Il est important pour les nations de préserver les monuments historiques et de procéder aux réparations et aux pratiques de renforcement nécessaires à leur survie pour les générations à venir. Avant l'application de toute méthode de réparation/renforcement, une structure endommagée doit être soigneusement analysée et les raisons des dommages doivent être étudiées. De telles informations peuvent être obtenues sans endommager la structure ou altérer ses conditions d'origine . 

Les méthodes d'essai au marteau à béton et d'essai par ultrasons sont maintenant considérées comme des techniques technologiquement arriérées, car les nouvelles méthodes d'essai avancées sont répandues dans les enquêtes structurelles. Certaines des méthodes avancées de test non destructif sont les méthodes de flat-jack, de radar à pénétration de sol, d'endoscopie, d'imagerie thermique infrarouge et de tomographie. 

Le test Flat-jack est un test non destructif très puissant utilisé pour identifier les propriétés mécaniques des structures historiques. Les propriétés mécaniques telles que la résistance à la compression, le module d'élasticité et le coefficient de Poisson peuvent être mesurées avec la méthode du vérin plat.

Il est possible de détecter l'existence de matériaux métalliques dans les éléments porteurs à l'aide d'images radar. L'utilisation de caméras IR pour les images tomographiques permet d'obtenir des données sur les fissures et la teneur en humidité des éléments structurels. La méthode d'endoscopie, en revanche, n'offre pas d'informations détaillées par rapport à d'autres méthodes.

                                     Utilisation de caméras IR pour la détection de fissures

Cet article décrit les méthodes d'essais non destructifs utilisées dans l'évaluation des structures historiques. Grâce aux méthodes d'essais non destructifs discutées, on peut obtenir des données sur la dégradation du matériau, les fissures invisibles formées dans la structure, les problèmes d'humidité et les propriétés thermiques ainsi que des valeurs telles que le module d'élasticité, le coefficient de Poisson et la résistance à la compression.

Ainsi, il est possible de mener des pratiques de réparation ou d'entretien sur des structures historiques, qui représentent l'identité historique de cette région, en préservant leurs conditions naturelles et sans causer d'autres dommages.

1. Méthode d'imagerie thermique infrarouge 

L'imagerie thermique infrarouge est couramment utilisée pour les efforts déployés en faveur de la conservation du carburant et de l'énergie. Aujourd'hui, cette méthode est largement utilisée dans les domaines militaire, industriel, médical, météorologique, architectural et technique. De plus, de nombreux chercheurs ont préféré cette méthode pour leurs études, se concentrant principalement sur la détection des problèmes de matériaux et de structure dans les bâtiments historiques. 

Cette méthode est notamment utilisée pour détecter les déperditions thermiques, les sections humides, les fuites de gaz, les ponts thermiques et l'état de l'isolation thermique. En outre, l'imagerie thermique infrarouge est également utilisée pour les défaillances des structures historiques, les problèmes de système de drainage des eaux de pluie et des eaux usées et les fissures structurelles.

Cette méthode de contrôle non destructif, qui utilise des caméras thermiques, fournit une cartographie thermique du matériau utilisé selon les échelles de couleurs à valeur seuil définie avec la détection du rayonnement émis par le matériau. Ainsi, la zone à examiner est définie. Cette méthode permet de détecter les problèmes thermiques, les sections humides, les fuites de gaz, les ponts thermiques, etc., dans les zones inspectées. En d'autres termes, les zones problématiques ou non problématiques de la structure étudiée sont révélées de manière non destructive. 

Le coefficient d'émissivité doit être connu (généralement compris entre 0,90 et 0,95 pour un matériau de structure) lors de l'examen d'une structure par la méthode d'imagerie thermique infrarouge. Des coefficients d'émissivité inférieurs ou supérieurs sont un facteur influençant la mesure précise de la température avec les caméras thermiques. Les caméras thermiques sont également affectées par d'autres paramètres ainsi que par l'émissivité. 

Parmi ces paramètres figurent la température ambiante du lieu d'utilisation de la caméra thermique, la vitesse du vent de l'environnement, l'humidité relative, la distance entre la caméra et l'objet à tester, l'angle de la caméra, l'heure et la saison du test. sera menée. 

L'imagerie thermique infrarouge est utilisée selon trois méthodes différentes. Le premier est utilisé pour détecter le transfert de chaleur d'un milieu où un élément chauffant est utilisé vers le milieu extérieur. La seconde est utilisée lorsqu'il y a un flux de chaleur entre deux surfaces avec des températures ambiantes différentes. 

Enfin, le troisième est utilisé pour inspecter les différences de chaleur avec l'application d'un rayonnement thermique des deux côtés de l'objet où il n'y a pas de différences de température ou de radiateurs en place. Il est possible d'obtenir des données qualitatives et quantitatives à l'aide de caméras thermiques. L'analyse peut être effectuée à l'aide d'un logiciel approprié . 

2. Méthode de marteau d'essai de béton superficiel 

L'une des plus anciennes méthodes d'essais non destructifs, la méthode du marteau d'essai du béton, est utilisée pour mesurer la dureté du matériau. La dureté est l'une des propriétés mécaniques les plus importantes lorsqu'il s'agit de distinguer les matériaux. 

