FR2695206A1 - Diagnostic instrumentation for concrete art object - has shock generator with steel projectile bombarding object surface while piezoelectric accelerometer and optoelectronic displacement sensors detect shock waves and transmit information to measuring bridge - Google Patents

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Abstract

A device for monitoring the structural integrity of a concrete object (O) includes a portable shock generator (1) and a number of sensors (2) placed on the object surface. The information generated by the sensors is recorded by a measuring bridge (3). The shock generator includes an aluminium tube and an air chamber with a manometer. Cylindrical steel projectiles actuated by a piston and a spring bombard the object surface. the shock waves thus generated are detected by the sensors. USE/ADVANTAGE - For assessing structural integrity of art objects of concrete, reinforced concrete, masonry, steel, cast iron, etc. Is simple, efficient and fast. Can be applied to very large objects.

Description

PROCEDE POUR L'ETABLISSEMENT D'UN DIAGNOSTIC D'ETAT
D'OUVRAGES D'ART ET APPAREILLAGE POUR SA MISE EN
OEUVRE.
PROCESS FOR ESTABLISHING A STATE DIAGNOSIS
WORKS OF ART AND APPARATUS FOR ITS IMPLEMENTATION
ARTWORK.

La présente invention a trait à un procédé permettant la réalisation, de manière simple, efficace et rapide, de diagnostics d'états d'ouvrages d'art existants en béton, béton armé, maçonnerie, voire même en métal (fonte, acier) ; elle concerne également un appareillage permettant de mettre en oeuvre ledit procédé. The present invention relates to a method allowing the realization, in a simple, efficient and rapid manner, of diagnoses of conditions of existing structures of concrete, reinforced concrete, masonry, or even even of metal (cast iron, steel); it also relates to an apparatus making it possible to implement said method.

Les structures d'ouvrages d'art en béton, béton armé, maçonnerie et, pour certaines d'entre elles, en fonte et en acier, se dégradent dans le temps. Une telle dégradation résulte notamment des actions physicochimiques de l'environnement qui provoquent des transformations et des déstabilisations des matériaux constituant de tels ouvrages. Par exemple, la maçonnerie d'une structure vieille d'un siècle, a subi une lixiviation de son liant sous l'action de circulation d'eau, notamment lorsqu'il s'agit de conduites ou encore, pour ce qui a trait aux nuisances plus récentes, celle résultant de l'épendage de solutions ioniques en vue de réaliser le déverglaçage, solution qui en contact du beton d'ouvrages d'art, entraîne la transformation non-adiabatique de certaines phases en d'autres phases.D'un autre côté, la modification de l'environnement de l'ouvrage peut créer des surcharges suppIémentaires qui font chuter le degré de sécurité initial de l'ouvrage. Ainsi, ces évolutions de l'état du matériau dont les caractéristiques mécaniques se trouvent diminuées, se traduisent par une perte de sécurité. Par suite, se pose le problème de pouvoir définir ce nouveau coefficient de sécurité en tenant compte des modifications de telle ou telle propriété de l'ouvrage.  Structures of structures in concrete, reinforced concrete, masonry and, for some of them, in cast iron and steel, deteriorate over time. Such degradation results in particular from the physicochemical actions of the environment which cause transformations and destabilization of the materials constituting such works. For example, the masonry of a century-old structure has undergone leaching of its binder under the action of water circulation, especially when it comes to pipes or, as regards more recent nuisances, that resulting from the hanging of ionic solutions in order to carry out the de-icing, solution which in contact with the concrete of civil engineering structures, leads to the non-adiabatic transformation of certain phases into other phases. on the other hand, the modification of the environment of the structure can create additional overloads which bring down the initial degree of safety of the structure. Thus, these changes in the state of the material, the mechanical characteristics of which are reduced, result in a loss of security. Consequently, the problem arises of being able to define this new safety factor taking into account the modifications of this or that property of the structure.

