Formation SHWD

Report
Formation HWD
Principe de mesure
Michaël BROUTIN
Chef du programme Auscultation des chaussées
Service technique de l’aviation civile (STAC)
Département Infrastructures Aéroportuaires
Division Etudes et Recherche
[email protected]
12 Juin 2012, CST Colas, Magny les Hameaux
Formation SHWD – Principes de mesure
CST Colas - 11 Juin 2012 ; Magny les Hameaux
1
Organisation de la présentation
Introduction générale : de l’auscultation des chaussées
I-
Présentation des matériels de mesure de déflexions
II - Présentation du SHWD
1- Schéma général
2- Fonctionnement des capteurs
3- Fonctionnement du logiciel
4- Charge appliquée et enregistrement des données
Conclusion générale : vers la phase d’analyse
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Organisation de la présentation
Introduction générale : de l’auscultation des chaussées
I-
Présentation des matériels de mesure de déflexions
II - Présentation du SHWD
1- Schéma général
2- Fonctionnement des capteurs
3- Fonctionnement du logiciel
4- Charge appliquée et enregistrement des données
Conclusion générale : vers la phase d’analyse
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3
Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Auscultation des chaussées




Evaluations régulières des chaussées nécessaires afin
d’optimiser leur gestion.
Historiquement : sondages destructifs
Années 60-70 : apparition des premiers appareils
d’auscultation non destructive des chaussées (NDT devices)
Politique de gestion communément admise : coupler les
inspections visuelles (méthode de relevé des dégradations
suivant la méthode Indice de Service (IS)) avec des appareils
d’auscultation structurelle non destructive des chaussées.
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Critères de choix d’un NDT



1- Le test réalisé doit simuler le plus fidèlement possible les
charges roulantes accueillies par la chaussée,
2- Un appareil à haut rendement est nécessaire, afin de
pouvoir atteindre un échantillonnage spatial des essais
compatible avec la détection de zones faibles et de défauts,
3- Les précisions de mesures doivent être compatibles avec
l’analyse ultérieure, et les informations recherchées.
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Critère 1 : Simuler le passage d’une charge réelle
L’essai doit reproduire le plus fidèlement le passage d’une
charge réelle, en termes de :

Forme et durée de la sollicitation reçue par la structure,
Durée de sollicitation : paramètre fondamental dans le cas de
l’auscultation des chaussées bitumineuses (matériaux
fortement viscoélastiques)

Niveaux de déformation.
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Forme et durée de la sollicitation appliquée à la chaussée

Critère : déformation relative de traction à la base des
matériaux bitumineux
Dt
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Forme et durée de la sollicitation appliquée à la chaussée
Du fait de la forte dépendance en fréquence des matériaux
bitumineux, il convient, pour l’auscultation des chaussées
souples de :
- Réaliser les essais dans une gamme de durée de sollicitation
cohérente avec les passages des charges réelles,
- Appliquer, pour la phase d’analyse ultérieure, des
corrections en fréquence.
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Niveaux de sollicitation


Les matériaux granulaires et le sol support peuvent
présenter des comportements non-linéaires avec les niveaux
d’efforts appliqués.
Il convient donc :
- d’appliquer à la structure des niveaux d’efforts
comparables aux efforts réels reçus par la chaussée,
- si possible, de réaliser des essais à différents niveaux de
chargement, afin d’appréhender le caractère non-linéaire de
ces matériaux.
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Critère 2 : Rendement de l’appareil

Mesures en continu vs discrètes

Cas de mesures discrètes : Importance de resserrer les points
[Bay and Stokoe, 2008]
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Critère 3 : Appareils de précision
Veiller à ce que l’essai soit adapté aux attentes en terme de
précisions sur les résultats de l’analyse (propriétés
matériaux, portance, durée de vie résiduelle de la chaussée)
qui sera faite des données :


Justesse des mesures
« Bonnes » répétabilité/reproductibilité
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
3 grands types de NDT

Etudes de l’évolution des déformations permanentes du
complexe chaussée/structure

Méthodes sismiques

Mesures de déflexion
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Organisation de la présentation
Introduction générale : de l’auscultation des chaussées
I-
Présentation des matériels de mesure de déflexions
II - Présentation du SHWD
1- Schéma général
2- Fonctionnement des capteurs
3- Fonctionnement du logiciel
4- Charge appliquée et enregistrement des données
Conclusion générale : vers la phase d’analyse
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Appareils de mesure de déflexion
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Quatre types d’appareils :
En fonction du type de sollicitation appliquée à la chaussée :

