Évaluation et contrôle non destructifs en génie civil

L’introduction des END et des CND en génie civil, voire de leur évolution, nécessite au préalable d’en rappeler quelques grandes lignes quant à leur définition et à leur usage. Il s’agit, dans la plupart des cas, d’outils ou de méthodes de mesure ou de contrôle capables de donner accès à une ou plusieurs grandeurs physiques, physico-chimiques ou chimiques caractérisant le phénomène étudié, par l’obtention, soit de valeurs quantitatives, soit d’informations par seuillage de valeurs lorsque l’on s’intéresse à de la détection d’évènements. Aujourd’hui, la notion d’instrumentation ne se limite plus à « l’instrument » mais prend en compte le capteur ou le réseau de capteurs, la saisie, la transmission et le traitement des informations. Elle englobe aussi l’action qui débouche sur ce système ou ce moyen et la démarche intellectuelle et pratique qui préside à cette action. Il s’avère nécessaire de concevoir des méthodes, d’imaginer des moyens, d’inventer des outils d’investigation pour caractériser l’état du système, d'agir sur celui-ci, de comprendre son fonctionnement, d'alimenter des modèles de comportement. Ceci suppose de mener une réflexion globale sur le système prenant en compte la réflexion cognitive et les outils de mesure ou d’investigation. Dans ce contexte, la physique de l’onde et de son interaction avec l’ouvrage doit être maîtrisée, de même que la génération de cette onde et l’interprétation de ce que l’on en mesure. De plus, la modélisation, directe ou inverse, et l’approche multi-échelle sont nécessaires pour mieux concevoir l’appareillage de génération en optimisant le procédé vis-à-vis de la structure étudiée et de tirer des observations un maximum d’informations quantitatives, voire d’aider à la prise de décision.

Selon les niveaux de connaissance, d’apprentissage et d’automatisme communiqués à l’ensemble, on couvre alors le champ communément nommé des « systèmes intelligents » ou de « smart systems ». Dans la pratique, l’instrumentation peut avoir des finalités variées parmi lesquelles :

• comme moyen de détection et de suivi d’états pathologiques (dégradations, déformations, fissurations…) de matériaux et/ou de structures ;

• comme outils à demeure et à temps réel ou quasi réel de contrôle de santé des ouvrages et d’aide à leur maintenance ;

• comme maillon essentiel d’une chaîne d’asservissement, dans le cadre d’un contrôle actif ou semi-actif d’une structure ;

• comme outil de relevé ou de caractérisation d’un état, d’un comportement ou d’un niveau de service.

Le génie civil, très réceptif à l’ensemble des moyens lui permettant d’aider à optimiser une construction en phase de réalisation et ensuite son suivi, à vérifier la conformité aux normes en vigueur ou à assurer une maintenance des structures à court, à moyen et à long terme, utilise maintenant de façon courante et ciblée les techniques modernes opérationnelles. À titre d’illustration, certaines techniques END telles que : RADAR, ultrasons, tomographie sismique, ultrasonic pulse echo, impact echo et instrumentation sans fil, complétées d’exemples d’applications, sont présentées ci-après. Sans prétention d’exhaustivité et pour limiter les propos, les méthodes électriques, infrarouges, nucléaires, les capteurs à fibres optiques et autres qui font déjà l’objet de nombreuses publications ne sont pas abordées ici.