Transcript Détection de l`endommagement des chaussées par

Mesures de déformations par fibres optiques sur le
manège de fatigue
Pierre Hornych, Juliette Blanc, Xavier Chapeleau, IFSTTAR
Jean-Luc Gautier, Colas
Journées Techniques Routes 2013
Nantes – 6 & 7 février 2013
Chaussée instrumentée : essai de fibres optiques sur la manège de fatigue
Mesures de déformations par fibres optiques
sur le manège de fatigue
Les fibres optiques sont de plus en plus utilisées comme capteurs, pour la
mesure des déformations, des températures, des pressions, dans le
domaine des structures et des matériaux.
Intérêt de ces capteurs : possibilité de mesures sur toute la longueur de la
fibre (pour certains types), faible encombrement, coût intéressant,
durabilité, capteurs passifs.
Essai en cours sur le manège de fatigue en collaboration avec Colas;
Evaluation de 2 techniques :
• fibres optiques à réseaux de Bragg : mesure locale des déformations
sur un ou plusieurs « réseaux » répartis sur la fibre
• fibres continues : mesure des déformations sur toute la longueur de la
fibre.
P Hornych, J.L. Gautier – JTR 2013
2
Fibres optiques à mesure répartie
Mesure basée sur le principe de rétrodiffusion de Rayleigh
• Mesure continue de déformation sur toute la fibre
• Avec le matériel utilisé : distance allant jusqu’à 70 m (selon la
résolution) - Faible coût des fibres : 4 € / m
• Durée d’acquisition : 1 à 10 secondes par mesure  mesure statique
• Bonne résistance aux conditions de mise en œuvre des enrobés
bitumineux (compactage, températures de 140 à 180 °C).
Expérience préalable : mesures de
déformations dans une dalle béton
Fibre continue
Dalle béton  Mesure fiable des déformations
en statique – bonne comparaison avec jauges
d’extensométrie
Possibilité de mesures dans les enrobés
bitumineux ?
Protocole de mesure sur le manège de fatigue
Structure de chaussée : 8 cm BB – 30 cm GNT
30 m
Etape 1 : mesures de la référence (câble optique bleu puis fibre
Tencate) sans chargement du capteur
Etape 2 : mesures (câble optique bleu puis fibre Tencate) avec
chargement du capteur en 4 positions prédéfinies sur la chaussée
Temps entre la mise en place de la roue et la mesure ≈ 1min
Exemple de mesures sous charge
Principe :
• Une mesure de référence
« sans chargement »
• Une mesure avec
chargement statique (demiessieu manège chargé à
6.5 tonnes)
• Calcul de la différence
entre les deux mesures
Enrobé viscoélastique
 Réponse fonction du
temps de chargement
Exemple de mesure à la base de l’EME
Déformation longitudinale
Pic de
déformation
Exemple de mesure sans charge
• Principe :
• Une mesure de référence
« sans chargement » à N1
cycles
• Une mesure « sans
chargement » à N2 cycles
• Calcul de la différence
entre les deux mesures
• Donne une déformation
cumulée entre les 2 états
•  indicateur possible de
l’endommagement de la
structure ?
Déformation longitudinale – base BBSG
Par rapport à la référence à 150000 chargements
S
T
C
Apparition de « défauts »
Orniérage ? Fissuration ?
P
Conclusion
• Les essais réalisés montrent l’intérêt des techniques de mesure de
déformations par fibres optiques dans les chaussées.
• Bonne résistance des fibres aux conditions de mise en œuvre
(température, compactage) – très faible encombrement
• Fibres continues : mesure répartie sur toute la longueur de la fibre,
mais uniquement en statique. Faible coût de la fibre .
• Indicateur possible d’endommagement ? À confirmer dans la suite
de l’essai manège
• Poursuite prévue en 2013 :
Essais complémentaires en labo
Application sur chaussée réelle