Expertise des Structures immergées

Transcription

1 Expertise des Structures immergées

2 Structures impliquées Quais Barrages et turbines Ponts Batardeaux Prises d eau et émissaires Navires Matériaux impliqués Bois Acier Béton Pierres de maçonnerie

3 Objectifs majeurs des gestionnaires de structures 1) Connaître la condition physique réelle d une structure. 2) Établissement de leur vie résiduelle dans le temps. 3) Optimisation des coûts de réparation.

4 Ressources Techniques Inspection visuelle (aspect externe) Photographies et vidéo Sonars Essais mécaniques (béton) Résistance aux chocs (marteau) Résistance à la compression(sonde de pénétration et autres) Essais destructifs (bois / béton) Bois : sonde Pressler Béton : carottage Essais non destructifs (acier) Ultrasons (épaisseurs résiduelles) Magnétoscopie (détection de fissures de surface) Radiographie (défauts internes - soudures) Mesures diverses Verticalités (rattachées à un B.M.) Caractérisation des composantes et des défauts Exemple pratique M.T.Q. - C.E.M. (A, B, C, D) et C.E.C. (1@4) Cotes d évaluation des matériaux cotes d évaluation du comportement Bathymétrie environnante

5 Ressources humaines Administrateurs et/ou propriétaires de structures. Ingénieur. Technicien scaphandrier. Problématiques majeures Administrateurs et/ou propriétaire de structures. Contraintes administratives (aspects légaux). Devis inadaptés aux conditions environnementales (courant, visibilité restreinte et accessibilité). Non-utilisation de devis de performance (spécificités des objectifs à atteindre). Ingénieur : Expertise limitée au niveau des structures immergées et de leur évolution dans le temps. Connaissances limitées au chapitre des ressources techniques. Connaissances relatives versus les problématiques des intervenants en plongée. Technicien scaphandrier : Formation inadéquate au niveau des structures et matériaux. Connaissances limitées au niveau des ressources techniques. Compréhension limitée au niveau des exigences contractuelles. Intérêt limité au chapitre de l expertise proprement dite.

6 Questions Comment devrait-on s y prendre? Que devrions-nous faire? Objectif ultime (intéressant) et on s y est attardé Créer un modèle mathématique simple ou multiple pour chaque structure de telle sorte qu il soit possible d y observer, via une courbe représentative un profil d évolution propre à sa dégradation temporelle.

7 Représentation de l expertise Trois volets différents : Premier volet Courbe universelle. Deuxième volet Facteurs d influence de destruction. Exemple typique : Rapport profondeur de corrosion / vie résiduelle d une structure. Troisième volet Système de vectorisation des défauts. Image réaliste de situations.

8 Premier volet Courbe universelle théorie Facteurs d influence : Abrasion usure. Déplacement spatial. Fissures. Joints entre les composantes. Sollicitation et fatigue. Environnement. Courbe observée sans que l on tienne compte d aucun facteur particulier de destruction.

9 Pourcentage de vie résiduelle perdue Courbes représentatives de la vie X Y résiduelle de quais années y = 13x 3 387x plus réaliste : 2-300y = x 3 15x x 2 - Courbe du 2 e degré entre 10 et 25 ans 15y = 2x 2 30x Progression linéaire - À rejeter 4- Courbe du 3 e degré : 400y = x 3 20x x y = 3x x x Courbe pointillée = moyenne ou courbe universelle La courbe pointillée serait une moyenne centrale des courbes 1 à 5 incluant même la courbe linéaire 3. On aurait donc un écart type de 10% en ordonnée et ce vers 25 ans. L écart type augmente par la suite. La courbe moyenne de l ensemble des situations serait : 65146y = 10x x x

10 Deuxième volet Ex. : structures d acier (palplanches, pieux, etc.) Pratiques générales Diagramme des moments fléchissants (charges et conception d origine) Module de section minimale Vérification d épaisseurs résiduelles Échantillonnage d acier Aplanissement et ultrasons Ultrasons Comment tenir compte du vide ou de la perte d acier Coefficient de pondération Méthode d analyse complexe Méthode simple et pratique pour tout intervenant sousmarin.

11 Surface d acier corrodée

12 Modèle mathématique cratère de corrosion Coupe d un cratère Dimension du cratère augmente Augmentation de la surface de contact Augmentation de la vitesse de corrosion Dégradation (facteurs différents) Conclusion : Cratère similaire à un secteur d une sphère

13 Représentation graphique d un cratère Volume Section de la sphère ou volume du cratère de corrosion

14 Que voit notre scaphandrier sous l eau = = R = = R =

15 En regroupant ces données sous forme de tableau on obtiendrait : Tous droits réservés. Pour obtenir une autorisation d utilisation, prière de contacter M. Louis Morin, Subaquatique BLM. Le scaphandrier mesure h et D moyens pour une structure spécifique à un niveau donné. Cela permet d obtenir la valeur de h par rapport à r et du même coup le % de perte d acier pour une hauteur donnée du cratère.

16 En conclusion : En multipliant la hauteur moyenne des cratères par le % tiré du tableau précédent, on obtient notre coefficient de pondération recherché qui viendra diminuer les mesures d épaisseurs d acier obtenues à partir d ultrasons.

17 Troisième volet Exemples de notre procédé de vectorisation appliquée.

18 Pont International du Canadien National (CN) Courant très important qui limite les opérations de plongée classique. Inspecté en 2006 de façon classique et avec sonar. Modélisé en 3D par recoupement des images / textures et commentaires des scaphandriers avec les relevés du sonar.

19 Vues d ensemble Photos et images sonar

20 Vues d ensemble Images sonar

21 Photo du pilier no.8

22 Modèle 3D composé des images sonar et des observations du scaphandrier

23 Pont Dubuc à Saguenay Inspecté en 2006 de façon classique. Modélisé en 3D par recoupement des images vidéo sous-marine, textures et mesures prisent par des scaphandriers.

24 Photo du pilier no.6

25 Plan classique AutoCAD

26 Modélisation 3D

27 Pont de l autoroute 70 à Saguenay Inspecté en 2011 de façon classique dans de bonnes conditions Modélisé en 3D par recoupement des images vidéo sous-marine, textures et mesures prisent par des scaphandriers.

28 Photo du pilier no.3

29 Plan classique AutoCAD

30 Modélisation 3D

31 P Abitibi-Témiscamingue Inspecté en 2011 de façon classique. Condition difficile, eau très trouble et turbide. Aucune visibilité sous l eau. Inspecté avec sonar à balayage multifaisceau de type Blueview BV D Mechanical Scanning sonar.

32 Photo du pilier

33 Plan classique AutoCAD

34 Image du sonar multi-faisceau

35 Idéalement selon l expérience cumulée (solutions préconisées) Utilisation de devis de performance faisant appel à des spécificités propres aux structures et à l environnement sous-marin où on doit intervenir. Relevés préliminaires Sonar (Infrastructures portuaires, barrages, prises d eau, ponts, etc ) Relevés de phénomènes à grande échelle Bris majeur Affaissement Affouillement Présence et identification d obstacles Relevés d expertise Nécessité de faire appel à une équipe formée d ingénieurs et scaphandriers reconnus en expertise sous-marine. La connaissance des ressources techniques et des méthodologies d intervention applicables est nécessaire.

36 Images sonar de piliers de pont Konsberg maritime -

37 Image composée

38 Merci de votre attention Il me fera plaisir maintenant de répondre à vos questions. Rédaction : Louis Morin, Ing. Conception / montage : Nicolas Geraghty, tech. scaph.