Pour parvenir à un tel résultat, l'utilisation d'un procédé, non destructif, souple à mettre en oeuvre, est nécessaire afin de recueillir des informations sur l'état de la structure et de son environnement (par exemple le sol environnant). Ces informations, une fois traitées en bureau d'études, permettent d'établir le comportement mécanique de la structure dans son environnement et d'en définir le coefficient de sécurité. A partir de ce coefficient de sécurité qui n'est pas forcément le même pour toutes les parties de la structure, le Maître d'Ouvrage peut donc décider des actions ultérieures à entreprendre, depuis une simple surveillance périodique jusqu'aux travaux de réhabilitation plus conséquents. To achieve such a result, the use of a non-destructive process, flexible to implement, is necessary in order to collect information on the state of the structure and its environment (for example the surrounding soil). This information, once processed in a design office, makes it possible to establish the mechanical behavior of the structure in its environment and to define its safety coefficient. From this safety coefficient which is not necessarily the same for all parts of the structure, the Contracting Authority can therefore decide on the subsequent actions to be undertaken, from simple periodic monitoring to more substantial rehabilitation works .

A ce jour, le suivi de l'évolution de la sécurité des structures se fait dé manière plus ou moins empirique et phénoménologique par observations et relevés visuels de l'état de la structure. En fonction de l'importance des anomalies un diagnostic d'état est donné ainsi que les actions ultérieures à mener. Des auscultations non-destructives par différentes techniques faisant appel à la transmission ou à la réflexion d'ondes (géoradar, échographie ultrasonore, thermographie infrarouge, gammagraphie..), viennent compléter ces inspections visuelles. Elles apportent un complément d'informations sur l'aspect physique du matériau et de l'environnement, mais ne peuvent, en aucun cas, permettre d'établir un résultat en terme mécanique sur la réserve de sécurité de la structure.La seule solution permettant d'atteindre un tel objectif, est celle développée par le Demandeur et faisant l'objet du brevet européen no. 0392 937, et qui permet de donner un diagnostic d'état de la structure et de son coefficient de sécurité. Une telle solution présente certains inconvénients. En effet, elle n'est utilisable qu'uniquement dans les conduites enterrées et donne une information globale sur la structure et le sol environnant. De plus, pour les conduites d'un diamètre important, le système est très lourd à mettre en oeuvre et parfois même, il ne peut plus être utilisé. Ainsi, par exemple, le système ne permet pas le diagnostic des grands tunnels ou encore des galeries d'un métropolitain ni celui d'ouvrages d'art de grandes dimensions, tels que barrages, ouvrages routiers et autoroutiers... To date, monitoring of the evolution of the safety of structures is done in a more or less empirical and phenomenological manner by observations and visual surveys of the state of the structure. Depending on the importance of the anomalies, a condition diagnosis is given as well as the subsequent actions to be carried out. Non-destructive auscultations by different techniques using the transmission or reflection of waves (georadar, ultrasound ultrasound, infrared thermography, radiography, etc.) complete these visual inspections. They provide additional information on the physical aspect of the material and the environment, but cannot, in any case, make it possible to establish a result in mechanical terms on the structure's safety reserve. The only solution allowing to achieve such an objective is that developed by the Applicant and which is the subject of European patent no. 0392 937, and which gives a diagnosis of the condition of the structure and its safety factor. Such a solution has certain drawbacks. In fact, it can only be used in buried pipes and gives overall information on the structure and the surrounding soil. In addition, for pipes with a large diameter, the system is very heavy to implement and sometimes even, it can no longer be used. Thus, for example, the system does not allow the diagnosis of large tunnels or galleries of a metropolitan nor that of large structures, such as dams, road and motorway works ...

Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé simple et économique, qui permet de résoudre ces problèmes et qui ne nécessite pour sa mise en oeuvre, qu'un appareillage désigné par l'expression "générateur de choc", qui fait également partie de l'invention, de conception simple, particulièrement fiable et pouvant être utilisé indifféremment pour tous types d'ouvrages pouvant avoir de très grandes dimensions. Now we have found, and this is what is the subject of the present invention, a simple and economical process which makes it possible to solve these problems and which requires only for its implementation an apparatus designated by the expression "shock generator", which also forms part of the invention, of simple design, particularly reliable and which can be used indifferently for all types of works which may have very large dimensions.

