L’équipe projet de recherche ENDSUM du Cerema, dont les travaux sont consacrés à l’évaluation non destructive des structures et des matériaux, contribuera à trois projets de recherche et d’innovation dans le cadre de l’appel à projets de la fondation d’entreprises FEREC [1], lancé en mars 2018.
Caractérisation des interfaces de structures de chaussées par technique radar à sauts de fréquence (Projet CINC RSF)
Ce projet de recherche vise à valider une méthode de traitement innovante et un outil très hautes résolutions pour la détection précoce des décollements entre les couches de chaussée, avec une estimation continue de l’épaisseur de ces couches en mesure dynamique et sans altération de l’infrastructure.
Le projet proposé, dans le cadre d’un partenariat entre l’Ifsttar et le Cerema, porte sur la caractérisation des interfaces de chaussées avec un radar à sauts de fréquence (RSF) très haute résolution. Les équipes partenaires se focaliseront sur l’optimisation et la validation de nouvelles méthodologies de traitement des signaux et des images radar pour détecter les décollements au niveau de l’interface entre la première et la seconde couche des chaussées avec l’estimation continue de leurs épaisseurs sans carottage.
Un travail de développement outil sera réalisé pour une intégration d’un réseau multi-antennes au prototype RSF. Deux expérimentations seront menées : la première sur le manège de fatigue de l’Ifsttar et la seconde sur la base d’un large panel de dalles de chaussées contrôlées au Cerema.
L'équipe ENDSUM du Cerema contribuera à lever des verrous scientifiques comme :
- l’optimisation de techniques d’inversion, prenant en compte des mesures RSF mono- et multi-antennes, pour l’estimation de la permittivité de chaque couche ;
- la mise au point de méthodes d’apprentissage et de traitement du signal adaptés aux différents problèmes de caractérisation des défauts (notion de classification) ;
- la faisabilité de la méthodologie, établie validée en laboratoire, sur la caractérisation in situ avec un dispositif de mesure dynamique.
A l’issue du projet, les résultats seront diffusés à travers des articles dans des publications scientifiques et professionnelles, ainsi que dans des congrès internationaux. Des logiciels sous licence Cerema/Ifsttar seront mis à disposition, ainsi que des sites de test et une base de dalles d’essais.
Localisation 3D des réseaux de canalisations enterrés par radar à sauts de fréquence (projet Loca_3D)
Ce projet piloté par le Cerema et mené en collaboration avec l’entreprise Logiroad et l’ESEO (école d’ingénieurs à Angers), a pour objectif de contribuer au développement d’une chaîne d’instrumentation innovante basée sur une technique radar à sauts de fréquence (RSF) multi-antennes, visant in fine à détecter et localiser en 3D et par différentes approches inverses les réseaux de canalisation enterrés.
Le projet proposé s'inscrit dans une action plus globale de partenariat entre le Cerema, l’ESEO et l’entreprise Logiroad (LabCom ANR en cours de montage). Il porte sur la contribution au développement d’une chaîne d'instrumentation innovante basée sur une technique RSF multi-antennes visant in fine à détecter et localiser en 3D et par différentes approches inverses les réseaux de canalisation enterrés.
Il se positionne en phase amont d’une thèse que les partenaires ont lancé fin 2018. L'équipe Cerema-Logiroad optimisera ainsi une nouvelle chaîne d'acquisition (RSF + réseau d'antennes calibré en champ lointain associé à un switch électronique) dont le principe sera validé sur des structures tests.
Au terme de ce projet, l’équipe ENDSUM du Cerema visera les livrables suivants :
- Dossier de faisabilité de la chaîne d'instrumentation RSF multi-antennes ;
- Prototype laboratoire en configuration statique ;
- Rapport d’essais préliminaires (calibration en champ lointain, caractérisation des antennes, …) ;
- Publication d'un article en revues professionnelles ;
- Diffusion d’informations en journées techniques nationales en fin de projet
Maintenance prédictive des infrastructures vis-à-vis de la corrosion (Projet MPP MorphoPredict)
Morphosense (start-up du CEA-Leti [2] disposant d’une technologie unique de monitoring de structures) et le Cerema (organisme d’expertise et de recherche disposant d’outils et de méthodes d’auscultation non destructifs uniques) se sont associés début 2018 pour développer une technologie disruptive pour la maintenance prédictive des infrastructures vis-à-vis de la corrosion.
Cette problématique de durabilité bien identifiée par les maîtrises d’ouvrages ne trouve pas à ce jour de réponses complète et viables sur le marché.
Dans ce contexte, le LabCom ANR OHMIGOD (Outils Hybrides pour le Monitoring et l’évaluation non destructive des Infrastructures : Gestion Optimisée de leur Durabilité) entre les deux partenaires est en cours pour faciliter l’amorce de ce développement technologique et méthodologique. L’objet de MorphoPredict présenté pour cet appel à projet est de réaliser des essais préliminaires en laboratoire pour consolider la faisabilité en amont du LabCom OHMIGOD.
Un indicateur de la durabilité destiné à la maintenance prédictive sera défini, à partir notamment d’une analyse de l’état de l’art sur les indicateurs existants et leurs limites.
Le projet a pour objectif de valider à travers des essais un outil non destructif hybride, fusionnant les technologies NEURON de mesure de déformée 3D et vibrations 3-axes (Morphosense), et, les technologies électromagnétiques 3D (équipe ENDSUM du Cerema).
Il vise également à concevoir, réaliser et conditionner des corps d’épreuve en béton nécessaires pour l’évaluation des différentes technologies étudiées, cela sur un même panel de matériaux sains, dégradés et contrôlés en laboratoire.
[1] Fondation d’entreprise Recherche collective pour la construction et les infrastructures.
[2] Laboratoire d'électronique des technologies de l'information, à Grenoble.