Theses in progress

Durability of truly distributed optical fiber sensor in cementitious environment

Host laboratory: Experimental Equipment Development Laboratory (LR2E)

Beginning of the thesis: October 2017

Student name: Ismail ALJ

Subject description (in French)

Que ce soit dans une optique de rationalisation des opérations de maintenance, ou pour garantir la sécurité des ouvrage d'art ou des bâtiments de centrales nucléaires, la surveillance des structures de génie civil constitue un enjeu majeur et fait encore l'objet de nombreuses recherches. En particulier, les problématiques de coût, de durabilité des capteurs et de fiabilité des mesures restent des aspects fondamentaux à prendre en compte quel que soit le type d'instrumentation envisagé sur ces structures (capteurs traditionnels ou à fibres optiques).

La technique de mesure de température et de déformations par capteurs à fibres optiques est de plus en plus utilisée pour le suivi des structures en béton armé, en raison des avantages qu'elle offre en termes de précision et de durabilité par rapport aux méthodes d'instrumentation traditionnelles. Les câbles à fibres optiques sont alors soit collés en parement des structures, soit noyés à l'intérieur de la structure en béton. Dans les conditions de service de l'ouvrage, les câbles collés en parement sont exposés à l'environnement climatique extérieur, tandis que ceux insérés dans la structure sont soumis à l'environnement alcalin de la matrice cimentaire.

Par conséquent, l'objectif principal de cette thèse est d'étudier la durabilité des câbles à fibres optiques destinés principalement aux mesures réparties de déformation des structures en béton armé, en s'appuyant sur une sélection de câbles disponibles dans le commerce. L'étude s'appuiera sur un programme expérimental d'essais de vieillissement accéléré sur petites éprouvettes instrumentées, dans des conditions représentatives des applications considérées. Une attention particulière sera portée à l'évolution du mécanisme de transfert d'effort de la structure en béton vers le coeur de la fibre optique au cours des vieillissements. D'un point de vue plus fondamental, la problématique de la décorrélation des mesures de température et de déformation sera également abordée.

En parallèle de cette étude de laboratoire, il est prévu d'instrumenter certains des corps d'épreuve du projet ODOBA de l'IRSN au moyen de câbles à fibres optique noyés et collés en parement. L'objectif sera de démontrer l'aptitude de cette instrumentation pour la détection et le suivi à long terme des pathologies rencontrées sur les enceintes de centrales nucléaires (réaction sulfatique interne RSI, réaction alcaligranulat RAG et couplage RAG / RSI). Les résultats de cette thèse permettront alors de proposer des critères objectifs de choix pour l'instrumentation des structures de centrales ainsi que des méthodes d'interprétation dans le temps des mesures.