Cette section présente deux ltres appliqués aux signaux d'EA enregistrés.
L'ob-jectif est d'identier et de ltrer les salves susceptibles d'inuencer négativement la
localisation des événements. Comme nous l'avons vu dans la sous-section 1.5.3, la
détermination du début des salves joue un rôle majeur dans la localisation par
tri-angulation. Le critère de conservation des signaux sera donc centré sur la possibilité
de dénir le début des salves.
3.3.1 Le nombre de coups et l'amplitude
La gure 3.3 représente le nombre de coups (sur une échelle logarithmique) en
fonction de l'amplitude maximale des salves d'EA enregistrées. Sur la base de la
méthode de ltrage évoquée dans la sous-section 3.3.2, les signaux dont le nombre
de coups est inférieur à 10 et dont l'amplitude maximale est inférieure à 50dB sont
identiés, ils représentent 24,5% des signaux enregistrés au cours de l'essai.
Figure 3.3 Nombre de coups en fonction de l'amplitude maximale des signaux.
La gure 3.4 illustre quant à elle un signal représentatif de l'ensemble identié sur
la gure 3.3. L'instant de dépassement de seuil est symbolisé par un trait vertical
rouge à 256µs (valeur du pre-trigger). L'amplitude maximale de ce signal est de
35dB, deux coups ont été calculés par le logiciel d'acquisition AEwin sur ce
signal à partir du dépassement de seuil.
0 100 200 300 400
Temps (µs)
-5
0
5
Amplitude (Volts)
×10
-3Figure 3.4 Exemple d'un signal d'amplitude maximale de 35dB et de 2 coups.
Plusieurs éléments sont à souligner sur cet exemple. Premièrement le signal est
relativement court (moins de 500µs). Ceci est due au fait que l'amplitude mesurée
ne dépasse qu'à 2 reprises le seuil d'acquisition (2 coups). Ainsi conformément au
protocole d'acquisition décrit dans la section 1.4.5 la n du signal est déterminée
après une durée de la valeur du HDT soit environ 256 + 200 µs. En revanche le
signal est conforme à la description faite dans la sous-section 1.4.5. On observe un
temps de montée relativement court (entre 200 et 277µs) suivi par une décroissance
lente de l'amplitude même si toute la CODA n'a pas été enregistrée. On observe par
ailleurs une distinction assez claire entre le bruit naturel enregistré entre 0 et 200µs
et le début du signal à environ à 200µs. L'ensemble de ces caractéristiques sont
typiques d'un signal d'EA associé à une libération d'énergie au sein du matériau. Il
n'est pas conséquent pas nécessaire de ltrer ce signal.
La deuxième remarque tient à l'importance du seuil d'acquisition dans
l'inter-prétation de la validité ou non du signal. En eet comme nous pouvons le voir ici,
le début de la salve ne correspond pas au dépassement de seuil. Ainsi le nombre de
coups calculé à partir de ce dépassement de seuil est très faible en comparaison de la
durée réelle du signal. La valeur du nombre de coups calculé de cette manière n'est
donc pas représentative du signal. Le nombre de coups semble donc ne pas être un
indicateur able de la pertinence des signaux enregistrés.
Cette analyse s'applique à l'ensemble des paramètres temporels et fréquentiels
calculés et qui dépendent du seuil d'acquisition. En eet le temps de montée ou
la durée dépendent eux aussi de la détermination du début de la salve et donc du
seuil d'acquisition. Le problème soulevé ici ne concerne pas seulement le ltrage des
données. Il est en relation avec le protocole d'acquisition des signaux et la méthode
employée pour calculer l'ensemble des paramètres associés à chacune des salves.
0 200 400 600 800 1000
Temps (µs)
-0.05
-0.025
0
0.025
0.05
Amplitude (Volts)
Figure 3.5 Exemple d'un signal d'amplitude maximale de 52dB et de 45 coups.
Enn l'importance du phénomène mis en évidence ici est à relativiser pour les
salves dont l'amplitude maximale est plus importante. En eet comme on peut le
voir sur la gure 3.5, le phénomène décrit précédemment est moins important pour
les signaux de plus forte amplitude. Il existe toujours une diérence apparente entre
le début de salve et le dépassement de seuil susceptible d'inuencer les paramètres
dépendant du début de salve. Cependant les valeurs de temps de montée (36µs) et
de durée (566µs) sont plus proches de la réalité ici.