Un tel procédé d'établissement de diagnostic d'état d'ouvrage sans destruction de ce dernier, fait appel à des mesures dynamiques et permet de réaliser une auscultation du mode de fonctionnement de n'importe quel type d'ouvrage, afin de récupérer des mesures qui, une fois traitées en bureau d'études, permettent de définir le niveau de sécurité de la structure.  Such a method of establishing a condition diagnosis of a structure without destroying it, calls for dynamic measurements and makes it possible to carry out an auscultation of the operating mode of any type of structure, in order to recover measures which, once processed in a design office, make it possible to define the level of security of the structure.

D'une manière générale, l'invention concerne donc un procédé permettant l'établissement d'un diagnostic d'état d'ouvrage existant, qui consiste, de manière connue, à:
- recueillir des informations de manière visuelle sur le site, permettant non seulement de reconnaitre ce site, mais également de déterminer de manière globale l'état apparent de dégradation dudit ouvrage;;
- effectuer une auscultation non-destructive permettant de juger de l'état dudit ouvrage, auscultation réalisée au moyen d'essais mécaniques, dynamiques, effectués de place en place le long de la structure de l'ouvrage, et elle se caractérise en ce que lesdits essais mécaniques, dynamiques, consistent à exercer contre la paroi de l'ouvrage un choc mécanique ou un mouvement entretenu par répétition de chocs à une fréquence donnée, provoquant une déformation élastique de la structure de l'ouvrage qui se traduit en termes de déplacements des différents points de la paroi et à mesurer l'accélération (a) du choc ainsi que les déplacements dynamiques (D) qui en résultent, afin de déterminer la rigidité (K) de l'ouvrage en interaction avec son environnement.
In general, the invention therefore relates to a method allowing the establishment of a diagnosis of existing condition of work, which consists, in a known manner, of:
- collect information visually on the site, allowing not only to recognize this site, but also to globally determine the apparent state of degradation of said work;
- perform a non-destructive examination allowing to judge the state of said structure, auscultation carried out by means of mechanical, dynamic tests, carried out from place to place along the structure of the structure, and it is characterized in that said mechanical dynamic tests consist in exerting against the wall of the structure a mechanical shock or a movement maintained by repetition of shocks at a given frequency, causing an elastic deformation of the structure of the structure which results in terms of displacements different points of the wall and to measure the acceleration (a) of the shock as well as the dynamic displacements (D) which result from it, in order to determine the rigidity (K) of the structure in interaction with its environment.

La mesure de la rigidité en interaction avec son environnement, permet de réaliser un diagnostic de la totalité de la structure analysée par une prise de mesures en continu, compte tenu du fait que cette rigidité dépend des caractéristiques mécaniques, physiques et géométriques de l'élément de la structure (ouvrage) ainsi que de son état d'endommagement et des charges extérieures appliquées. The measurement of the stiffness in interaction with its environment, makes it possible to carry out a diagnosis of the entire structure analyzed by taking continuous measurements, taking into account the fact that this stiffness depends on the mechanical, physical and geometric characteristics of the element of the structure (structure) as well as its state of damage and the external loads applied.

En d'autres termes, le concept de l'invention est basé sur la transformation de l'énergie potentielle générée par un système extérieur (mouvement imposé, masse tombante, etc..) en une énergie de déformation de la structure inspectée.  In other words, the concept of the invention is based on the transformation of the potential energy generated by an external system (imposed movement, falling mass, etc.) into a deformation energy of the inspected structure.

Comme dit précédemment, l'invention concerne également un appareillage permettant la mise en oeuvre du procédé précité, ledit appareillage se caractérisant en ce qu'il comprend:
- un générateur de chocs contre la paroi de l'ouvrage à ausculter et permettant d'entraîner une vibration de cette dernière;
- des moyens permettant de réaliser une mesure du déplacement dynamique et une évaluation de la force dynamique, et constitués essentiellement par des capteurs de déplacement disposés le long de l'élément de structure à analyser et par un accéléromètre fixé au niveau de l'impact; en fonction des ouvrages à ausculter, les capteurs et l'accéléromètre peuvent soit être disposés sur la face opposée de l'ouvrage à celle contre laquelle est exercé le choc soit, éventuellement, sur la même face que celle où est exercé ledit choc;
- un pont de mesures permettant d'enregistrer les accélérations mesurées par l'accéléromètre ainsi que les déplacements mesurés par les capteurs.
As said previously, the invention also relates to an apparatus allowing the implementation of the aforementioned method, said apparatus being characterized in that it comprises:
- a shock generator against the wall of the structure to be examined and making it possible to cause the latter to vibrate;
- Means making it possible to carry out a measurement of the dynamic displacement and an evaluation of the dynamic force, and consisting essentially of displacement sensors arranged along the structural element to be analyzed and by an accelerometer fixed at the level of the impact; depending on the structures to be examined, the sensors and the accelerometer can either be arranged on the opposite face of the structure to that against which the impact is exerted or, possibly, on the same face as that on which the said impact is exerted;
- a measurement bridge making it possible to record the accelerations measured by the accelerometer as well as the displacements measured by the sensors.

