Câbles, barres et tirants

Nous proposons des outils d’auscultation pour évaluer les pathologies et participer à la prévision de la durée de vie résiduelle des structures à câbles, barres, tirants et précontraintes.

Nos solutions permettent de mesurer les efforts et les contraintes et de détecter les défauts cachés tels que le vieillissement (corrosion, ruptures) avant qu’ils ne soient visibles.

Nos méthodes pour évaluer les câbles de haubans, câbles porteurs ou câbles de suspentes

Escan

Détection des vides et de la pâte blanche dans les gaines de haubans injectées au coulis de ciment

Le dispositif de mesure est une sonde capacitive annulaire, composée de deux électrodes constituant un condensateur, dont la capacité dépend des caractéristiques diélectriques des matériaux à l’intérieur de la gaine polyéthylène du câble.

L’appareil d’auscultation, qui entoure complètement la gaine, est déplacé le long du câble afin de mettre en évidence les anomalies d’injection. La technologie Escan a été développée en partenariat avec le Cerema.

Uscan

Détection des ruptures de fils dans la zone d’ancrage par ondes guidées ultrasonores

La technique utilise un transducteur ultrasonore plaqué contre l’extrémité d’un fil par un opérateur. Le principe du « pulse-écho » couramment utilisé en contrôle non destructif s’applique ici avec une onde guidée le long du fil pour investiguer la présence de défauts sur une distance qui peut couvrir jusqu’à quelques dizaines de centimètres.

Dès que l’onde rencontre une discontinuité (perte de section du fil partielle ou complète), un écho est généré en retour et l’analyse du signal permet la détection et la localisation approximative du défaut. La technologie brevetée Uscan, codéveloppée avec l’UGE, est la seule technologie qui permet d’évaluer l’état des torons de câbles de haubans dans la zone sensible de l’ancrage.

Mesure de tension par méthode vibratoire

Analyse du comportement vibratoire d’un câble pour mesurer sa tension, son amortissement intrinsèque ou celle de ses amortisseurs

La fréquence de vibration d’un câble est liée à sa tension. La méthode consiste à enregistrer les fréquences propres du câble et les exploiter pour estimer sa tension. Les calculs sont réalisés en assimilant la vibration du câble à celle d’une corde vibrante. Les fréquences sont obtenues par vibration manuelle du câble ou en enregistrant ses vibrations naturelles.

La méthode est particulièrement intéressante lorsqu’il n’est pas possible de mesurer l’effort par pesage à l’un des ancrages du câble. Elle est aussi couramment utilisée pour qualifier les amortisseurs installés sur les câbles de haubans.

4DVib

Mesure de déplacement dynamique sans contact d’une structure ou d’un câble

La solution 4DVib utilise le principe du radar interférométrique pour mesurer le déplacement dynamique d’un ou plusieurs points dans sa ligne de visée. Cette solution facile à déployer sur site permet d’obtenir rapidement le niveau de vibration d’une structure, de déterminer ses modes de vibration dominants, ou encore de qualifier une flèche excessive au passage d’une charge.

La flexibilité de cet outil le rend très utile pour la réception d’un ouvrage (critères d’acceptation vibratoires), ou pour en vérifier l’aptitude en service. L’outil permet également d’estimer à distance la tension de câble structurels grâce à la relation simple qui existe entre avec la fréquence propre et la tension d’un câble.

En savoir plus sur notre solution 4DVib

EverSense® Acoustics

Détection des ruptures de fils constitutifs des haubans par méthode acoustique

Lorsqu’un fil élémentaire, ou un toron, constitutif d’un câble de haubans se rompt, il émet une onde de choc qui se propage le long du câble.

La surveillance acoustique consiste à détecter cette onde par des capteurs positionnés aux ancrages du câble ou au niveau des colliers de suspentes le cas échéant. Grâce à ce maillage de capteurs la rupture pourra être localisée le long du câble par triangulation.

