Diffusion des ondes ultrasonores appliquée à la caractérisation d’endommagement de béton

Résumé

L’endommagement des bétons se présente, pour un grand nombre de pathologies, sous forme de modifications microstructurales liées à l’apparition et l’évolution en nombre et taille de microfissures. Dans un stade plus avancé, des macrofissures se développent et progressent jusqu’à la ruine de la structure. Afin de prévenir ce dernier stade, il est important en CND de détecter en amont et le plus tôt possible les premiers signes d’endommagement. En présence d’obstacles dans le milieu de propagation, les ondes ultrasonores sont diffusées et les signaux obtenus s’allongent et se composent alors d’une superposition d’ondes. Pour de forts niveaux de diffusion l’onde cohérente n’est alors plus observée et les théories de diffusion permettent de décrire l’évolution de l’énergie dans le milieu. Par une approximation 2D, il est possible de déterminer les paramètres de diffusion D, de dissipation s et le temps d’arrivée du maximum de l’énergie ATME qui sont caractéristiques de l’évolution de l’énergie. Le béton est le siège d’une multidiffusion importante liée à la formulation mais également liée à l’endommagement. Les variations relatives des observables de diffusion (D, Sygma et ATME) permettent de caractériser l’évolution d’un endommagement dans le matériau. Nous montrons par une étude expérimentale les évolutions de ces paramètres sur des échantillons de même composition à divers stades d’endommagement. Le potentiel de ces techniques comme solutions de caractérisation non destructive est encourageant et les perspectives associées sont identifiées.