L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue générale montrant de manière schématique comment est réalisé le diagnostic d'un ouvrage conformément au procédé selon l'invention;
- la figure 2 est une vue de détail montrant en coupe, un générateur de chocs particulièrement adapté pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention.
The invention and the advantages which it brings will however be better understood thanks to the embodiment given below, by way of indication but not limitation, and which is illustrated by the appended diagrams in which:
- Figure 1 is a general view schematically showing how the diagnosis of a structure is carried out in accordance with the method according to the invention;
- Figure 2 is a detail view showing in section, a shock generator particularly suitable for implementing the method according to the invention.

Comme indiqué précédemment, le procédé conforme à l'invention permettant l'établissement d'un diagnostic d'état d'ouvrages d'art, se caractérise en ce que l'on réalise une auscultation non-destructive de l'ouvrage au moyen d'essais mécaniques effectués de place en place le long de ce dernier, lesdits essais consistant à exercer contre la paroi de l'ouvrage un choc mécanique ou un mouvement entretenu par répétition de chocs à une fréquence donnée, provoquant une déformation élastique de la structure de l'ouvrage et à mesurer l'accélération (a) du choc ainsi que les déplacements dynamiques (D) qui en résultent, afin de déterminer la rigidité (K) de l'ouvrage en interaction avec son environnement. As indicated above, the method according to the invention allowing the establishment of a diagnosis of condition of engineering structures, is characterized in that a non-destructive auscultation of the structure is carried out by means of '' mechanical tests carried out from place to place along the latter, said tests consisting in exerting against the wall of the structure a mechanical shock or a movement maintained by repetition of shocks at a given frequency, causing an elastic deformation of the structure of the structure and to measure the acceleration (a) of the impact as well as the dynamic displacements (D) which result from it, in order to determine the rigidity (K) of the structure in interaction with its environment.

Pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on procède tout d'abord, avant réalisation d'un essai, à une analyse modale de la structure à ausculter. Une telle analyse a pour but de connaître les modes propres de vibration de l'ouvrage et, par conséquent, de définir la masse à appliquer lors de l'essai ainsi que les points de positionnement des capteurs contre la surface de l'ouvrage. Une telle analyse modale est réalisée en bureau d'études en modélisant la structure par éléments finis. For the implementation of the method according to the invention, one proceeds first of all, before carrying out a test, to a modal analysis of the structure to be examined. The purpose of such an analysis is to know the natural modes of vibration of the structure and, consequently, to define the mass to be applied during the test as well as the positioning points of the sensors against the surface of the structure. Such a modal analysis is carried out in a design office by modeling the structure by finite elements.

L'essai, in situ, réalisé conformément à l'invention, permet de calculer la rigidité de l'élément de structure analysé (ouvrage) en interaction avec son environnement. A partir de la connaissance des matériaux (notamment propriétés mécaniques) et de leur loi de comportement, on réalise un calage du modèle numérique avec les résultats obtenus sur site, afin d'obtenir les valeurs des contraintes dans les parois de l'ouvrage (conduites par exemple).  The in situ test, carried out in accordance with the invention, makes it possible to calculate the rigidity of the analyzed structural element (structure) in interaction with its environment. From the knowledge of the materials (in particular mechanical properties) and their behavior law, a calibration of the digital model is carried out with the results obtained on site, in order to obtain the values of the stresses in the walls of the structure (pipes for example).