Chargements statiques, ou charges roulantes quasi-statiques

Chargements vibratoires

Mesures de déflexion en continu sous charges roulantes

Chargements impulsionnels
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Appareils à chargement quasi-statiques, ou
charges roulantes lentes
A – Mesures « manuelles »
Mesures de déflexion au passage d’une roue + placement « manuel » de :

Poutre Benkelman [A.C Benkelman, US Bureau of Public Roads,
1953]

Système inclinométrique du STAC

Autres ?..
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Poutre Benkelman




Système de poutre à balancier avec base de référence
Comparateur au 1/100mm ; d = valeur lue × 2
Mesures ponctuelles
Ligne d’influence ; pas de bassin de déflexion
Photo LCPC
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Photo John Harvey
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Système inclinométrique du STAC



Système d’inclinomètres dans le sens transverse
Obtention d’un bassin de déflexion par intégration spatiale
STAC : utilisation du jumelage A340 d’Airbus
Photos D. Guédon ; LR Toulouse
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
B – Mesures « automatisées »

-
Déflectographe
France : Déflectographe Lacroix, [Lacroix, 1963] ;
nombreuses versions, jusqu’à l’actuelle, « Flash ».
RU : Traveling Deflectometer [Zube & Forsyth, 1966]

-
Curviamètre
CEBTP ; cf [Paquet, 1977]
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Appareils à chargement vibratoire

-
Application de chargements vibratoires par :
Masses excentrées mises en rotation
Systèmes hydrauliques

-
Différents types de sollicitations :
Différents niveaux d’effort moyen
Différentes amplitudes de la partie variable
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Appareils à chargement vibratoire




Principaux appareils :
Vibreur WES 16-kips
Dynaflect
RoadRater
Rolling Dynamic Deflectometer (RDD)
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Essai stationnaire
Charge roulante
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Vibreur WES 16 kips
Photo : US army website
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Mesures de déflexion en continu (charges roulantes)

-
Différentes techniques de mesure:
Mesures de distances à l’aide de lasers
Utilisation de lasers à effet Doppler
Lumière structurée

-
Principaux appareils :
Traffic Speed Deflectometer (TSD), Rolling Wheel
Deflectometer, Rolling Weight Deflectometer; Road Deflection
Tester, ….
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
TSD
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Mesures de déflexion en continu (charges roulantes)

Technologies d’avenir

Pas encore au point + coût prohibitif

Pour le moment : relevé à grand rendement pour découpage en
zones homogènes ; en préparation de campagnes HWD
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Avantages/inconvénients des différents NDT

Tableau récapitulatif
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Organisation de la présentation
Introduction générale : de l’auscultation des chaussées
I-
Présentation des matériels de mesure de déflexions
II - Présentation du SHWD
1- Schéma général
2- Fonctionnement des capteurs
3- Fonctionnement du logiciel
4- Charge appliquée et enregistrement des données
Conclusion générale : vers la phase d’analyse
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II – Présentation du SHWD
1 – Schéma général
Principe de mesure
Masse M0
SYSTÈME DE MASSE TOMBANTE
Création d’un chargement
impulsionnel supposé simuler le
passage d’une roue d’avion
Hauteur de chute H0
Tampons caoutchouc
Plaque de chargement
ENREGISTREMENT DES
DEFLEXIONS SURFACIQUES
Plaque de chargement ; Capteur
d’effort + géophone G1 au centre
G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9
A l’aide de géophones*
Chaussée
*
Schéma = Cas des chaussées souples : utilisation
de G1 à G9 (Version « standard » du HWD)
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II – Présentation du SHWD
1 – Schéma général
Mesures de déflexion en continu (charges roulantes)

Disposition des géophones vs type de structure auscultée
Barre de mesure
principale
Barre de rallonge
Partie utile (chaussées souples)
G9 G8 G7 G6 G5G4G3G2 G1 G8b
Véhicule
tracteur
G
1
Sens de
déplacement
G4b
Partie utile (chaussées rigides)
Géophones
Joints (chaussées rigides)
G6b
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II – Présentation du SHWD
1 – Schéma général
SHWD sur chaussées souples


