Evaluation non destructive du béton par mesures de resistivité électrique et termographique infrarouge passive

Abstract

Dans les pays industrialisés, les ouvrages en béton vieillissent. Les gouvernements mettent alors en place des politiques de gestion du patrimoine, et l’évaluation de l’état d’endommagement de ces structures devient une donnée essentielle à la planification des travaux. Dans cette problématique, l’Evaluation Non Destructive apparaît comme étant un outil adapté au contexte et aux besoins des maîtres d’ouvrages. Parmi les méthodes existantes, la mesure de résistivité électrique présente une sensibilité à la porosité du matériau, et à la circulation des charges électrolytiques dans la matrice, qui peut être exploitée pour l’étude des altérations du béton. La mesure par thermographie infrarouge passive est également sensible à la porosité du matériau et à ses conditions hydriques. Cette sensibilité peut être utilisée pour le diagnostic des altérations des ouvrages en béton. Les travaux effectués au cours de la thèse ont pour objectif d’étudier et de développer les deux techniques afin de caractériser l’état des ouvrages en béton. Dans un premier temps, le travail s’oriente sur la définition d’une procédure de mesure in situ qui prend en compte les différentes grandeurs d’influence de la mesure afin d’en minimiser les effets ou d’acquérir l’information nécessaire à leur correction en phase de dépouillement. Dans un second temps, l’étude de la capacité des deux méthodes à caractériser l’état du béton est réalisée. Des mesures sur corps d’épreuve en béton permettent d’étudier la sensibilité des deux techniques à la présence d’ions chlorures, à l’ajout de cendres volantes, de fumées de silice ou encore de fibres de différentes natures. Des travaux de modélisation numérique (en électrique) montrent l’influence de l’épaisseur de l’élément ausculté, d’une couche superficielle conductrice (couche saturée, par exemple) et résistante (couche carbonatée, par exemple). Des études plus spécifiques finissent d’élargir le champ des possibilités d’utilisation des deux techniques en génie civil, avec notamment l’étude des conditions hydriques dans le béton et l’adaptation de la loi d’Archie, le diagnostic de l’endommagement crée par la réaction alcalis-granulats avec la définition d’indicateurs d’endommagement ou encore la caractérisation de la fissuration et de la délamination. Le travail réalisé, à la fois en laboratoire et in situ, met en évidence la nécessité de maîtriser la mesure afin d’estimer correctement sa représentativité. La définition d’un protocole de mise en oeuvre des techniques, du traitement des données et de l’interprétation des résultats propre à chaque problématique, contribue à définir des indicateurs d’endommagement du béton.