Journées Techniques Routes 2013 Nantes – 6 & 7 février 2013

1. Journées Techniques Routes2013Nantes – 6 & 7 février 2013 Arnaud FEESER – CETE de l’Est – LRPC de Strasbourg Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE

2. Cadre • Groupe de travail « Labellisation des appareils de mesures » • Objectif : définir les exigences, les méthodes permettant de valider un appareil de mesure pour un usage donné. • Application de la méthodologie au gammadensimètre et nouveaux matériels de mesure de la MVA des enrobés in situ • Difficultés moindres liées à la détention et la gestion de sources radioactives

3. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Historique • Document du Centre de Recherches Routières (Belgique) • Mesures de 2004 (CR 44/07) • Quatre appareils • CPN MC-3 • Troxler 4640B • PQI 301 • Troxler Pavetracker • Conclusions du rapport • Susceptibilité à l’humidité • Manque de fiabilité Gammadensimètres par rétrodiffusion Sondes électromagnétiques (sans-source radioactive) 3 A. FEESER – JTR 2013

4. Le CLaRE • Le CLaRE (Club des Laboratoires de la Région Est) a été créé en 2003, couvrant les territoires d’Alsace, Lorraine et Champagne-Ardenne. • Club constitué de partenaires techniques publics (réseau scientifique et technique et laboratoires départementaux) et de partenaires privés (contrôles extérieurs privés et entreprises). • Réalisation d’essais d’inter-comparaison visant à améliorer la pratique des techniciens de laboratoire. • Prélèvements d’enrobés, • Profondeur Moyenne de Texture, • …

5. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Les études du CLaRE • Les objectifs visés sont : • De comparer, à plus grande échelle, les différents appareils avec et sans sources ; • D’appréhender leurs susceptibilités (rapport CR 44/07) et limites d’usage ; • De pouvoir, in fine, généraliser l’utilisation d’appareils électromagnétiques, si les valeurs annoncées présentent une fiabilité en adéquation avec les prescriptions du marché ; • De permettre aux laboratoires de fiabiliser leurs MEI ; • D’apporter des préconisations techniques pour une éventuelle labellisation IDRRIM des appareils électromagnétiques. A. FEESER – JTR 2013

6. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Les études du CLaRE • Pour ce faire, les études menées sont réalisées en deux phases : • Phase « Laboratoire » (rapport de mars 2012) • Objectif : caractériser l’ensemble des appareils • Sans problème d’humidité ; • Avec des gammes de densité différentes. • Phase « Chantier » (prévue en 2013) • Objectif : évaluer le comportement en grandeur nature • Gamme de densité maitrisée ; • Dispersion de chantier classique. A. FEESER – JTR 2013

7. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Phase « Laboratoire » • Les essais ont été réalisés : • Sur cinq blocs de pierre dont les densités sont connues ; • En intégrant des conditions de répétabilité ; • En incluant selon les mesures des variations : • De temps de comptage (cas des appareils avec source) ; • De profondeurs de mesures ; • De « D » du matériau (cas de certains appareils sans source). A. FEESER – JTR 2013

8. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Les chiffres… • 74 séries de mesures ; • 34 appareils différents ; • 11 sociétés différentes ; • 19 sites. A. FEESER – JTR 2013

9. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Liste des appareils examinés • Appareils sans source (9) • PQI 380 (4) • PQI 301 (3) • Troxler Pavetracker (2) • Appareils avec source (25) • Humboldt 5001 EZ (2) • Campbell MC 3 (2) • Troxler 3430 (4) • Troxler 3440 (5) • Troxler 3450 (4) • Troxler 4640 (5) • GDF 30 (2) • GMPV (1) A. FEESER – JTR 2013

10. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Présentation de la démarche • Référentiels utilisés : • NF ISO 5725 (détermination des valeurs aberrantes avec test de Cochran et de Grubbs) • NF ISO 13528 (exploitation inter-laboratoire) A. FEESER – JTR 2013

11. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Quelques rappels A. FEESER – JTR 2013

12. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Exploitation globale • Répétabilité = 45 kg / m³ Reproductibilité = 346 kg / m³ A. FEESER – JTR 2013

13. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Exploitation « avec source » sans coefficient de recalage • Valeurs obtenues (moyenne de 53 résultats) • Bloc 1 – 1734 kg / m³ (+ 14 kg / m³) • Bloc 2 – 2088 kg / m³ (- 22 kg / m³) • Bloc 3 – 2339 kg / m³ (+ 69 kg / m³) • Bloc 4 – 2509 kg / m³ (- 1 kg / m³) • Bloc 5 – 2680 kg / m³ (+ 0 kg / m³) • Répétabilité = 54 kg / m³ (2.2 % de vides) • Reproductibilité = 143 kg / m³ (5.8 % de vides) Valeurs obtenues Ecart bloc A. FEESER – JTR 2013

14. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Exploitation « sans source » sans coefficient de recalage • Valeurs obtenues (moyenne de 21 résultats) • Bloc 1 – 2136 kg / m³ (+ 416 kg / m³) • Bloc 2 – 2087 kg / m³ (- 23 kg / m³) • Bloc 3 – 2469 kg / m³ (+ 199 kg / m³) • Bloc 4 – 2464 kg / m³ (- 46 kg / m³) • Bloc 5 – 2437 kg / m³ (- 243 kg / m³) • Répétabilité = 20 kg / m³ (0.8 % de vides) • Reproductibilité = 426 kg / m³ (17.4 % de vides) Valeurs obtenues Ecart bloc A. FEESER – JTR 2013

15. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Exploitation « sans source » A. FEESER – JTR 2013

16. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Exploitation « avec sources » A. FEESER – JTR 2013

17. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Conclusion appareils « sans source » • (Très) bonne répétabilité des appareils ; • Mauvaise reproductibilité des appareils ; • Modèles identiques : résultats différents ; • Pas de système « logique » dans la progression des valeurs. recalage systématique par appareil ! Exemple : PQI 380 Exemple : Troxler 3440 A. FEESER – JTR 2013

18. Conclusions • Contexte : contrôles (conformité et réception) de mise en œuvre réalisés sur chantier (NF P 98150-1 / CCTP), contrôles intérieur et extérieur ; • Même si les mesures de MVA par rétrodiffusion sont assez fiables,elles ne restent qu’une épreuve informative qui doit être recalée par une méthode normalisée : • NF EN 12697-6 et NF EN 12697-7 ; • Ceci est d’autant plus vrai pour les appareils sans source.

19. Méthodes électromagnétiques : essais comparatifs menés par le CLARE Perspectives • Prochaine étape : Phase « chantier » • Etudes sur le refroidissement des matériaux bitumineux et le comportement des appareils avec et sans source : • Donner une indication fiable pour l’opération de compactage (côté entreprise) ; • Prise en compte pour les critères de réception. • Intégration du recalage des mesures : • Comparaison par méthodes normalisées. • Intégration du biais causé par l’opérateur : • Représentativité des mesures sur chantier A. FEESER – JTR 2013

20. Groupe de travail Loïc BASTARD (Colas Est) Benoit BOLOT (Colas Est) Romuald CHEVALIER (Eiffage TP) Damien EDEL (Grollemund Laboroutes) Arnaud FEESER (CETE de l’Est) Laurent GERMAIN (Eurovia) Mathieu WALLEZ (Eurovia) Laboratoires participants Colas (Colmar, Nancy) Communauté Urbaine de Strasbourg Eiffage (Dracy, Maxéville, Reguisheim, Troyes) Eurovia (Colmar, Woippy) Ginger (Cormontreuil) Grollemund Laboroutes (Colmar) Lingenheld LRPC (Nancy, Strasbourg) Qualys TPI (Reims, Talant) Screg (Lorraine, Alsace) Trabet Merci de votre attention