L'ensembles des mesures réalisées selon le procédé conforme à l'invention, permet de déterminer directement sur la structure de l'ouvrage les éléments suivants
- l'accélération produite par le choc;
- les déplacements imprécis en plusieurs points de la structure,
- valeurs crêtes de ces déplacements,
- fonction de déplacement: valeurs continues.
The set of measurements carried out according to the method according to the invention makes it possible to determine directly on the structure of the structure the following elements
- the acceleration produced by the shock;
- imprecise displacements in several points of the structure,
- peak values of these displacements,
- displacement function: continuous values.

De telles données sont obtenues par l'intermédiaire d'un appareillage comprenant:
- un générateur de chocs, désigné par la référence générale (1) et dont une réalisation portable par un opérateur est illustrée plus en détail à la figure 2;
- des capteurs, désignés par la référence générale (2) disposés contre la surface de l'ouvrage (O) à ausculter;
- un pont de mesures (3) permettant d'enregistrer les informations données par les capteurs (2).
Such data is obtained by means of an apparatus comprising:
- a shock generator, designated by the general reference (1) and a portable embodiment of which by an operator is illustrated in more detail in FIG. 2;
- sensors, designated by the general reference (2) arranged against the surface of the structure (O) to be examined;
- a measurement bridge (3) making it possible to record the information given by the sensors (2).

Dans le mode de mise en oeuvre illustré aux figures 1 et 2, ces différents moyens (1,2,3) ont la structure suivante. In the embodiment illustrated in Figures 1 and 2, these different means (1,2,3) have the following structure.

Le générateur de chocs (1) est constitué essentiellement par un ensemble de type "canon" pouvant envoyer des masses, de façon répétitive, de différents calibres sur l'élément (O) à étudier. Un tel générateur de chocs illustré à la figure 2, est composé de:
- un tube (4), en aluminium par exemple, dont la longueur et le diamètre peuvent être adaptés en fonction des ouvrages à ausculter, ledit tube (4) étant muni à son extrémité de cônes de sécurité (5);
- une chambre à air (6), équipée d'un manomètre (7), pouvant être chargée à différentes pressions; l'ensemble est relié à des bouteilles d'air (10) par un conduit (8) sur lequel est disposé un robinet (9);
- un obus cylindrique (11), en acier par exemple, et comportant un vide interne (12) permettant d'y adjoindre un lest si nécessaire;
- un système de propulsion dudit obus (11) constitué d'un piston (13) muni de deux bagues (14,15) de répartition de charge et d'un ressort (16) interchangeable, de rigidité connue;
- une gachette (17) et un percuteur (18) de déclenchement de l'obus (11);
- d'une sangle (19) permettant de transporter le générateur de chocs en bandoullière.
The shock generator (1) essentially consists of a "cannon" type assembly which can send masses, repeatedly, of different calibers to the element (O) to be studied. Such a shock generator illustrated in FIG. 2, is composed of:
- A tube (4), for example of aluminum, the length and diameter of which can be adapted according to the works to be examined, said tube (4) being provided at its end with safety cones (5);
- an air chamber (6), equipped with a pressure gauge (7), which can be loaded at different pressures; the assembly is connected to air bottles (10) by a duct (8) on which a tap (9) is arranged;
- a cylindrical shell (11), of steel for example, and comprising an internal void (12) making it possible to add a ballast there if necessary;
- a propulsion system of said shell (11) consisting of a piston (13) provided with two rings (14,15) of load distribution and an interchangeable spring (16), of known rigidity;
- a trigger (17) and a striker (18) for triggering the shell (11);
- a strap (19) allowing the shock generator to be carried over the shoulder.

Bien entendu, le procédé selon l'invention pourrait être mis en oeuvre avec un autre type de générateur de chocs. Of course, the method according to the invention could be implemented with another type of shock generator.

