28/05/2015 - Nouvelle technique pour vérifier l'absence de fractures à l'intérieur des blocs de pierre

Menéame

Enquêteurs du Département de géologie de la Université de Jaén (UJA) ont appliqué pour la première fois le radar de pénétration terrestre (GPR) ou géoradar à la détection de fractures à l'intérieur d'un bloc de pierre extrait de la carrière, sans qu'il soit nécessaire de l'ouvrir préalablement.

L'effet principal de ces ruptures internes est que celui-ci se casse et ne sert pas à produire des plaques ou des planches qui seront ensuite utilisées dans la construction de bâtiments. Grâce à cette recherche, les experts ont l'intention de fournir aux entreprises du secteur un outil leur permettant de connaître la qualité intérieure du matériel avant de l'acheter.

La structure interne d'un bloc de pierre peut actuellement être analysé par des échographies, une technique qui, à côté du géoradar, est appelée non destructive, c'est-à-dire qui laisse apparaître l'intérieur d'un bâtiment, d'une structure ou d'un bloc de pierre sans devoir le briser. Cependant, les chercheurs soulignent que le processus par échographie est fastidieux car il nécessite une série de vérifications et de mesures qui entravent et prolongent la tâche d'analyse. L'avantage du géoradar est la facilité d'utilisation.

Le dispositif, doté d'une antenne, suit la surface du bloc tout en envoyant des signaux électromagnétiques - comme ceux qui utilisent les réseaux mobiles - qui se propagent à travers la pierre. Lorsqu'il y a une fissure, un trou ou un changement de matériau, le signal provoque un rebond que l'antenne recueille et qui, à l'aide d'un logiciel, se transforme en information. On peut ainsi connaître des données sur l'état du matériau, la profondeur à laquelle se trouve la rupture ou les oquets. "Avec une simple analyse radar par la surface, tous les signaux nécessaires pour connaître l'état du bloc sont saisis. C'est une méthode très rapide et simple à utiliser," explique la Fondation Découvrez l'un des chercheurs responsables de ce projet, Pedro Vera, de l'Université de Jaén.

Solution d'entreprise

Cette étude, dont les conclusions sont reprises dans l'article 'Ground-penetrating radar method used for the characterisation of ornemental stone quarties, publié dans la revue Construction and Building Materials, qui résulte d'une demande technologique. Les entreprises du secteur du marbre associées au Centre technologique andalou de la Pierre (CTAP) avaient besoin d'un outil pour connaître la qualité intérieure du bloc à l'origine, c'est-à-dire dans la même carrière, sans devoir le casser. "Une fracture interne divise le bloc en deux, laissant le matériau inutilisable, car les planches avec lesquelles les dalles sont faites ne peuvent pas être extraites. C'est une dépense économique que les entreprises ne peuvent pas se permettre," indique l'expert.

Le problème s'aggrave lorsque le matériel est acheté hors d'Espagne car, la plupart du temps, le transfert a un coût monétaire supérieur à celui du produit lui-même. "Aujourd'hui, les entreprises qui travaillent la pierre ont un problème: l'achat à l'étranger. Malgré les carrières de Macael (Almeria) ou de Novelda (Alicante), il faut recourir à des pays comme le Brésil, la Turquie, la Chine ou l'Australie, producteurs naturels d'autres variétés, par exemple le granit vert, qui ne sont pas donnés ici," poursuit le chercheur. Même si l'achat est fait à l'extérieur, le processus de transformation (coupage, dimensions, finition) est fait en Espagne. Ainsi, la pierre est coupée sur le tisserand qui est une scie industrielle qui, avec un fil de diamant, déchire le bloc. Précédemment, il doit être transporté jusqu'au tisserand, une opération qui nécessite l'utilisation d'un pont grue, une machine qui permet de déplacer des charges lourdes. "Le plus grand inconvénient est que ce processus entraîne un coût économique qui est perdu si le bloc est brisé intérieurement. Et, la plupart du temps, il est acheté sans savoir ce qu'il y a à l'intérieur," précise l'auteur de l'étude.

Tests en direct

Bien que la technique des échographies soit déjà appliquée à l'analyse interne de la pierre, l'enquêteur note que la plupart des entreprises se fondent sur l'expérience personnelle dans le choix des blocs. "Les compagnies ont des experts qui classent le matériel en fonction de son aspect extérieur. C'est comme choisir des melones. Il y a parfois des failles. Par exemple, avec le calcaire, une variété qui, à l'œil nu, est parfaite mais qui, de par sa nature même, tend à former des cavités à l'intérieur" commente Pedro Vera. L'efficacité du géoradar a été démontrée tant dans un programme de simulation que dans la réalité. "Une fois que nous avons vérifié son utilité sur un modèle informatique, nous avons expérimenté avec des blocs d'une carrière de Macael. On a sélectionné quelques-uns, on leur a passé le radar, on a traité les signaux obtenus et on a attendu qu'ils ouvrent les blocs. Nous avons ainsi pu vérifier que ce que l'outil indiquait était vrai."

Ce projet de recherche, financé par le Conseil de l'innovation, de la science et de l'emploi, vise à faciliter la mobilité du géoradar jusqu'au lieu d'origine de la pierre. Pour ce faire, les experts travaillent à la conception d'un dispositif mobile intégrant la technologie GPR, une antenne haute fréquence de la taille d'une boîte à chaussures carrée, et un logiciel qui analyse les signaux et fournit immédiatement des informations sur les probabilités de rupture du bloc.

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