Marteau d'essai de Schmidt

La dureté est la résistance du matériau contre un objet qui essaie de pénétrer la surface du matériau. La dureté superficielle a été développée par Ernst Schmidt en 1948, connue sous le nom de marteau d'essai de Schmidt. Le principe de fonctionnement de cette méthode consiste à mesurer le rebond d'une masse à ressort impactant une surface. La dureté du matériau augmente à mesure que le rebond augmente. 

3. Méthode Flat-Jack 

La méthode Flat-Jack est connue sous le nom de méthode de test de résistance in situ. La méthode permet l'identification d'un certain nombre de propriétés mécaniques d'un mur porteur. La résistance à la compression, le module d'élasticité et le coefficient de Poisson font partie des propriétés mécaniques mesurées avec la méthode du vérin plat. L'outil de test de vérin plat permet de mesurer le changement de longueur en réponse à la puissance appliquée à un élément. 

Le mécanisme de test à vérin plat implique deux méthodes de mesure. La première méthode utilise un double vérin plat et est capable de définir la résistance à la compression, le module d'élasticité et le coefficient de Poisson. Alors que la seconde méthode utilise un seul vérin plat et est capable de déterminer la contrainte de compression actuelle du mur. 

Le mécanisme implique un compresseur, des manomètres, des vérins plats, des comparateurs et des broches. Des vérins plats sont utilisés pour appliquer une compression à la surface, tandis que le comparateur mesure le remplacement et les broches localisent le comparateur. 

4. Méthode de test par ultrasons 

La méthode d'essai de vitesse par ultrasons est une méthode non destructive qui donne des informations sur la qualité du béton, sa structure interne, sa porosité, sa résistance à la compression, la profondeur et l'orientation des fissures. Il fonctionne sur le principe de la mesure de la vitesse des impulsions ultrasonores. 

Dans le test aux ultrasons, la surface du matériau est mise en contact avec deux transducteurs piézoélectriques sans aucun vide entre eux et la surface. Le premier transducteur envoie les ondes ultrasonores, et le second reçoit ces ondes ultrasonores. Le temps de transmission et la vitesse des ondes ultrasonores sont ensuite mesurés. 

Si la densité du matériau est médiocre et que le matériau présente des fissures, la diffusion des ondes sonores se produit. Par conséquent, la vitesse d'impulsion des ultrasons est faible. Lorsque le matériau est robuste ou a un nombre de pores réduit, il offre une meilleure résistance. Ainsi, la vitesse d'impulsion des ultrasons est plus élevée. Cependant, ce test n'est pas suffisant à lui seul pour définir la résistance et doit être combiné avec d'autres techniques. 

Méthode d'essai de vitesse des ultrasons

5. Méthode radioactive 

Le mécanisme de test radioactif se compose d'une source de rayonnement électromagnétique et d'un capteur. Le capteur mesure le temps nécessaire au rayonnement pour atteindre l'autre côté du matériau. Lorsque le capteur se présente sous la forme d'un film photographique unique, cela s'appelle radiographie, et lorsque le capteur convertit le rayonnement en ondes électriques, cela s'appelle radiométrie. 

6. Méthode de résistance à la pénétration 

Il s'agit d'une méthode d'essai qui fonctionne sur le principe de la mesure de la profondeur de pénétration d'une sonde ou d'un clou tiré sur le béton à l'aide d'un pistolet appelé sonde Windsor. 

La sonde Windsor a été développée aux États-Unis en 1964 et est similaire au marteau d'essai à béton. Il est utilisé pour avoir une idée de la résistance du béton et identifier la résistance du béton à la pénétration. Cette méthode d'essai est affectée par les granulats utilisés dans le béton en raison de son principe de fonctionnement . 

Sonde Windsor

7. Méthode endoscopique 

Les éléments du système d'appui utilisé dans les structures sont plutôt volumineux et difficiles à étudier. Cette méthode est privilégiée lorsque le matériau utilisé dans un système de roulement doit être défini et lorsqu'il ne peut pas être inspecté visuellement ou identifié à l'aide d'un échantillon de forage. 

Cette méthode consiste à percer un trou de 1 cm de diamètre dans la structure et à obtenir des images de la structure à l'aide d'un câble et d'une caméra fixée dessus, permettant ainsi d'identifier le matériau utilisé. Cette méthode est particulièrement importante pour le diagnostic du système porteur des structures historiques. 

8. Méthode du radar à pénétration de sol 

Dans la méthode du radar à pénétration de sol, les ondes électromagnétiques sont envoyées à travers un support, tandis que le temps entre le récepteur et l'émetteur est enregistré et la zone cible est balayée. Ainsi, il est possible de révéler des caractéristiques inconnues dues à la discontinuité physique du milieu. 

Méthode du radar à pénétration de sol

Cette méthode ne permet pas d'explorer les propriétés mécaniques du matériau. Cependant, il est capable de définir les caractéristiques physiques qui ne peuvent être identifiées par inspection visuelle ou par l'utilisation d'échantillons de forage. 

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