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Baie Coda

La baie appelée « BaieCODA » est un équipement de mesure permettant l’acquisition de données ultrasonores multivoies.
Cette baie a été conçue grâce aux projets ANR SENSO, ANR EVADEOS, RFI PdL 2IDANL, et a évolué au cours du projet PIA-RSNR ENDE.

Applications types

  • Détection de micro fissures et de fissures fermées dans le béton,
  • Suivi temporel des contraintes,
  • Suivi des gradients de propriétés du béton.

Prinicipe de Fonctionnement

Emission

La baie Coda est équipée de 2 générateurs de signaux arbitraires (~1V), associés à 2 amplificateurs de tension permettant d’exciter des capteurs piézo-électriques (~200V). Ces capteurs ont la capacité de se déformer en fonction de la tension électrique appliquée à leurs bornes.

  • Partie sonde Coda
    Une émission d’ondes ultrasonores est réalisée autour de 500kHz (+/- 300kHz) mettant en œuvre une matrice de relais à haute isolation permettant de choisir 1 à 16 sources.
     
  • Partie Pompe
    Le deuxième générateur et son amplificateur émettent une onde de contenu fréquentiel d’un ordre de grandeur inférieur (10kHz-50kHz), à l’aide de capteurs à forte énergie, cette onde basse fréquence et haute énergie interagit avec les micro-fissures.
Réception

L’équipement est capable d’enregistrer les signaux de 16 capteurs piézo-électriques (qui cette fois génèrent une tension quand ils se déforment), qui sont amplifiés et filtrés pour les 16 différents trajets de l’onde depuis la source.

Traitement

Les signaux des 16 capteurs (partie sonde CODA) sont traitées grâce à des méthodes basées sur l'interférométrie d'ondes de coda (méthode NCWI, pour Non-linear Coda Wave Interferometry). Ces mesures sont sensibles à la présence des fissures grâce à la variation de vitesse mesurée de l’ordre de 0.01%.

    Matériel

    Pour atteindre ces niveaux de sensibilité, le matériel a des caractéristiques élevées

    • Carte de génération arbitraire – 2 cartes 16 bits 100MS/s PCI
    • Amplificateur CODA 40kHz – 15 MHz - 400W
    • Amplificateur Pompe 100 VRMS 10Hz – 200kHz
    • Filtre Analogique Butterworth 2x8 voies Passe-Haut 100kHz
    • Pré-Amplificateur – DC -1200kHz 20/40/60 dB
    • Carte d’acquisition - 2x8 voies 16 bits jusqu’à 25Ms/s PCIExpress.

    Le logiciel MultiRecAveraging1 développé au laboratoire GéoEND, permet de mettre œuvre la surveillance d’une structure en réalisant en continu des mesures de variation de vitesse et à périodes régulières un ensemble de mesures permettant l’imagerie des micro-fissures. Grâce à la fiabilité de l’équipement, et la robustesse du logiciel, ces mesures peuvent durer de nombreux mois.

    Les mesures peuvent être uploadées sur un serveur de l’université et les traitements peuvent être effectués à distance. 

    1 UNIV. G.EIFFEL IFSTTAR MULTI_ACQ 8/16 VOIES, VERSION TTL/Timed 3.6 08/03/2024, Olivier Durand

    • Chen, G., Abraham, O., Pageot, D., Durand, O., Chekroun, M., & Tournat, V. (2024). Evaluation of nonlinear interface areas in a multiple scattering medium by Nonlinear Coda Wave Interferometry (NCWI): Experimental studies. NDT & E International, 141, 102992. https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2023.102992
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