Mesure de densité par RX
Acteurs : CEREMA
Le remplacement des méthodes ionisantes (sources radioactives) par des méthodes d'ECND est une préoccupation commune à tous les secteurs d'activité. Les enjeux sont multiples :
enjeux méthodologiques et opérationnels pour la définition de nouveaux procédés de contrôle qualité ;
enjeux scientifiques et de recherche, prospectifs sur le sujet des rayons X dans le domaine des contrôles non destructifs de la densité et des propriétés des matériaux ;
enjeux sanitaires et sécuritaires liés à la substitution des sources ionisantes posant des problèmes de stockage et de transport ainsi que des risques relatifs à la sécurité des personnes (énergie plus faible, habilitations et autorisations spécifiques pour leur usage) ;
enjeux financiers (renouvellement source, etc.) et économiques (marché, brevet, diffusion, etc.).
Le CEREMA s’intéresse à la substitution des sources radioactives par un dispositif RX pour le contrôle de la densité des matériaux selon une précision équivalente à celle des rayons gamma.
À titre d’exemple : un bon compactage des couches de chaussée est un critère essentiel pour leur tenue et leur durabilité. Il est vérifié par une mesure de densité qui comparée à la densité maximale possible compte tenu de celles des composants, donne le taux de compacité à comparer aux prescriptions des cahiers des charges (variable selon type de couche et de formule). Actuellement, la mesure de la densité des enrobés bitumineux composant les chaussées se fait au moyen de sources radioactives de rayonnement gamma. La substitution des sources radioactives par une technologie rayons X présente plusieurs avantages en termes de sûreté, de contraintes de radioprotection liées à l’utilisation, au transport et au stockage des sources radioactives.
C'est un enjeu stratégique pour le CEREMA très attendu par la profession en général (IFSTTAR, USSIRF). L’aboutissement à moyen terme de ce travail est ainsi de concevoir un prototype de chantier. Le groupe PRISMA de SUBATECH s’intéresse aux applications des interactions rayonnement matière. Dans ce cadre, il mène des développements conduisant à une utilisation optimale des rayonnements ionisants. Étudier des solutions de substitution des sources radioactives gamma par des dispositifs RX entre donc dans son champ d’action comme enjeu clairement identifié.
Les verrous scientifiques concernent : pour l’analyse multi-élémentaire, le couplage du générateur RX à un détecteur semi-conducteur résolu en énergie (<150eV) et le traitement des signaux pour pouvoir analyser directement la nature chimique des éprouvettes ; l’étude de l’influence de la nature chimique et de la teneur en eau sur la mesure de la compacité des éprouvettes avec comme objectif d'aboutir à la définition du cahier des charges du premier prototype pour la mesure de la compacité des chaussées et de la teneur en eau et en liant sur chantier par rayons X.