Transcript essais comparatifs menés par le CLARE

Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs
menés par le CLARE
Arnaud FEESER – CETE de l’Est – LRPC de Strasbourg
Journées Techniques Routes 2013
Nantes – 6 & 7 février 2013
Cadre
• Groupe de travail « Labellisation des appareils de
mesures »
– Objectif : définir les exigences, les méthodes
permettant de valider un appareil de mesure pour un
usage donné.
– Application de la méthodologie au
gammadensimètre et nouveaux matériels de
mesure de la MVA des enrobés in situ
• Difficultés moindres liées à la détention et la
gestion de sources radioactives
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Historique
• Document du Centre de Recherches Routières
(Belgique)
– Mesures de 2004 (CR 44/07)
– Quatre appareils
Gammadensimètres par
• CPN MC-3
rétrodiffusion
• Troxler 4640B
• PQI 301
Sondes électromagnétiques
• Troxler Pavetracker
(sans-source radioactive)
– Conclusions du rapport
• Susceptibilité à l’humidité
• Manque de fiabilité
A. FEESER – JTR 2013
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Le CLaRE
• Le CLaRE (Club des Laboratoires de la Région Est) a
été créé en 2003, couvrant les territoires d’Alsace,
Lorraine et Champagne-Ardenne.
• Club constitué de partenaires techniques publics (réseau
scientifique et technique et laboratoires départementaux)
et de partenaires privés (contrôles extérieurs privés et
entreprises).
• Réalisation d’essais d’inter-comparaison visant à
améliorer la pratique des techniciens de laboratoire.
– Prélèvements d’enrobés,
– Profondeur Moyenne de Texture,
– …
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Les études du CLaRE
• Les objectifs visés sont :
– De comparer, à plus grande échelle, les différents
appareils avec et sans sources ;
– D’appréhender leurs susceptibilités (rapport CR
44/07) et limites d’usage ;
– De pouvoir, in fine, généraliser l’utilisation d’appareils
électromagnétiques, si les valeurs annoncées
présentent une fiabilité en adéquation avec les
prescriptions du marché ;
– De permettre aux laboratoires de fiabiliser leurs MEI ;
– D’apporter des préconisations techniques pour une
éventuelle labellisation IDRRIM des appareils
électromagnétiques.
A. FEESER – JTR 2013
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Les études du CLaRE
• Pour ce faire, les études menées sont réalisées en deux
phases :
– Phase « Laboratoire » (rapport de mars 2012)
• Objectif : caractériser l’ensemble des appareils
– Sans problème d’humidité ;
– Avec des gammes de densité différentes.
– Phase « Chantier » (prévue en 2013)
• Objectif : évaluer le comportement en grandeur
nature
– Gamme de densité maitrisée ;
– Dispersion de chantier classique.
A. FEESER – JTR 2013
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Phase « Laboratoire »
• Les essais ont été réalisés :
– Sur cinq blocs de pierre dont les densités sont
connues ;
– En intégrant des conditions de répétabilité ;
– En incluant selon les mesures des variations :
• De temps de comptage (cas des appareils avec
source) ;
• De profondeurs de mesures ;
• De « D » du matériau (cas de certains appareils
sans source).
A. FEESER – JTR 2013
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Les chiffres…
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•
74 séries de mesures ;
34 appareils différents ;
11 sociétés différentes ;
19 sites.
