Evaluation de l’endommagement des structures en béton armé par la caractérisation non destructive

Abstract

Ce travail porte sur la caractérisation de l'endommagement des structures en béton armé à l'aide d'essais non destructifs par ultrasons. Lors d’un séisme, ces structures subissent des dégradations structurelles pouvant compromettre leur intégrité. Il est donc essentiel d'établir un diagnostic précis de l’état d’endommagement afin de prendre une décision éclairée concernant un éventuel renforcement ou la démolition de l’ouvrage. Dans cette optique, l’étude se focalise plus spécifiquement sur l’évaluation de l’endommagement dans les colonnes en béton armé soumises à un chargement cyclique alterné, en calculant un indice d’endommagement basé sur la dissipation de l’énergie du signal ultrasonique. Cette approche vise à caractériser et à quantifier la dégradation progressive des structures sous l'effet de sollicitations répétées, en s'appuyant sur des méthodes de surveillance non destructives. Pour ce faire, une série d’essais a été réalisée, combinant des tests mécaniques conventionnels et des tests non destructifs par ultrasons. Les signaux ultrasoniques des ondes traversant le matériau ont été enregistrés à chaque cycle de chargement, en parallèle avec les mesures des déplacements au sommet des colonnes. Ces enregistrements permettent d’analyser l’évolution de la réponse du matériau en fonction du nombre de cycles et du niveau de sollicitation appliqué. L’étendue des dommages, représentée par la valeur de l’indice d’endommagement (DI), a été estimée à l’aide du modèle proposé, qui repose sur les variations de l’énergie du signal ultrasonique. Cette approche permet de suivre l’évolution interne des microfissures et d’évaluer la perte de rigidité de la structure de manière continue et précise. La comparaison des résultats obtenus avec ceux d’autres modèles existants met en évidence l’efficacité et la validité de cette méthode pour l’évaluation de l’indice d’endommagement. En outre, cette méthodologie offre un outil performant pour le suivi de l’intégrité structurelle des ouvrages en béton armé, notamment après un séisme, où l’identification rapide des zones fragilisées est essentielle. L’utilisation de l’énergie ultrasonique comme paramètre de détection contribue ainsi à améliorer les pratiques de surveillance de la santé structurelle (Structural Health Monitoring, SHM), en apportant une meilleure compréhension des mécanismes de dégradation et une détection plus précoce des défaillances potentielles.