Configuration par défaut (9 géophones)
Géophone
G1
G2
G3
G4
G5
G6
G7
G8
G9
d [cm]
0
30
40
60
90
120
150
180
210
Configuration STAC (13 géophones + 2 déportés)
Géophone G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7
d [cm]
0
G8
G9
G10
G11
G12
G13
G17
G18
30 40 50 60 75 90 105 120 150 180 210 240 -4000 -6000
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II – Présentation du SHWD
1 – Schéma général
SHWD sur chaussées souples

Barre déportée :
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II – Présentation du SHWD
1 – Schéma général
Exemple de résultats bruts
50
200
Dt
0
0
10
20
temps [ms]
G9
0
30
40
50
-50
-200
-100
-400
-150
-600
-200
-800
F max= 239 kN
-250
Effort [kN]
Déflexions
-300
Effort [kN]


60
-1000
-1200
G1
Déflexions [µm]
La réponse de la chaussée dépend du signal d’effort appliqué,
i.e. principalement de Fmax et Dt
Il faut donc cibler pour l’essai, pour ces deux paramètres, des
valeurs cohérentes avec le trafic attendu
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II – Présentation du SHWD
1 – Schéma général
Incidences sur Fmax et Dt de la configuration matérielle




Les caractéristiques du signal d’effort dépendent de 4
paramètres :
la masse statique M0 laissée tomber,
sa hauteur de chute H0,
le système d’amortissement (tampons en caoutchouc, de rigidité
surfacique apparente k),
la chaussée.
Le dernier élément est imposé et subi. Les trois autres sont des
paramètres de l’essai, ajustables.
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II – Présentation du SHWD
1 – Schéma général
Incidences sur Fmax et Dt de la configuration matérielle
Leur influence relative peut être résumée ainsi :

Une augmentation de M0 induit une augmentation de Fmax et de
Dt,

Une augmentation de H0 induit une augmentation de Fmax et une
diminution de Dt,

Une augmentation de k induit une augmentation de Fmax et une
diminution de Dt,
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II – Présentation du SHWD
1 – Schéma général
Utilisation des résultats

Détermination des caractéristiques mécaniques des matériaux
constitutifs par calcul inverse

-
Méthodes courantes = pseudo-statiques, i.e.
Reconstitution d’un bassin de déflexion pseudo-statique
Modélisation de la chaussée sous effort statique Fmax,
Minimisation de f :
f 
 
w k E , H , rk , p , a , st  d k  st 
q  
m
k


2
k 1
=> Voir deuxième jour pour les détails de la résolution
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Organisation de la présentation
Introduction générale : de l’auscultation des chaussées
I-
Présentation des matériels de mesure de déflexions
II - Présentation du SHWD
1- Schéma général
2- Fonctionnement des capteurs
3- Fonctionnement du logiciel
4- Charge appliquée et enregistrement des données
Conclusion générale : vers la phase d’analyse
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Capteurs du HWD
 Capteur d’effort
Intégré à la plaque de chargement
Capteur d’effort C6A de HBM, 500kN*
 Géophones
Solidaires de la surface de la chaussée
Géophones SM-6 *, gamme de mesure 4mm
* Pour le matériel Carl Bro
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Fonctionnement d’un géophone
 Capteur d’effort
Intégré à la plaque de chargement
Capteur d’effort C6A de HBM, 500kN*
 Géophones
Solidaires de la surface de la chaussée
Géophones SM-6 *, gamme de mesure 4mm
* Pour le matériel Carl Bro
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Fonctionnement d’un géophone

Noyau cylindrique aimanté dans une bobine
Dessins Georges Kouroussy, 2004
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Fonctionnement d’un géophone

Le fonctionnement mécanique du géophone peut être
modélisé ainsi :
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Fonctionnement d’un géophone

Mise en équations :
m x  c  x  y   k  x  y   0
x = déplacement de la masse aimantée ; y = déplacement du boîtier du géophone
En posant : z = (x − y), et sachant que la tension induite u est proportionnelle au
déplacement relatif de l’aimant par rapport à la bobine u  G z  , il vient, en
posant H(w) la fonction de transfert tension/vitesse de déplacement du géophone :
H w  
u w 
y w 
G
w
2
w 0  w  2 j  ww 0
2
2
avec w 0 
k
et  
m
C
2m w0
respectivement la pulsation propre du géophone et l’amortissement réduit
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Fonctionnement d’un géophone
 Le géophone est donc un capteur de vitesse de déplacement
 La fonction de transfert H(w) définit la sensibilité du capteur ; elle
s’apparente à un filtre passe-haut
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Fonctionnement d’un géophone