Nos méthodes de mesure pour évaluer la tension

Pesage à l’ancrage (lift-off)

Mesure de la tension résiduelle dans les tirants d’ancrage

Cette méthode consiste à déterminer la force de traction existante dans un tirant ou une barre présentant une longueur libre, en mesurant l’effort nécessaire pour provoquer le décollement de sa tête par rapport à la plaque d’ancrage. Elle est encadrée par le guide TA 2020 relatif aux tirants actifs.

L’opération de pesage est réalisée à l’aide d’un vérin, d’une centrale hydraulique, d’une centrale hydraulique, de capteurs de force et de déplacement, et de pièces adaptées aux différentes têtes d’ancrage (têtes filetées, têtes crénelées, têtes lisse) ou barres de précontraintes pouvant être rencontrées.

La tension est obtenue en exploitant la courbe de mesure effort/déplacement en phase de montée en charge et en phase de décharge.

Upus®

Mesure rapide de la tension par onde ultrasonore dans les boulons ou les barres de précontrainte

Upus® permet de vérifier la pérennité du renforcement structurel ou des assemblages réalisés par les barres de précontrainte. En effet, les barres de précontrainte sont largement utilisées pour l’assemblage des éléments ou pour assurer la résistance de la structure. Le relâchement des efforts dans ces barres peut alors entrainer des risques structurels critiques. Il est donc nécessaire de vérifier périodiquement si les efforts appliqués restent acceptables.

La technique Upus® utilise la propagation des ondes ultrasons pour mesurer l’effort dans les barres. Un capteur/récepteur d’ultrason est attaché ou appliqué à l’extrémité de la barre. La mesure Upus® est réalisée depuis une des extrémités de la barre et peut donc être appliquée aux barres dont une seule des extrémités est accessible.

Cellules de charge

Mesure en continu des efforts dans les haubans de type multi-torons parallèles

Les cellules de charge mono-toron sont conçues pour mesurer en continu la force dans les câbles haubanés, durant la mise en tension et sur le long terme. Elles s’intègrent parfaitement dans les capots d’ancrage des haubans modernes type Freyssinet et résistent au remplissage à la cire chaude. Testées en laboratoire et sur le terrain, elles offrent fiabilité, précision et durabilité, même à -40 °C.

Les capteurs permettent un suivi continu des efforts dans les torons. La charge totale d’un hauban est obtenue en multipliant la charge par toron par leur nombre.

Un lecteur portable est disponible pour chaque sortie de signal conditionné.

Mesures de contrainte

Jauges de contrainte

La mesure des évolutions des contraintes dans une structure répond à un besoin courant en ingénierie, car elle permet de vérifier la réponse d’une structure aux efforts auxquels elle est soumise. Nous disposons d’un large panel de solutions :

Jauges soudées ou vissées ou collées en surface du métal, du béton ou du verre, ou noyées dans le béton, ou pincées ou soudées sur un câble
Dimensions des capteurs de quelques millimètres à 1 mètre
Technologie de mesure électrique (pont de Wheatstone), à corde vibrante ou fibre optique (le plus souvent Bragg, FBG)
Mesures statiques (typiquement une mesure par heure par exemple) ou dynamiques (centaines de mesures par seconde, pour mesurer les états temporaires du matériau)

La dénomination « jauge de contrainte » est quelque peu erronée puisqu’on mesure des micro-déformations, qui peuvent ensuite être transformées en contrainte à condition de connaitre le module de Young du matériau.

Un autre nom connu en France pour le même capteur est « extensomètre à corde vibrante ».

On peut noter qu’il est possible de calculer la fatigue de certains matériaux à partir des cycles de contrainte cumulés dans le temps afin d’estimer la durée de vie résiduelle. Un exemple d’application est le suivi des dalles orthotropes métalliques pour les ponts.

Enfin, il faut bien se souvenir que les capteurs ne mesurent que les variations de contrainte par rapport au jour de l’installation. D’autres techniques existent pour mesurer les contraintes historiques, par exemple le vérin plat ou Slotstress, la méthode du trou central, etc.

Pourquoi choisir nos solutions SHM ?

Nos solutions facilitent la prise de décision proactive et vous permettent de :

Connaitre l’état de vos structures en temps réel
Anticiper et optimiser la maintenance
Garantir la sécurité des usagers
Prolonger la durée de vie des structures