L'ensemble de capteurs (2) comporte un accéléromètre piézoélectrique (20), fixé près de la zone d'impact, dans la forme de réalisation illustrée contre la paroi opposée de l'ouvrage (O) à celle sur laquelle le choc est exercé. Il comporte également des capteurs de déplacements (21), au nombre de six dans l'exemple illustré, disposés le long de l'élément de la structure (O) à analyser. Ces capteurs sont désolidarisés de l'élément de structure et permettent de mesurer le déplacement dynamique. Ces capteurs sont du type soit par contact au moyen de capteurs électroniques à induction, soit du type sans contact au moyen de capteurs optoélectroniques. Si nécessaire, ces capteurs sont montés sur des cannes telescopiques (22) de mesure. Ils permettent de mesurer ponctuellement les déplacements des points caractéristiques de l'ouvrage.Il est possible de placer autant de capteurs que nécessaire, afin de récupérer des déplacements dynamiques en différents points de l'élément de structure (ouvrage).  The sensor assembly (2) comprises a piezoelectric accelerometer (20), fixed near the impact zone, in the embodiment illustrated against the opposite wall of the structure (O) to that on which the impact is exerted. . It also includes displacement sensors (21), six in number in the example illustrated, arranged along the element of the structure (O) to be analyzed. These sensors are detached from the structural element and allow the dynamic displacement to be measured. These sensors are of the contact type by means of electronic induction sensors, or of the contactless type by means of optoelectronic sensors. If necessary, these sensors are mounted on telescopic measuring rods (22). They make it possible to measure punctually the displacements of the characteristic points of the structure. It is possible to place as many sensors as necessary, in order to recover dynamic displacements at different points of the structural element (structure).

L 'accéléromètre piézoélectrique (20) permet de mesurer l'accélération a proximité de l'impact du choc. L'accéléromètre peut être du type piézoélectrique, fonctionnant comme un capteur autogénérateur et produisant un signal de sortie électrique proportionnel à l'accélération, sans utilisation d'une source extérieure de courant ou de tension. The piezoelectric accelerometer (20) measures the acceleration near the impact of the shock. The accelerometer may be of the piezoelectric type, functioning as a self-generating sensor and producing an electrical output signal proportional to the acceleration, without the use of an external source of current or voltage.

Les informations fournies par l'accéléromètre (20) et les capteurs (21) sont transmises par l'intermédiaire de circuits appropriés à un pont de mesures (3) permettant d'enregistrer les accélérations (mesurées par l'accéléromètre (20)) ainsi que les déplacements (mesurés par les capteurs (21)). The information provided by the accelerometer (20) and the sensors (21) is transmitted via appropriate circuits to a measurement bridge (3) making it possible to record the accelerations (measured by the accelerometer (20)) as well. than displacements (measured by the sensors (21)).

Grâce à un tel appareillage, il est donc possible de réaliser une mesure du déplacement dynamique à l'aide des capteurs (21) ainsi qu'une évaluation de la force dynamique (F), la relation connue entre les forces et déplacements permettant d'évaluer la rigidité de l'ouvrage ausculté. Thanks to such an apparatus, it is therefore possible to carry out a measurement of the dynamic displacement using the sensors (21) as well as an evaluation of the dynamic force (F), the known relationship between the forces and displacements making it possible to assess the rigidity of the auscultated structure.

Bien entendu, les différentes masses peuvent être utilisées en fonction du niveau de réponse que l'on veut obtenir et en fonction du mode de vibration propre de l'élément de structure. Of course, the different masses can be used according to the level of response that one wants to obtain and according to the specific vibration mode of the structural element.

Les différentes mesures conformes à l'invention sont obtenues en procédant de la manière suivante. The various measurements in accordance with the invention are obtained by proceeding as follows.

