L'Université Rowan aux États-Unis développe une technologie de détection des déformations par inversion temporelle pour l'impression 3D du béton

fr.wedoany.com Rapport : Le 13 octobre, l'Université Rowan aux États-Unis a annoncé que son équipe de recherche en ingénierie avait développé une technique de corrélation d'images numériques à inversion temporelle capable de reconstruire les déformations structurelles du béton lors de l'impression 3D et du durcissement, et de mesurer l'impact de la charge exercée par le béton fraîchement déposé sur les couches sous-jacentes. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue « Experimental Mechanics », sous la direction conjointe d'Islam Mantawi, chercheur du département de génie civil et environnemental, et de Behrad Koohbor, chercheur du département de génie mécanique.

L'équipe de recherche a acquis des milliers d'images pendant l'impression couche par couche et le durcissement du béton, en utilisant l'image de la structure entièrement durcie comme référence, et a réalisé une analyse de corrélation d'images numériques en ordre temporel inverse afin de reconstruire les variations de déplacement et de déformation de chaque couche imprimée. Cette méthode exploite la texture rugueuse naturellement formée à la surface du béton extrudé pour suivre la déformation du matériau, et combine un modèle mathématique pour calculer la distribution des déformations du béton lors de la mise en charge couche par couche, du retrait et du durcissement.

Les chercheurs ont d'abord établi un modèle d'analyse de corrélation d'images incrémentale à inversion temporelle, puis ont réalisé des essais de traction quasi-statique sur des éprouvettes en alliage d'aluminium 6061, en comparant les résultats des mesures à inversion temporelle avec les données de mesure directe traditionnelles, et en quantifiant les erreurs de mesure ponctuelles et moyennes globales. Ensuite, l'équipe a appliqué cette méthode à des essais de fabrication additive de béton, reconstruisant les déplacements de surface, les champs de déformation et les déformations résiduelles au cours du processus d'impression.

Les résultats de la recherche montrent que l'analyse d'images à inversion temporelle permet d'enregistrer les déformations du béton fraîchement imprimé lors des phases de mise en charge précoce et de durcissement, et d'obtenir des données de déformation initiale difficiles à mesurer avec les techniques traditionnelles de corrélation d'images directe. L'équipe a également identifié la température, l'humidité et la composition chimique des matériaux comme variables influençant le comportement de durcissement des structures imprimées ; les orientations futures de recherche portent sur la surveillance de la qualité du processus d'impression du béton et le contrôle automatisé de la construction.