Suivi in situ de la dégradation de marbres

Le but de cette étude est de contribuer à la compréhension de l’altération des marbres en étudiant ce phénomène par des méthodes acoustiques innovantes. La finalité de cette étude est de proposer une ou plusieurs méthodes non destructives permettant de suivre la dégradation in situ de statues en marbres.

Afin de faire un suivi sanitaire des pierres, de nombreuses méthodes ont été développées depuis les années 50. Parmi elles, l’analyse et la compréhension de l’évolution des paramètres caractéristiques des statues par

ondes acoustiques au cours du vieillissement des roches sont une méthode éprouvée, permettant une estimation des paramètres mécaniques à l’intérieur des objets analysés. Les avantages des ondes acoustiques sont la possibilité d’accéder à des mesures non destructives à l’intérieur des statues. Ces méthodes utilisent principalement des ondes acoustiques basse fréquence permettant de traverser des volumes important de matériau et d’en estimer la vitesse de propagation du son. Cependant, l’étude acoustique basse fréquence dans le volume prend peu en compte l’état de surface des marbres étudiés. Le présent projet propose une étude complémentaire haute fréquence qui permettra, d’un point de vue acoustique, d’étudier finement les propriétés mécaniques du matériau en surface et dans la proche surface afin de compléter nos connaissances à l’échelle macroscopique. Cela autorisera également la modélisation du comportement mécanique sur différentes échelles.

Le présent projet propose d’utiliser les ondes acoustiques de volume mais aussi de surface: onde de Rayleigh, ondes de Love, onde de Scholte, ondes Stoneley, ondes de Lamb. Les études se concentreront au cours de ce stage de master sur des blocs vieillis en laboratoire (le projet de thèse porterait alors plus spécifiquement sur des statues du parc du château de Versailles et les zones d'altération préférentielles):

  • étude de la dégradation du marbre naturel ou synthétique en laboratoire, sous conditions accélérées permettant in fine la réalisation d’une instrumentation adaptée;
  • à l’échelle du bloc par ondes acoustiques de volume ainsi que par acoustique non-linéaire. Cela, permettra d’obtenir un référentiel global. Cet axe s’appuie sur les moyens acoustiques existants des laboratoires (vibromètre laser, jauges);
  • à l’échelle des fissures : par utilisation d’ondes de surface à l’intérieur des fissures ainsi que les non-linéarités induites. Ces méthodes utilisent des ondes qui ne se propagent que dans les fissures. Elles sont susceptibles de renseigner sur les paramètres géométriques des fissures (largeur, profondeur, localisation, modes de respiration) et d’assurer leur suivi au cours du temps.

Avec Ronan Hebert (Géosciences Environnement Cergy, Université de Cergy-Pontoise), Loïc Martinez et Nicolas Wilkie-Chancellier, Maître de Conférences au laboratoire SATIE et spécialistes de contrôles non-destructifs (CND) sont partenaires de l'encardrement de ce stage.

Contact

Ronan Hebert Tel: 01 34 25 73 58