P12 Capteurs enfouis pour vieillissement du béton

Cahier des charges

Présentation générale du Projet

Contexte

Le processus de maturation du béton est un ensemble de réactions chimiques qui dépendent de nombreux paramètres. Si ces réactions ne se passent pas dans les bonnes conditions cela peut entrainer une fragilité sur la structure en béton. Pour cette raison, mesurer des paramètres tel que l'humidité ou la température à l'intérieur du béton pourrait permettre de palier à ces problèmes, les anticiper et les corriger. Concevoir un capteur qui mesurerait ces paramètres tout au long de la vie du bâtiment serait donc une bonne solution.

Objectif du Projet

Ce projet à pour objectif de confectionner un capteur capable de mesurer les caractéristiques du béton au cours de sa maturation et de son séchage. Le capteur sera placé pendant le coulage du béton à l'intèrieur de celui-ci et devra transmettre les mesures à interval régulier pour permettre un bon suivit des processus de vieillissement.

Description du Projet

Réalisation d'un capteur pour le vieillissement du béton. Ce capteur permettrait de mesurer l'humidité, la température et les vibrations à l'intérieur d'une structure en béton. La réalisation de ces mesures aura des fréquences variables, en fonction de l'âge du béton; nombreuses au début puis de moins en moins.

Au cours des 3 premiers jours, les variations de températures sont conséquentes, le capteur transmettra donc toutes les 10 minutes la température au coeur du béton. Puis les températures seront relevées toutes les heures pendant la phase de départ (soit une semaine). Les mesures passeront à une par jour jusqu'au 100ième jours de maturation. Concernant l'humidité une mesure sera effectué toutes les heures pendant les 28 premiers jours puis passera à une mesure par jour jusqu'au 100ième jour. Une fois cette période passée, l'humidité ne varie que très peu donc les mesures ne seront plus utiles.

Une fois la première phase de maturation passée, les mesures s'espaceront à une fois par semaine pour un bon suivi du sèchement du béton.

Ce capteur devra être capable d'émettre pendant 5 à 10 ans.

Les mesures obtenues seront comparés aux températures et humidités extèrieurs puis traités pour détecter les éventuels défauts de durcissement.

Choix du matériel: matériel et logiciel

2 panStamps AVR Sonde de température HIH7121

Étapes du Projet

Réunion avec les professeurs encadrants pour préciser le cahier des charges et ce qu'ils attendent de ce projet.

Réunion avec des professeurs de Génie Civile spécialisé dans le béton pour connaitre les variables intéressantes à mesurer et avec quelle fréquence.

étape 1

Compréhension global du sujet et recherches sur le coulage du béton

étape 2

Prise de contact aves les professeurs encadrants pour définir le cahier des charges et le matériel à utiliser

étape 3

Réunion avec le professeur Thomas ROUGELOT de Génie Civil pour déterminer les fréquences de mesure adaptées

recherche bibliographique: Bétons haute-performance de J.P Ollivier

                          Granulats,sols,ciments et betons de Dupin

étape 4

pour la communication entre station extérieur et capteur, choix de la communication RF via panStamp AVR car composant de petite taille avec une bonne durée de vie et une faible consommation électrique

Etude des bibliothèques mises à disposition par panStamp

étape 5

Etude des différents moyens de mesure de l'humidité et de température une sonde

étape 5

Analyse des problèmes rencontréess pour la mise en place des sondes d'humidité tel que la condensation ou les conditions de fonctionnement

Une solution pourrait être la mise en place d'un filtre laissant passer la vapeur d'eau mais pas l'eau liquide ainsi que la conception d'un boitier étanche pour protéger le panStamp

étape 6

Commande de deux panStamps et d'un panStick permettant une liaison série

étape 7

Réalisation d'un code simple pour l'émetteur et pour le récepteur via la communication RF

Etude des modes veilles et transmissions permettant de réduire la consommation des panStamp

étape 8

Etude de la datasheet de la sonde HIH7121 qui dispose d'un filtre et d'une résistance à la condensation qui paraît adapté à notre projet

étape 9

Analyse de la consommation électrique dûe à la transmission des données

étape 10

Etude d'une solution permettant l'alimentation du capteur sur une durée de 28 jours pour réaliser le projet ainsi que l'alimentation nécessaire pour une duréee de vie de 7 ans