Conception de maquettes en béton avec des scénarios de défauts complexes utilisant des simulations numériques

Résumé L'objectif principal lors de l'application des essais non destructifs (END) en ingénierie civile est la détection de défauts tels que les alvéoles. Les défauts peuvent altérer la durée de vie des structures et pourraient, dans le pire des cas, entraîner des défaillances fatales. Toutes les structures telles que les ponts, les tunnels, les écluses, etc. sont des objets uniques avec des variations de géométrie, de dimensions, de matériaux, de conditions environnementales et de scénarios de charge, etc. Ainsi, l'interprétation des données END est un défi et la validation de la méthode END, la formation des inspecteurs et l'analyse de fiabilité des END reposent sur des maquettes avec des situations de défauts connues imitant le type de défaut aussi réalistement que possible. Les tailles de défauts considérées à l'intérieur des maquettes devraient couvrir la zone de transition entre détectable et non détectable pour évaluer correctement la capacité du système d'inspection. Cependant, la connaissance des limites d'un système d'inspection est généralement inexistante. Pour surmonter cette limitation, cette étude applique des simulations numériques réalistes pour les essais ultrasoniques dans le béton armé effectués avec la technique d'intégration finie élastodynamique (EFIT) pour identifier cette zone de transition. Tout d'abord, l'étude montre le développement et la validation d'une représentation numérique du béton, considérant la mise en œuvre d'un niveau de bruit qualitatif réaliste. De plus, la représentation précise des sources pendant les essais ultrasoniques est confirmée par une enquête sur la caractéristique de rayonnement pour les transducteurs ultrasoniques à contact ponctuel sec. Le résultat de la simulation a permis de concevoir une maquette qui explore les limites de détection pour les alvéoles lors d'essais ultrasoniques sous différentes conditions aux limites. Une étude de cas démontre l'applicabilité du schéma de conception basé sur la simulation numérique. Dans le spécimen réel conçu avec l'assistance de simulations numériques, 68 % des défauts mis en œuvre sont détectables, prouvant l'efficacité de la méthodologie de conception.