Corrections possibles :
Matérielle : utilisation d’un pré-amplificateur avec une courbe de
réponse inverse à celle du géophone
Numérique : application d’une fonction de transfert corrective, en
post-traitement
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Mesures lors d’un essai

1- Buffering sur la valeur d’effort mesurée ; écrasement boucle
et en continu des données sur une période de 3? ms
 2- Lorsque la valeur seuil est atteinte : déclenchement de la
mesure :
A – Tare sur les différents signaux
B – Acquisition :
-Fréquence d’échantillonnage = 4 kHz/voie
-Ancienne version (2005) du HWD : mesure démultiplexée ; nouvelle
version : mesures en parallèle
C – Traitement :
- Tous capteurs : application des gains et corrections
- Géophones : application des fonctions de transfert + intégration des
signaux de vitesse pour obtenir les historiques de déflexions
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Etalonnage de la voie de mesure
 Comparaison de la réponse du géophone + de sa chaîne de mesure
avec celle d’un LVDT étalonné



Géophones et LVDT mis
en parallèle
Balayage en fréquence
Ajustement de la
fonction corrective de la
voie
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Fréquence d’étalonnage
Fréquence d’étalonnage préconisée par les constructeurs = 1 an


Apparaît être de la sur-qualité
Possibilité de vérifier son matériel, et ne procéder au ré-étalonnage
qu’en cas de dérive supérieure aux tolérances
Ex : site du STAC
-
Système de pesage dynamique de précision
Ancrages profonds
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Organisation de la présentation
Introduction générale : de l’auscultation des chaussées
I-
Présentation des matériels de mesure de déflexions
II - Présentation du SHWD
1- Schéma général
2- Fonctionnement des capteurs
3- Fonctionnement du logiciel
4- Charge appliquée et enregistrement des données
Conclusion générale : vers la phase d’analyse
Formation SHWD – Principes de mesure
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II – Présentation du SHWD
3 – Fonctionnement du logiciel
Logiciel d’acquisition des données Carl Bro

Présentation de la version 2005
Remarque : version 2011 ; nouvelle interface ; gestion des fichiers en bases de données
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II – Présentation du SHWD
3 – Fonctionnement du logiciel
Logiciel d’acquisition des données Carl Bro

Configuration du logiciel avant essai
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II – Présentation du SHWD
3 – Fonctionnement du logiciel
Logiciel d’acquisition des données Carl Bro

Entrée des données d’essais
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II – Présentation du SHWD
3 – Fonctionnement du logiciel
Logiciel d’acquisition des données Carl Bro

Lancement d’un essai
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II – Présentation du SHWD
3 – Fonctionnement du logiciel
Logiciel d’acquisition des données Carl Bro

Résultats
A l’écran
Fichiers de sortie

Maxima (fichier .fwd)

Historiques (fichier .his)
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Organisation de la présentation
Introduction générale : de l’auscultation des chaussées
I-
Présentation des matériels de mesure de déflexions
II - Présentation du SHWD
1- Schéma général
2- Fonctionnement des capteurs
3- Fonctionnement du logiciel
4- Charge appliquée et enregistrement des données
Conclusion générale : vers la phase d’analyse
Formation SHWD – Principes de mesure
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II – Présentation du SHWD
4 – Charge appliquée et enregistrement des données
Relation vitesse / temps de chargement

-
Le chargement HWD doit être représentatif du passage d’une roue
en termes d’amplitude
en termes de temps d’impulsion
 Relation Dt HWD vs Vroue dépendante de la chaussée
Structure de chaussée utilisée pour l’étude :
Charge HWD de référence : 300kN sur plaque de 45cm
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II – Présentation du SHWD
4 – Charge appliquée et enregistrement des données
Relation vitesse / temps de chargement
Relation entre Dt HWD et les pseudo-fréquences « ressenties » par les
matériaux
1 - Calcul théorique (PREDIWARE, STAC)

