L’ensemble de ce processus constitue la première étape de la maintenance prédictive.

Enfin, notre approche numérique nous permet d’établir des statistiques sur l’enquête. Ces chiffres peuvent être comparés aux inspections précédentes et permettent d’évaluer le taux de dégradation de la structure. Ceci correspond à la deuxième étape de la maintenance prédictive.

Le Géoradar (GPR)

Le GPR est une méthode de contrôle non destructif basée sur la propagation d’ondes électromagnétiques. L’antenne émet des ondes qui se propagent dans la structure. Ces ondes sont réfléchies vers le GPR lorsqu’elles rencontrent un obstacle.

Le GPR enregistre les temps d’arrivée des différentes ondes et les additionne au fur et à mesure de sa progression le long de l’objet étudié. Cette somme de mesures forme un radargramme qui est une représentation graphique de la structure et de ses composants.

Dans une dernière étape, les temps d’arrivée enregistrés sont convertis en distances en utilisant les différentes vitesses de propagation des ondes. Ces vitesses de propagation sont calibrées localement au moyen de sondages.

Conductivité

À la différence de l’analyse GPR standard, nous sommes en mesure de calculer la conductivité, la conductance et la profondeur de chaque élément. Cela nous permet de distinguer l’emplacement, la gravité et l’étendue d’un désordre chimique. Avec ces informations, nous produisons la carte du risque de corrosion du renforcement et évaluons la cause la plus probable de dégradation de la structure. C’est la première étape de la maintenance prédictive.

La conductivité électrique est la capacité d’un matériau ou d’une solution à conduire un courant électrique. Elle est exprimée en Siemens par mètre [S/m] et varie en fonction de la quantité d’ions présents en solution dans les pores du béton. L’onde électromagnétique émise par le radar à pénétration de sol crée un champ électrique local qui déplace les ions de l’eau dans les pores. Ce déplacement des ions consomme une partie de l’énergie de l’onde. La conductivité est calculée en mesurant la quantité d’énergie dissipée.

 

The calculation of conductivity from GPR data is the result of the EPFL thesis n°5354 (2013) by Dr. Alexis Kalogropoulos.

L’équation du risque de corrosion

La conductivité de la couverture en béton reflète le risque de corrosion des barres d’armature:

Risque = Aléa x Vulnerabilité

Risque = Conductivité mesurée [S/m].

Alea = Conductance [S], directement proportionnelle à la contamination (% Cl-)

Vulnerability = exposition des barres d’armature à la contamination, inversement proportionnelle à l’épaisseur du revêtement.

Ainsi, à contamination égale, la conductivité diminue lorsque l’enrobage est épais (A) et augmente lorsque l’enrobage diminue (C). Inversement, pour une même épaisseur d’enrobage, la conductivité augmente pour une contamination élevée et diminue pour une contamination plus faible.

LiDAR 3D

Dans la mesure du possible, nous effectuons un balayage LiDAR 3D de l’objet étudié. Cela nous permet de:

  • Disposer d’une image de la structure sur laquelle nous pouvons projeter nos cartes en cas d’absence des plans de construction.
  • Relier nos résultats aux défauts visibles de la structure.
  • Reconnaître des motifs dans des géométries complexes.

Maintenance prédictive & monitoring

La maintenance prédictive est une stratégie de maintenance bien établie en ingénierie mécanique. Son idée principale est de programmer des tâches de maintenance spécifiques sur des pièces mécaniques en fonction de leur état et de la vitesse de leurs processus de dégradation ; les vitesses de dégradation étant dérivées d’une surveillance continue ou périodique.

En génie civil, des approches similaires existent mais sont limitées à des études spécifiques. La surveillance à moyen et long terme des ponts en acier pour estimer la durée de vie restante en fatigue des éléments directeurs et pour planifier leur renforcement éventuel pourrait être considérée comme une maintenance prédictive. Cependant, les principes de la maintenance prédictive sont rarement adoptés lorsqu’il s’agit de définir les stratégies classiques de maintenance des ponts.

Chez Bridgology, nous pensons que l’adoption d’une approche de maintenance prédictive est nécessaire pour relever l’énorme défi que représente l’entretien des infrastructures actuelles, toujours plus nombreuses et vieillissantes. Nous sommes convaincus que nos études peuvent faire partie de la solution et nous sommes impatients d’explorer le monde de la maintenance prédictive.

Comment effectuer des mesures GPR pour obtenir les meilleurs résultats?

Notre objectif est de cibler nos enquêtes sur les besoins spécifiques de votre projet grâce à des solutions sur mesure. Pour cette raison, nous identifions toujours les principaux défis et discutons des objectifs de l’étude avec nos clients avant de procéder à la campagne de mesure.

Si disponible, nous utiliserons des plans de construction, des images satellites ou des photos pour définir notre grille de mesure et gérer la densité de balayage. Notre priorité est de maintenir un équilibre entre le coût de l’étude et la qualité de l’information. Une surcharge d’informations coûteuses doit être évitée dans chaque étude.

Nous travaillons avec n’importe quel type d’équipement GPR, mais nous préférons utiliser des appareils légers à antenne unique avec une disposition de balayage bien optimisée. Cela nous permet de scanner efficacement de grandes routes tout en ayant la possibilité de scanner des surfaces moins accessibles, telles que les bords de pont, les murs de soutènement, les soffites ou l’intérieur des poutres caissons.

Contrôle qualité

Nous savons que les interprétations peuvent être biaisées. Pour minimiser les erreurs et les surinterprétations, nous avons mis en place des mesures de contrôle de la qualité.
  • Nous utilisons une approche systématique pour la collecte, le traitement et l’interprétation des données.
  • Une première évaluation de la structure est effectuée par l’analyste des données en utilisant un minimum d’informations préalables. Cela garantit une interprétation non biaisée des scans.
  • Nous utilisons des sondes pour déterminer le type de polluant et sa concentration. Lorsque suffisamment de sondes sont recueillies, nous effectuons une analyse statistique pour évaluer la correspondance entre la contamination et les résultats du GPR.
  • Dans une dernière étape, les résultats sont contrôlés du point de vue du géophysicien et du génie civil. Cela garantit que les résultats sont cohérents avec le type, la géométrie et le matériau de la structure.

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