A. FEESER – JTR 2013
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Liste des appareils examinés
• Appareils sans source (9)
– PQI 380 (4)
– PQI 301 (3)
– Troxler Pavetracker (2)
• Appareils avec source
(25)
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Humboldt 5001 EZ (2)
Campbell MC 3 (2)
Troxler 3430 (4)
Troxler 3440 (5)
Troxler 3450 (4)
Troxler 4640 (5)
GDF 30 (2)
GMPV (1)
A. FEESER – JTR 2013
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Présentation de la démarche
• Référentiels utilisés :
– NF ISO 5725 (détermination des valeurs aberrantes
avec test de Cochran et de Grubbs)
– NF ISO 13528 (exploitation inter-laboratoire)
A. FEESER – JTR 2013
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Quelques rappels
A. FEESER – JTR 2013
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Exploitation globale
• Répétabilité = 45 kg / m³ Reproductibilité = 346 kg / m³
A. FEESER – JTR 2013
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Exploitation « avec source » sans
coefficient de recalage
• Valeurs obtenues (moyenne de 53 résultats)
Valeurs obtenues
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Ecart bloc
Bloc 1 – 1734 kg / m³ (+ 14 kg / m³)
Bloc 2 – 2088 kg / m³ (- 22 kg / m³)
Bloc 3 – 2339 kg / m³ (+ 69 kg / m³)
Bloc 4 – 2509 kg / m³ (- 1 kg / m³)
Bloc 5 – 2680 kg / m³ (+ 0 kg / m³)
• Répétabilité = 54 kg / m³ (2.2 % de vides)
• Reproductibilité = 143 kg / m³ (5.8 % de vides)
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Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Exploitation « sans source » sans
coefficient de recalage
• Valeurs obtenues (moyenne de 21 résultats)
Valeurs obtenues
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Ecart bloc
Bloc 1 – 2136 kg / m³ (+ 416 kg / m³)
Bloc 2 – 2087 kg / m³ (- 23 kg / m³)
Bloc 3 – 2469 kg / m³ (+ 199 kg / m³)
Bloc 4 – 2464 kg / m³ (- 46 kg / m³)
Bloc 5 – 2437 kg / m³ (- 243 kg / m³)
• Répétabilité = 20 kg / m³ (0.8 % de vides)
• Reproductibilité = 426 kg / m³ (17.4 % de vides)
A. FEESER – JTR 2013
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Exploitation « sans source »
A. FEESER – JTR 2013
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Exploitation « avec sources »
A. FEESER – JTR 2013
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Conclusion appareils « sans source »
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(Très) bonne répétabilité des appareils ;
Mauvaise reproductibilité des appareils ;
Modèles identiques : résultats différents ;
Pas de système « logique » dans la progression des
valeurs.
recalage systématique par appareil !
Exemple : PQI 380
A. FEESER – JTR 2013
Exemple : Troxler 3440
Conclusions
 Contexte : contrôles (conformité et réception) de mise
en œuvre réalisés sur chantier (NF P 98150-1 /
CCTP), contrôles intérieur et extérieur ;
 Même si les mesures de MVA par rétrodiffusion sont
assez fiables, elles ne restent qu’une épreuve
informative qui doit être recalée par une méthode
normalisée :
 NF EN 12697-6 et NF EN 12697-7 ;
 Ceci est d’autant plus vrai pour les appareils sans
source.
Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE
Perspectives
• Prochaine étape : Phase « chantier »
– Etudes sur le refroidissement des matériaux
bitumineux et le comportement des appareils avec et
sans source :
• Donner une indication fiable pour l’opération de
compactage (côté entreprise) ;
• Prise en compte pour les critères de réception.
– Intégration du recalage des mesures :
• Comparaison par méthodes normalisées.
– Intégration du biais causé par l’opérateur :
• Représentativité des mesures sur chantier
A. FEESER – JTR 2013
Merci de votre attention
Groupe de travail
Laboratoires participants
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Loïc BASTARD (Colas Est)
Benoit BOLOT (Colas Est)
Romuald CHEVALIER (Eiffage TP)
Damien EDEL (Grollemund
Laboroutes)
Arnaud FEESER (CETE de l’Est)
Laurent GERMAIN (Eurovia)
Mathieu WALLEZ (Eurovia)
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Colas (Colmar, Nancy)
Communauté Urbaine de
Strasbourg
Eiffage (Dracy, Maxéville,
Reguisheim, Troyes)
Eurovia (Colmar, Woippy)
Ginger (Cormontreuil)
Grollemund Laboroutes (Colmar)
Lingenheld
LRPC (Nancy, Strasbourg)
Qualys TPI (Reims, Talant)
Screg (Lorraine, Alsace)
Trabet