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Offre de thèse IFSTTAR-ISTERRE

Titre : Imagerie 3D de la dynamique du champ de contrainte et de l’endommagement à l’échelle du béton. Expérience sur structures en laboratoire et à grande échelle.

Laboratoire principal - Référent principal : GERS-GeoEND - ABRAHAM Odile odile.abraham@ifsttar.fr tél. : 02 40 84 59 18
Directeur du laboratoire principal : ABRAHAM Odile - odile.abraham@ifsttar.fr
Laboratoire 2 - Référent : GERS-ISTERRE - LAROSE Eric - eric.larose@ujf-grenoble.fr - tél. : 04 76 63 51 64
Spécialité de la thèse : Evaluation Non Destructive, Acoustique, Geophysique, Sismique

Directeur de thèse prévu : ABRAHAM Odile - Ifsttar - GERS-GeoEND
Co-directeur de thèse prévu : LAROSE Eric - Université de Granoble - GERS-ISTERRE
Type de financement prévu : Contrat doctoral - Ifsttar

Contexte :
Des travaux récents ont montré que l’interférométrie de la CODA ultrasonore permet de suivre en laboratoire l’endommagement précoce de matériaux très hétérogènes comme le béton [1,2,3]. Des algorithmes d’imagerie (LOCADIFF [4]) ont été utilisés avec succès pour suivre l’évolution de structures en béton à l’échelle métrique sous diverses sollicitations. Cette cartographie 3D du matériau est totalement non-destructive et non-invasive, et en particulier ne repose pas sur le placement de jauges dans le cœur de la structure avant la prise du béton. L’avantage d’utiliser des ultrasons est donc très significatif par rapports aux autres méthodes existantes notamment pour les structures anciennes non ou partiellement instrumentées.
Il est proposé ici d’utiliser de la coda ultrasonore pour imager les évolutions du champ de contrainte en 3D en cours de chargement de matériaux hétérogènes très diffusants. Le champ de contrainte pouvant éventuellement déboucher sur l’apparition d’endommagement, voir de fissures localisées, le travail d’imagerie portera aussi sur la localisation et caractérisation de l’apparition de l’endommagement (cartographie de densité de fissuration, en cm2/cm3)

Objectifs :
Construire des cartographies 3D de l’évolution du champ de contrainte (a partir de l’observation des variations relatives de vitesses acoustiques dans la coda ultrasonore) d’une structure en béton sous chargement.
Construire des cartographies 3D de l’apparition de fissuration (densité de fissuration par Coda US exprimée en cm2/cm3), pour une structure en béton sous chargement.
Appliquer ces protocoles aux données obtenues dans le cadre de l’ANR ENDE, notamment les données du corps d’épreuve VERCORS (EDF), réplique 1/3 d’une enceinte de confinement. (Données uniques au monde).

Profil recherché :
Propagation d’onde, acoustique, sismique, ultrason, traitement du signal et des données, instrumentation, problème inverse, programmation Python, Matlab ou Scilab - ou autres outils pour le calcul scientifique, différences finies / éléments finis

Bibliographie :
[1] Zhang Y., Abraham O., Loukili A., Grondin F., Tournat V., Le Duff A., Lascoup B., Durand O., Validation of a thermal bias control technique for Coda Wave Interferometry (CWI), Ultrasonics, 53(3), pp658–664, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.ultras.2012.08.003
[2] Zhang Y., Abraham O., Tournat V., Le Duff A., Lascoup B., Loukili A., Grondin F., Durand O., Study of stress-induced velocity variation in concrete under direct tensile force and monitoring of the damage level by using thermally-compensated Coda Wave Interferometry, Ultrasonics, 52(8), pp1038-1045, 2012. http://dx.doi.org/10.1016/j.ultras.2012.08.011
[3] T. Planès & E. Larose, A review of ultrasonic Coda Wave Interferometry in
concrete, Cem. Con. Res. 53 248-255 (2013).
[4] E. larose, T. Planes, V. Rossetto and L. Margerin : Locating a small change in a multiple scattering environment, Appl. Phys. Lett. 96 (20) (2010).
Mots-clefs : Interférométrie de la CODA, problème inverse, imagerie, surveillance, béton, champ de contrainte, eau

Pour candidater :http://www.ifsttar.fr/offres-theses/sujet.php?num=1637&num_session=1

Page créée le 29 mars 2016