A la vue des résultats présentés ici, la méthode de ltrage basée sur le nombre
de coup ne constitue pas un bon indicateur des signaux à ltrer pour la
probléma-tique de la localisation. Ce ltre n'est donc pas appliqué aux données présentées
ultérieurement dans ce chapitre.
3.3.2 L'énergie contenue avant le début des salves
Ce ltre se base sur le contenu énergétique du bruit avant le début de salve.
Conformément à la dénition du début de salve donnée dans la sous-section 1.5.3,
l'amplitude enregistrée avant le début de la salve correspond à un bruit constant
et faible. Ainsi l'énergie contenue dans cette partie de l'enregistrement est censée
être constante au cours de l'essai et être la même sur tous les signaux. Le ltrage
proposé ici consiste donc à ne conserver uniquement que les signaux dont l'énergie de
bruit calculée est inférieure à une valeur dénie. L'énergie est normalisée par unité
de temps puisque que la période sur laquelle elle est calculée est diérente avant
chaque début de salve (gure 3.6). L'énergie calculée est donc divisée par la durée
de la période considérée.
-2 -1 0 1 2 3 4Temps (s)
×10-4 -0.01 0 0.01Amplitude (volts)
-2200 -2100 -2000AICk
Signal Seuil fixe AICk foncion akaike Durée selon le seuil fixe Durée selon le critère d'AkaikeFigure 3.6 Périodes considérées sur lesquelles l'énergie est calculée en fonction
de la méthode de détermination du début des salves.
La gure 3.7(a) présente la proportion cumulée de signaux (tous capteurs
confon-dus) en fonction de l'énergie de bruit normalisée (de 0 à 1) pour chaque méthode de
détermination du début des salves. Les courbes présentées ici ne représentent que
partiellement la disparité des énergies calculées puisque l'axe des absices est limité
à1.10
−6. De plus, la proportion de signaux est systématiquement supérieure lorsque
le début des salves est déterminé par le critère d'Akaike.
Pour dénir la valeur limite d'énergie qui va nous permettre de ltrer les salves
on se propose d'éxaminer 3 signaux positionnés à diérents quantiles (gure 3.7(b)).
Les trois signaux associés aux énergies des quantiles 90%, 95% et 98% et dont le
début de salve a été déterminé par le critère d'Akaike sont présentés gure 3.8.
Comme on peut le voir sur les deux premiers signaux (90% et 95%), le niveau de
bruit avant le début des salves est constant. Ces salves ne sont donc pas à ltrer. On
observe en revanche pour le troisième signal (98%) que la période symbolisée par la
double èche noire ne correspond pas à du bruit. Il n'est donc pas possible de dénir
réellement le début de la salve. La fonction Akaike présente plusieurs minimums
importants qui reètent l'incompatibilité de la technique dans ce cas précis. A la
vue des résultats présentés ici et dans le cas d'une utilisation du critère d'Akaike
pour dénir le début des salves, les signaux dont l'énergie de bruit calculée se situe
dans les 4 derniers quantiles (entre 96 et 100%) sont à supprimer.
La même opération est répétée pour les signaux dont l'énergie de bruit est
cal-culée jusqu'à un début de salve déterminé par seuil xe (gure 3.9). Dans les trois
cas présentés le niveau de bruit est relativement constant, le début des salves semble
pouvoir être déterminé manuellement. Ces signaux ne sont donc pas à ltrer au
regard du critère déni au début de cette section. La diculté ici pour déterminer
un niveau d'énergie tient à l'utilisation du seuil xe. Comme on peut le voir le
dé-passement de seuil ne correspond pas au début du signal. La période sur laquelle
l'énergie est calculée comprend alors le début des signaux.
La méthode de ltrage sur l'énergie du bruit est applicable dans le cas ou le début
de salve est correctement déterminé. Ici l'utilisation du critère d'Akaike permet de
ne supprimer que 4% des signaux pour lesquels la période précédent le début de
salve ne correspond pas au bruit de fond constant. Le ltre proposé est adapté à une
problématique de localisation. L'objectif est d'identier les signaux pour lesquels le
début de salve ne peut pas être correctement identié. Son application nécessite un
pre-trigger susament grand pour estimer à la fois le début de salve par le critère
d'Akaike et l'énergie contenue avant ce début de salve.
Dans le document
Détection et évaluation de l'endommagement mécanique du béton par émission acoustique
(Page 90-94)