Vision par ordinateur: contribution à l'étude d'un béton durci par traitement d'images

Résumé

Dans la composition du béton, un des paramètres fondamentaux est la teneur en eau. Si elle est insuffisante d'une part, la mise en place du béton lors du coulage est très diffcile; et au démoulage, l'ouvrage présente des poches d'air non remplies par le béton ce qui est nuisible à la bonne tenue de l'ouvrage. D'autre part si cette teneur en eau est excessive, apparaît le phénomène de ségrégation (séparation entre le gravier plus dense et le mortier). La teneur en eau doit rester dans une plage de valeurs précise pour être optimale. Aucune méthode aujord'hui à notre connaissance ne permet de déterminer avec précision cet intervalle de variation de teneur en eau. La littérature par contre relate bien des essais de caractérisation de l'ouvrabilité du béton en surveillant particulièrement le ratio E/C (rapport entre la masse d'eau E et celle du ciment C pour un volume de béton égal à un mètre cube). Le slump-test (cône d'Abrams), le maniabilimètre LCPC, etc. en sont des exemples. L'objectif de la recherche présentée dans cet article est d'offrir aux laboratoires une méthode permettant pour un dosage de béton donné, de caractériser l'hétérogénéité de la distribution du gravier dans le béton. Elle perment de conclure si l'on est en présence d'une insuffisance ou d'un excès d'eau. L'étude développée dans cet article permet d'obtenir par traitement d'images, des paramètres qualitatifs dans un béton durci et de servir de base au développement d'un système d'expertise. Ce système d'expertise conduria à la détermination de la proportion des éléments utilisés dans la composition d'un béton (eau, ciment, sable . . .).

Abstract

 Water content is one of the critical parameters in the composition of concrete. When deficient, handling the concrete during placement is very difficult and when released from the mould the concrete frequently has air voids which adversely affect its performance. In contrast, excess water can lead to segregation between the denser and finer materials, hence it is important the water content remains within the defined range. This study was undertaken to establish a method of accurately determining the optimum water content when preparing a concrete. The literature reports many tests to assess concrete workability, monitoring particularly the ratio of water content (E) to cement (C) for a cubic metre of concrete – see, for example, the Slump Test and the "maniabilimeter" LCPC. The object of the research presented in this paper was to provide laboratories with a methodology by which to characterise the heterogeneity of the coarse fraction and thus establish the segregation threshold. The method presented is based on image processing. A cylindrical test tube of hardened concrete is cut diametrically. After polishing, a digital camera is used to capture the image of the section. The grey scale picture of a concrete cross section is binarised in order to underscore the gravels. Then the picture is divided into six images. On each image, the ratio between the total area of the gravels and the total area of the image is measured. It is proposed that the standard deviation of the six ratios can be used as an indicator of segregation.