Signal
Effort F(t)
Déflexion d(t)
Déformation relative de traction à la base du BB eXX_BB(t)=eYY_BB(t)
Déformation relative de traction à la base de la GB eXX_GB(t)=eYY_GB(t)
Déformation relative verticale de compression au sommet de la GRH eZZ_GRH(t)
Déformation relative verticale de compression au sommet du sol eZZ_Sol(t)
Formation SHWD – Principes de mesure
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Dt [ms]
29,75
37
26
31,75
29,75
33
f [Hz]
33,6
38,5
31,5
33,6
30,3
27,0
55
II – Présentation du SHWD
4 – Charge appliquée et enregistrement des données
Relation vitesse / temps de chargement
Relation entre Dt HWD et les pseudo-fréquences « ressenties » par les
matériaux
2 – Validation expérimentale (Planche d’essais de Bonneuil)

Signal
Effort F(t)
Déflexion d(t)
Déformation relative de traction à la base du BB eXX_BB(t)=eYY_BB(t)
Déformation relative de traction à la base de la GB eXX_GB(t)=eYY_GB(t)
Déformation relative verticale de compression au sommet de la GRH eZZ_GRH(t)
Déformation relative verticale de compression au sommet du sol eZZ_Sol(t)
f [Hz]
Dt [ms]
30
33,6
A compléter
Non dispo
31
32,25
31
32,25
34
29,5
Très bonne validation expérimentale
Conclusion : légère augmentation de Dt avec la profondeur due à des problèmes de
diffusion ; cependant, au premier ordre, Dt considéré comme constant
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II – Présentation du SHWD
4 – Charge appliquée et enregistrement des données
Relation vitesse / temps de chargement

Relation entre Dt HWD et la vitesse de passage de la roue
l/2
eXX (bas GB)
V = l×f avec V vitesse de passage de la roue, l la largeur du « bassin de déformation
relative », et f la pseudo-fréquence.
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II – Présentation du SHWD
4 – Charge appliquée et enregistrement des données
Relation vitesse / temps de chargement

Calcul théorique de l/2 (PREDIWARE)
=> l/2 ~ 1,5m
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II – Présentation du SHWD
4 – Charge appliquée et enregistrement des données
Relation vitesse / temps de chargement

Validation expérimentale (planche STAC)
=> Valeur de 1,5m confirmée
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II – Présentation du SHWD
4 – Charge appliquée et enregistrement des données
Relation vitesse / temps de chargement

Quelques valeurs numériques :
Temps d’impulsion du signal
d’effort HWD [ms]
540
150
33
Vitesse de la
roue [km/h]
20
70
320
Rappel : valeurs obtenues sur la structure de référence choisie
=> légèrement variables suivant les épaisseurs et propriétés mécaniques
=> Pour atteindre une gamme de variation de vitesses simulées de 20 à
200km/h, prévoir des variations de Dt de 30 à 500ms
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II – Présentation du SHWD
4 – Charge appliquée et enregistrement des données
Etendue des mesures acceptables

Effort appliqué
- Variable entre 70 et 300 kN environ (cf structure)
- Nécessité d’appliquer une charge en adéquation avec la structure et
le trafic accueilli

Déflexions mesurées
- Gamme de mesure : 0 - 2000 µm
- Déflexion cible 1500µm (cf problèmes d’homogénéité)
Logigramme
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II – Présentation du SHWD
4 – Charge appliquée et enregistrement des données
Incertitudes en fonction des structures


Mesure très répétable/reproductible
Différence entre 2 essais provient en général des hétérogénéités de la
structure (épaisseurs, propriétés des matériaux)
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II – Présentation du SHWD
4 – Charge appliquée et enregistrement des données
Interprétation des formes de courbe

Détection de comportements non-linéaires et/ou de présence de
substratum peu profond : utilisation des modules apparents
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II – Présentation du SHWD
4 – Charge appliquée et enregistrement des données
Correction des déflexions en fonction de la charge


Normalisation des résultats (pour détection de zones homogènes pas
exemple) = Problème complexe car concurrence entre Fmax et Dt
Préconisation STAC : ne pas normaliser
Decreasing
fall height
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Merci de votre attention
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Study framework
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Study framework
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67
Study framework
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Remorque de portance du STAC
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Principe de l’essai sur chaussées souples

Tester le complexe sol/chaussée à la fatigue sous chargements répétés
1er cycle
Charge P nulle
Chargement +
Palier de 10 s
Déchargement
rapide + palier à
effort nul

Séries de 10 cycles de chargt-déchargt => charge admissible
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Principe de l’essai sur chaussées rigides

Déterminer la charge produisant dans le béton une contrainte de
traction à la flexion égale à la contrainte admissible
Mise en Place

