Propriétés mécaniques et durée de vie de bétons réfractaires

Les capteurs sont placés au centre de l’éprouvette, entre les deux appuis supérieurs où doit
normalement avoir lieu la rupture. La position des capteurs doit être choisie avec soin car,
contrairement à l’EA, les mesures ultrasonores sont ponctuelles et les capteurs ne sont
influencés que par la zone située directement entre eux.
Les mesures de vitesse de propagation des ondes seront mises en relation avec les autres
mesures de l’endommagement (EA et déformation).
Les essais de flexion 4 points ont été effectués avec arrêt du chargement et maintien de la
charge pour permettre une mesure de la vitesse de propagation pendant que l’acquisition de
l’EA est en pause. Cette démarche est nécessaire car les ondes ultrasonores perturbent
l’acquisition de l’EA et empêchent toute mesure. On obtient ainsi une courbe proche de la
courbe réelle « charge/Vitesse de propagation/EA ». Les maintiens de la charge permettant de
mesurer la vitesse de propagation doivent être les plus courts possibles afin de limiter
l’endommagement non mesuré pendant ces pauses, notamment aux fortes contraintes.
La Figure 77 représente la force et la vitesse de propagation des ondes ultrasonores en
fonction de la déformation. Les mesures de vitesse de propagation sont effectuées tous les 500
N. Cette méthode permet de ne pas perturber l’EA avec les ondes ultrasonores mais empêche
de faire des mesures de vitesses vers la fin de vie de l’éprouvette. Les variations de vitesse
observées sont assez faibles, de l’ordre de 0.8%, d’où la nécessité de bien connaître les
dimensions de l’éprouvette et de s’assurer de la bonne fixation des capteurs. Mais la
technique permet une bonne précision relative et la variation de vitesse, même faible, est
représentative de l’endommagement du matériau. L’essai représenté Figure 77 est un exemple
où la rupture a eu lieu au niveau des capteurs ultrasonores. D’autres exemples où la rupture a
eu lieu en dehors de la zone de mesure des capteurs ne sont pas représentés car on a alors une
vitesse quasi constante jusqu'à la rupture. C’est le principal problème de la technique de
mesure US : on ne détecte que l’endommagement ayant lieu directement sous les capteurs.
Sur la Figure 77 on observe une baisse continue de la vitesse au cours de l’essai, que l’on
peut relier à l’endommagement du matériau. On observe trois zones de variation de la vitesse.
La première où la vitesse est constante et qui correspond à la déformation élastique du
matériau, la deuxième où le matériau commence s’endommager et la troisième apparaissant à
la fin de la vie du matériau et correspondant au début de la localisation de l’endommagement.
Le Figure 78 représente la vitesse de propagation des ondes US et l’EA (nombre de salves
cumulées) en fonction du temps. La zone 2 définie sur la Figure 77 correspond au début de
l’EA acoustique et la zone 3 à l’augmentation brutale de l’EA annonçant la rupture.
Ces mesures montrent que la mesure de vitesse de propagation d’ondes ultrasonores
permet de suivre l’endommagement d’un matériau et que ces mesures peuvent être mises en
relation avec l’EA. Toutefois la détection de l’endommagement reste localisée et un balayage
de toute la surface doit être effectué pour détecter un éventuel endommagement, ce qui rend le
suivi d’une grande structure maçonnée long et coûteux.
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