1/ Déterminer la position des capteurs (21) le long de l'élément de structure à analyser;
2/ Placer les capteurs (21) sur leur support (cannes en aluminium) selon les positions précédemment déterminées ;
3/ Relier les cables des capteurs (21) au pont de mesures (3);
4/ Fixer sur le support l'accéléromètre (20) soit en le collant (support lisse), soit en le vissant (support rugueux);
5/ Relier le câble de l'accéléromètre (20) au pont de mesures (3);
6/ Recharger le générateur de chocs (1)::
* la chambre à air est vide
* le ressort n'est pas comprimé
* l'obus se positionne dans son logement
* ouverture des bouteilles d'air et de la vanne
* remplissage de la chambre à une pression déterminée
entraînant la compression du ressort
* l'obus est neutralisé par le percuteur
* positionnement de l'embout du tube au point de tir choisi
contre la paroi
* libération de l'obus par une simple pression sur la gachette,
* percussion de l'obus contre la paroi, celui-ci rebondit vers
l'intérieur du tube, sa course étant ralentie par le ressort et
bloquée par le percuteur
* au même instant, l'air de la chambre s'échappe par des trous
de décompression afin de libérer le piston
* le cycle peut recommencer soit au même point soit en un
autre point de la structure.
1 / Determine the position of the sensors (21) along the structural element to be analyzed;
2 / Place the sensors (21) on their support (aluminum rods) according to the positions previously determined;
3 / Connect the sensor cables (21) to the measurement bridge (3);
4 / Attach the accelerometer (20) to the support either by gluing it (smooth support) or by screwing it (rough support);
5 / Connect the accelerometer cable (20) to the measurement bridge (3);
6 / Reload the shock generator (1):
* the inner tube is empty
* the spring is not compressed
* the shell is positioned in its housing
* opening of air bottles and valve
* filling of the chamber at a determined pressure
causing the spring to compress
* the shell is neutralized by the striker
* positioning of the end of the tube at the chosen firing point
against the wall
* release of the shell by a simple pressure on the trigger,
* percussion of the shell against the wall, it rebounds towards
inside the tube, its stroke being slowed down by the spring and
blocked by the striker
* at the same time, the air in the room escapes through holes
decompression to release the piston
* the cycle can start again either at the same point or in one
another point in the structure.

