Auscultation non destructive de la précontrainte extérieure des ouvrages d'art

Ce travail porte sur l’auscultation des câbles de précontrainte extérieure et des différentes méthodes, appliquées ou théoriques visant à détecter les défauts de ce type de câbles. Il s’organise autour de trois axes.Le premier axe se propose d’améliorer la compréhension de l’état d’un câble endommagé et d’appréhender les conséquences d’un niveau d’endommagement donné sur la durabilité du câble. Il s’appuie pour cela sur une campagne d’essais de rupture de câbles à échelle 1, l’endommagement des câbles étant reproduit par la découpe successive des fils composant les torons en acier et d’une modélisation numérique de l’endommagement. Ces essais ont permis de mettre en évidence les principaux mécanismes mis en œuvre tels que le report d’effort d’un fil rompu au sein de son toron, et dans les autres torons du câble, et le lien entre la qualité du confinement exercé par le coulis et celle du report d’effort. Deux modèles ont été proposés, reliant le faciès de la zone endommagée à la longueur affectée par les ruptures et à une estimation conservative de la perte de tension.Le deuxième axe concerne le développement d’une méthode permettant de distinguer les câbles sains des câbles endommagés, la méthode étant basée sur la mesure des caractéristiques modales du câble et devant être simple et rapide de mise en œuvre. En premier lieu, un travail a été effectué afin d’améliorer la méthode de détermination des paramètres mécaniques globaux du câble, préalable à la détection de l’endommagement, en optimisant la méthode proposée. Des indicateurs de l’endommagement des câbles ont ensuite été proposés à partir des résultats des essais de rupture de câbles et analysés. Cette analyse montre que la méthode proposée présente des avancées mais n’est pas opérationnelle.Le dernier axe concerne le développement d’une méthode d’auscultation permettant de localiser, qualifier et quantifier un éventuel défaut présent dans les câbles de précontrainte extérieure. La méthode développée repose sur le principe du radar et un important travail préparatoire a été effectué pour permettre l’utilisation du dispositif radar sur la géométrie particulière de ces câbles de précontrainte. Un prototype d’antenne adaptée a enfin été développé et validé sur des maquettes de câbles comportant des types de défauts présents dans les câbles de précontrainte extérieure.