Les innovations recherchées

Le cœur du projet sera de développer une sonde opérationnelle et fiable de « terrain » pilotée par un système paramétrable et associée à son logiciel de traitement.

 

  • Développement d’une architecture électronique du matériel de laboratoire pour une application « terrain » ;

  • Conception de l’interface utilisateur : logiciel permettant le contrôle de tous les paramètres de mesure et du calcul des résultats notamment pour éviter de sur-polariser l’armature ;

  • Réduire le temps de mesure et obtenir une mesure stable grâce à un ajustement de la courbe de polarisation théorique (modèle de Randles) sur la courbe de mesure réelle ;

  • Suppression de l’électrode de confinement qui est actuellement plus une source d’erreur que d’amélioration et utilisation d’une contre électrode relativement ponctuelle (< 40 mm). Sur les systèmes actuels il a été démontré que l’électrode de confinement pouvait en fait conduire à une sur-polarisation de l’acier ce qui est contraire à l’effet recherché (Laurens et al, 2012). La suppression de cette électrode de confinement élimine un artefact.  En outre cela simplifie considérablement le dispositif (diminution du coût de revient) ;

  • Calcul direct de la résistivité du béton sachant que la solution actuelle Galvapulse ne donne que la résistance pour en déduire une valeur de résistivité approximative. La solution proposée s’appuie sur un modèle 3D du processus de corrosion et du dispositif de mesure et n’utilise pas de modèle d’exploitation à priori. C’est pourquoi elle nécessite la connaissance de l’épaisseur d’enrobage et de la résistivité, mais qui sont de toute façon nécessaires pour établir le diagnostic plus global. Dans le prototype actuel pour le dépouillement le choix s’est porté volontairement sur un jeu d’abaques afin de montrer à l’utilisateur final que l’observable final (résistance de polarisation) ne sort pas d’une « boîte noire » contrairement aux dispositifs actuels;

  • Application au diagnostic des structures métalliques et dans des environnements gorgés d’eau / souterrains.

Sous volet sonde et capteurs multi fonctions


La possibilité de regrouper le maximum de capteurs dans une même cellule est tout à fait innovante et va rendre plus pertinente la combinaison des mesures. L’aspect monitoring est très important car les structures sont sensibles aux variations climatiques en particulier saisonnières. Une mesure instantanée à un moment donné de la vie de l’ouvrage ne suffit pas à établir un pronostic. Les capteurs posés à demeure permettront de réaliser ce suivi nécessaire, à moindre coût, puisqu’une fois le capteur posé, il n’est pas nécessaire de revenir sur le site sauf s’il y a un dysfonctionnement. Cette approche est tout à fait innovante pour le suivi des ouvrages du génie Civil.


Sous volet fusion de données et représentation des résultats

L’originalité du projet DIAMOND sera de proposer une méthodologie adaptée au suivi temporel des ouvrages, ce qui n’a pas encore été développé. Ensuite la représentation en trois dimensions de l’ouvrage faisant apparaître les variations sur sa surface des informations recueillies par le capteur ou bien les sorties de la fusion est également originale dans le sens où elle fournira au prestataire un outil de discussion auprès des maîtres d’ouvrage.Pour le diagnostic de la corrosion et plus particulièrement pour la mesure de la vitesse de corrosion, les solutions actuellement sur le marché, sont fréquemment utilisées même si elles présentent toutes des limites en termes de fiabilité de mesure ou de facilité d’utilisation.

Les avantages pour la sonde DIAMOND seront :

  • de disposer d’un capteur plus simple et plus robuste (pas d’électrode de confinement)

  • d’obtenir une modélisation mathématique poussée avec une meilleure compréhension des phénomènes de polarisation des aciers dans un environnement complexe

  • d’obtenir des mesures de la résistance de polarisation plus fiables (prise en compte de la résistivité du béton et de l’enrobage des armatures)

La sonde permettra de disposer de mesures plus rapides sur site qui ne nécessitent pas une période de stabilisation de la mesure et qui conduisent à une estimation plus juste de la vitesse de corrosion. Cette sonde permettra d’avoir moins d’écarts et de variabilité via la suppression de la notion de surface polarisée, très difficile à déterminer, ou à contrôler. Ces mesures sont donc reproductibles et permettent d’envisager un suivi réaliste de l’évolution de la corrosion dans le temps. A ce stade du développement il est par conséquent envisageable de concevoir un système de monitoring composé par un réseau de capteurs multifonctions autonomes comprenant chacun une sonde de corrosion intégrée. Ce dispositif installé à demeure en différents points représentatifs d’un ouvrage permettra d’effectuer une surveillance en continu de l’évolution de la corrosion. Pour être fiable, le diagnostic devra également s’appuyer sur la mesure de tous les paramètres influents tels que la teneur en eau, la teneur en chlorures, l’enrobage, et les propriétés physico-chimiques du matériau (carbonatation du béton…).