[en] The objective of this master thesis is to highlight the impact of the presence of a humidity gradient on the detection of a wet area in concrete by combining a numerical approach and experimental results. In order to achieve this objective, several models have been conducted using a numerical simulation program of electromagnetic waves propagation. Influence of the size of the gradient, but also their position and shape, have been studied. Meanwhile, two experimental programs have been established in order to artificially generate a gradient of moisture into the concrete. This gradient was established by capillary rise in one case and by drying in the other case. Humidity sensors placed in the slabs allowed us to control the evolution of the transition zone located above the wet area. We tried then to correlate the evolution of the gradient with results from a Ground Penetrating Radar with 2.3 GHz antenna. We studied the influence of the gradient on the evolution with time of the electromagnetic field. This experimental program required many preliminary tests to define the dielectric properties of the slabs and the specific response of the sensors. Based on modeling, we concluded that the detection of the wet area remains possible as long as it is far enough from the direct wave and as its thickness is less than 2/5 of the signal wavelength. Regarding the experimental results, we were able to highlight the signal evolution with regard to the evolution of the moisture gradient. In the case of capillary rise, we were also able to confirm the trends predicted by modeling. [fr] L’objectif de ce travail de fin d’études est de mettre en évidence l’impact de la présence d’un gradient d’humidité sur la détection d’une zone humide dans du béton, en combinant une approche numérique et des résultats expérimentaux. Dans cette optique, diverses modélisations ont été menées à l’aide d’un programme de simulation numérique de propagation d’ondes électromagnétiques. L’influence de la taille du gradient, mais aussi de sa position et de sa forme, ont ainsi été étudiées. Parallèlement, deux programmes expérimentaux ont été mis sur pied afin de créer artificiellement un gradient d’humidité dans du béton. Ce gradient a été créé par remontée capillaire dans un cas et par séchage dans l’autre. A l‘aide de capteurs hygrométriques placés dans les dalles, l’évolution de la zone de transition se trouvant au-dessus de la zone humide a été contrôlée. Nous avons ensuite tenté de corréler cette évolution du gradient avec les résultats fournis par Ground Penetrating Radar muni d’une antenne de 2,3 GHz. Nous avons ainsi étudié l’influence du gradient sur l’évolution temporelle du champ électromagnétique reçu. Ce programme expérimental a nécessité une batterie de tests préliminaires visant à déterminer les propriétés diélectriques des dalles et la réponse propre des capteurs. Sur base des modélisations, nous avons conclu que la détection de la zone humide reste possible tant que celle-ci est suffisamment éloignée de l’onde directe et tant que son épaisseur reste inférieure à 2/5 de la longueur d’onde du signal. En ce qui concerne la partie expérimentale, nous avons pu mettre en évidence l’évolution du signal lié à l’évolution du gradient d’humidité. Dans le cas de la remontée capillaire, nous avons également pu confirmer les tendances prédites par modélisation.
Disciplines :
Civil engineering
Author, co-author :
Louis, Arnaud ; Université de Liège - ULiège > Département Argenco : Secteur GeMMe > Matériaux de construction non métalliques du génie civil
Language :
French
Title :
Détection de zones humides dans le béton par GPR en présence d’un gradient d’humidité.
Alternative titles :
[en] detection of wet areas in concrete presenting a humidity gradient by ground penetrating radar (GPR)
Defense date :
2011
Number of pages :
178
Institution :
ULiège - Université de Liège
Degree :
Ingénieur civil des constructions
Promotor :
Courard, Luc ; Université de Liège - ULiège > Urban and Environmental Engineering
Nguyen, Frédéric ; Université de Liège - ULiège > Urban and Environmental Engineering
President :
Bolle, Albert ; Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo
Jury member :
Plumier, André ; Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo
Darimont, Anne ; Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo > Matériaux de construction non métalliques du génie civil
Franssen, Jean-Marc ; Université de Liège - ULiège > Urban and Environmental Engineering
Van der Wielen, Audrey ; Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo > Matériaux de construction non métalliques du génie civil