Essai sur chaussée rigide
Charge de service déterminée en fonction du critère le plus pénalisant
entre les déformations verticales et l’élongation horizontale
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Avantages/inconvénients


Essais en vraie grandeur
Méthode empirique :
analyse simplifiée



Application de charges très
lentes => problèmes de
fluage pour les chaussées
souples avec fortes
épaisseurs de matériaux
bitumineux, à température
élevée, …
Interpolation 10->104 cycles
Faible rendement
(30min/point d’essai)
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Méthodes sismiques

Analyse de la propagation des ondes de surface
[Hildebrand, 2002]
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Méthodes sismiques

Analyse de la propagation des ondes de surface
[Yuan et al., 1998]
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Avantages/inconvénients


Essai simple ; bon
rendement
Détermination des
propriétés mécaniques de
l’ensemble des couches de
la structure

-
-
Sollicitation très éloignée des
chargements réels :
Fréquences de l’excitation
très élevées -> influence sur le
comportement matériaux
bitumineux
Niveaux de déformation très
faibles (facteur 1000) ->
problème de comportement
non linéaire des matériaux
non liés
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Introduction générale : de
l’auscultation des chaussées
Méthodes sismiques

Non linéarité des matériaux granulaires et du sol
[Puech et al., 2004]
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Déflectographe

Tests à la poutre Benkelman automatisés au passage des demiessieux arrière (i.e. 1 poutre Benkelman par demi-essieu)
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Déflectographe
Caractéristiques du chargement :
 Vitesse de déplacement : 5km/h déflectographe Lacroix
; 8km/h pour la version Flash
 Charge : 65-80 kN
Réalisation d’un essai:
 Mise en place de la poutre devant le demi-essieu
 Mesure Benkelman sous passage de la roue
 Enlèvement de la poutre
=> Mesures discrètes ; 1 essai / 4m
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Déflectographe
Exploitation standard :
 Outil de suivi de réseau : études d’homogénéité sur de
grandes sections ; détection de zones faibles
 Utilisation de la courbure : C(x) = d’’(x)/V2
d = la dérivée seconde spatiale de la déflexion
V = la vitesse de déplacement du véhicule
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Déflectographe
Inconvénients de ce matériel :
 Vitesse de déplacement très lente :
-
Faible rendement
Problèmes d’opérabilité
Fréquence de sollicitation non représentative du trafic réel :
apparition de problèmes de fluage

Longueur de poutre trop faible pour s’assurer d’une
référence fiable, i.e. la référence supposée est en réalité
dans la zone d’influence du demi-essieu
Charges trop faibles pour des auscultations de chaussées
aéronautiques
Mesures discrètes et non continues


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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Curviamètre


Tests de déflexion automatisés, à l’aide d’un géophone au
passage d’un demi-essieu
Configuration matérielle : 3 géophones sur une chaîne de 15m ;
chaîne au sol 2,5m devant le demi-essieu jusqu’à 1,5m derrière
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Curviamètre
Caractéristiques du chargement :
 Vitesse de déplacement : 18km/h
 Charge : 65 kN



Tare sur le géophone devant l’essieu (à 2,5m)
Passage de l’essieu ; mesure par le géophone, entre +2,5m et
-1,5m de la vitesse verticale de déplacement surfacique de la
chaussée (-> déflexion par intégration temporelle)
Géophone suivant en place, après 1/15 tour, i.e. 1 m plus
tard pour la mesure suivante
=> Mesures discrètes ; 1 essai / 5m
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Curviamètre
Exploitation standard :
 Idem que déflectographe
Inconvénients de ce matériel :
 Idem que pour le déflectographe
 Vitesse de déplacement plus élevée néanmoins
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I – Présentation des matériels de
mesure de déflexions
Lumière structurée
Projector
Camera
projected
fringes
observation
direction
incidence
of light
pa
observation
direction
p
Object

Face sight
Top sight
Dh
z
x
pp
Dh = pp - pa / tan 
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II – Présentation du SHWD
1 – Schéma général
Reconstitution d’un bassin pseudo-statique
r
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Système de pesage dynamique de précision
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Système de pesage dynamique de précision
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Système de pesage dynamique de précision
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II – Présentation du SHWD
2 – Fonctionnement des capteurs
Ancrages profonds
schéma D.Guédon, LR Toulouse
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