Reference : Détermination des propriétés de couches dans le béton à l'aide d'un géoradar commerci...
Scientific journals : Article
Engineering, computing & technology : Civil engineering
http://hdl.handle.net/2268/165565
Détermination des propriétés de couches dans le béton à l'aide d'un géoradar commercial à hautes fréquences: approche pic-à-pic et analyse fréquentielle du coefficient de réflexion
French
Van der Wielen, Audrey mailto [Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo > Matériaux de construction non métalliques du génie civil >]
Nguyen, Frédéric mailto [Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo > Géophysique appliquée >]
Courard, Luc mailto [Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo > Matériaux de construction non métalliques du génie civil >]
Jan-2014
Annales du Bâtiment et des Travaux Publics
Eska
Yes
International
1270-9840
Paris
Belgium
[fr] GPR ; Ground Penetrating Radar ; couches minces
[en] inspection non destructive
[fr] Le Ground Penetrating Radar (GPR) est un outil efficace pour l’inspection non destructive de structures en béton. Il est largement utilisé pour détecter les armatures et les zones humides ou pour évaluer l’épaisseur des éléments. Mais lorsqu’un élément contient une couche mince, les ondes radar sont soumises à de multiples réflexions sur les interfaces et la couche apparait dans le radargram comme une unique réflexion, dont l’étude détaillée peut permettre de déterminer l’épaisseur et la permittivité de la couche mince.
Deux approches ont été considérées dans cette étude. Dans la première, l’analyse est basée sur l’amplitude pic-à-pic de la réflexion. La seconde approche comporte une analyse fréquentielle du coefficient de réflexion, dont l’amplitude et la phase sont alors calculées pour différentes fréquences, ce qui permet en théorie de déterminer à la fois la permittivité et l’épaisseur de la couche. Les deux méthodes ont été validées numériquement, par simulations en différences finies, et testées expérimentalement sur des échantillons de béton contenant une lame d’air d’épaisseur variable. Nous avons montré que l’analyse fréquentielle permettait d’atteindre une précision plus élevée dans l’estimation des paramètres pour un faible coût de calcul supplémentaire. L’efficacité de la méthode dépend des conditions et est optimale pour les couches de permittivité élevée présentant un contraste important avec la matrice.
[en] The Ground Penetrating Radar (GPR) is an efficient tool for the non-destructive inspection of concrete structures. It is widely used for the detection of rebars or humid zones or for evaluating the thickness of elements. But when an element contains a thin layer, the radar waves are submitted to multiple reflections on the interfaces and the layer appears in the radargram as a single reflection, whose detailed analysis can allow determining the thickness and the permittivity of the thin layer.
Two approaches were considered in this paper. In the first one, the analysis is based on the peak-to-peak reflection amplitude. The second approach uses a frequency analysis of the reflection coefficient, whose amplitude and phase can then be calculated for several frequencies. With this method, the thickness and permittivity of the layer can in theory be simultaneously determined. Both methods were numerically validated through finite difference simulations and experimentally tested on concrete samples containing an air layer of variable thickness. We showed that the frequency analysis allowed to reach a higher precision in the parameters estimation for a limited additional computing cost. The method efficiency depends
on the conditions and is optimal for layers with a high permittivity presenting a large contrast with the matrix.
Fonds de la Recherche Scientifique (Communauté française de Belgique) - F.R.S.-FNRS
Researchers ; Professionals
http://hdl.handle.net/2268/165565

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