Une telle manière de procéder permet d'obtenir un diagnostic structurel de tout ouvrage de génie civil, tels que notamment:
- les ouvrages d'art routiers et autoroutiers en béton armé et béton précontraint, métalliques, mixtes, maçonnerie... (en fait en tous types de
matériaux);
- les réseaux d'assainissement de tous diamètres, visitables, en béton
et en maçonnerie;
- les réseaux d'aduction d'eau potable, visitables, en béton, béton
armé, béton précontraint, âme tôle et fonte
- les tunnels routiers et ferroviaires ;
- les ouvrages d'art du génie civil nudéaire;
- les grands barrages;
- les grands bâtiments hyperstatiques.
Such a procedure makes it possible to obtain a structural diagnosis of any civil engineering structure, such as in particular:
- road and motorway structures in reinforced concrete and prestressed concrete, metallic, mixed, masonry ... (in fact in all types of
materials);
- drainage networks of all diameters, which can be visited, in concrete
and in masonry;
- potable water, visitable, concrete, concrete networks
reinforced, prestressed concrete, sheet metal and cast iron core
- road and rail tunnels;
- civil engineering structures for nudaries;
- large dams;
- large hyperstatic buildings.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1/ Procédé pour l'établissement d'un diagnostic d'état d'ouvrages d'art existant, qui consiste à: 1 / Process for establishing a diagnosis of the condition of existing engineering structures, which consists of: - recueillir des informations de manière visuelle sur le site, permettant non seulement de reconnaitre ce site, mais également de déterminer de manière globale l'état apparent de dégradation dudit ouvrage;; - collect information visually on the site, allowing not only to recognize this site, but also to globally determine the apparent state of degradation of said work; - effectuer l'auscultation non-destructive permettant de juger de l'état dudit ouvrage, auscultation réalisée au moyen d'essais mécaniques, dynamiques, effectués de place en place le long de la structure de l'ouvrage, caractérisée en ce que lesdits essais mécaniques, dynamiques, consistent à exercer contre la paroi de l'ouvrage (O) un choc mécanique ou un mouvement entretenu par répétition de chocs à une fréquence donnée, provoquant une déformation élastique de la structure de l'ouvrage (O) qui se traduit en termes de déplacements des différents points de la paroi et à mesurer l'accélération (a) du choc ainsi que le déplacement dynamique (D) qui en résulte, afin de déterminer Ia rigidité (K) de l'ouvrage en interaction avec son environnement. - perform a non-destructive auscultation to judge the state of said structure, auscultation performed by means of mechanical, dynamic tests, carried out from place to place along the structure of the structure, characterized in that said tests mechanical, dynamic, consist in exerting against the wall of the structure (O) a mechanical shock or a movement maintained by repetition of impacts at a given frequency, causing an elastic deformation of the structure of the structure (O) which results in terms of displacements of the different points of the wall and to measure the acceleration (a) of the shock as well as the dynamic displacement (D) which results therefrom, in order to determine the rigidity (K) of the structure in interaction with its environment . 2/ Appareillage permettant la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: 2 / Apparatus allowing the implementation of the method according to claim 1, characterized in that it comprises: - un générateur de chocs (1) contre la paroi de l'ouvrage (O) à ausculter et permettant d'entraîner une vibration de cette dernière; - a shock generator (1) against the wall of the structure (O) to be examined and making it possible to cause the latter to vibrate; - des moyens (2) permettant de réaliser une mesure du déplacement dynamique et une évaluation de la force dynamique, et constitués essentiellement par des capteurs de déplacement (21) disposés le long de l'élément de structure (O) à analyser et par un accéléromètre (20) fixé au niveau de l'impact; - Means (2) for carrying out a measurement of the dynamic displacement and an evaluation of the dynamic force, and constituted essentially by displacement sensors (21) arranged along the structural element (O) to be analyzed and by a accelerometer (20) fixed at impact level; - un pont de mesures (3) permettant d'enregistrer les accélérations mesurées par l'accéléromètre (20) ainsi que les déplacements mesurés par les capteurs (21). - A measurement bridge (3) making it possible to record the accelerations measured by the accelerometer (20) as well as the displacements measured by the sensors (21). 3/ Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les capteurs (21) et l'accéléromètre (20) sont disposés soit sur la face opposée de l'ouvrage (O) contre laquelle est exercé le choc, soit sur la même face que celle où est exercé ledit choc. 3 / Apparatus according to claim 2, characterized in that the sensors (21) and the accelerometer (20) are arranged either on the opposite face of the structure (O) against which the impact is exerted, or on the same face than that where said shock is exerted. 4/ Appareillage selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le générateur de chocs (1) est constitué par un ensemble de type "canon" pouvant envoyer des masses (11) de façon répétitive, pouvant être de différents calibres, sur l'élément (O) à étudier. 4 / Apparatus according to one of claims 2 and 3, characterized in that the shock generator (1) consists of an assembly of the "cannon" type which can send masses (11) repeatedly, which can be of different calibers , on the element (O) to study. 5/ Appareillage selon la revendication 4, caractérisée en ce que le générateur de chocs (1) de type "canon" est portable et est composé de: 5 / Apparatus according to claim 4, characterized in that the shock generator (1) of the "cannon" type is portable and is composed of: - un tube (4), en aluminium par exemple, dont la longueur et le diamètre peuvent être adaptés en fonction des ouvrages à ausculter, ledit tube (4) étant muni à son extrémité de cônes de sécurité (5); - A tube (4), for example of aluminum, the length and diameter of which can be adapted according to the works to be examined, said tube (4) being provided at its end with safety cones (5); - une chambre à air (6), équipée d'un manomètre (7), pouvant être chargée à différentes pressions ; l'ensemble est relié à des bouteilles d'air (10) par un conduit (8) sur lequel est disposé un robinet (9); - an air chamber (6), equipped with a pressure gauge (7), which can be loaded at different pressures; the assembly is connected to air bottles (10) by a duct (8) on which a tap (9) is arranged; - un obus cylindrique (il), en acier par exemple, et comportant un vide interne (12) permettant d'y adjoindre un lest si nécessaire; - a cylindrical shell (il), made of steel for example, and comprising an internal void (12) making it possible to add a ballast if necessary; - un système de propulsion dudit obus (11) constitué d'un piston (13) muni de deux bagues (14,15) de répartition de charge et d'un ressort (16) interchangeable, de rigidité connue; - A propulsion system of said shell (11) consisting of a piston (13) provided with two rings (14,15) of load distribution and an interchangeable spring (16), of known rigidity; - une gachette (17) et un percuteur (18) de déclenchement de l'obus (11) - a trigger (17) and a striker (18) for triggering the shell (11) - d'une sangle (19) permettant de transporter le générateur de chos en bandoullière.  - a strap (19) for carrying the generator of things over the shoulder.
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