Le projet CUBISM est né d’une
demande industrielle relative au manque d’outils de mesure nécessaire à
l’optimisation des bétons et leurs séchages. Les résultats du projet ont permis
d’accomplir des POC - preuve de concept – portant sur la réalisation de
capteurs innovants employant la sensibilité des ondes de surface au travers de
nouveaux matériaux piézoélectriques. Les capteurs développés durant le projet
supportent l'environnement difficile des bétons et sont capables d’effectuer des
mesures physiques locales, quantitatives et non triviales, comme l’humidité ou
la pression.
Deux types de capteurs ont été
développés, leurs différences sont liées à la température de fonctionnement. Les
premiers, adaptés aux hautes températures (>500°C) concernent les bétons
réfractaires. Les seconds, pour les températures ambiantes, sont dédiés au
génie civil. Ils ont montré qu’ils étaient aux minimums capables des mêmes
mesures du taux d’humidité que les capteurs existants dans le commerce. Or, ces
derniers, en présence d’humidité extrême, deviennent inopérants du fait de
l’apparition d’une hystérésis fatale au capteur. Cet écueil n’apparaît pas lors
des premiers essais effectués en laboratoire avec les capteurs SAW de CUBISM.
La validation à l’échelle pilote de ce résultat n’a pu être menée complètement
à son terme du fait d’un problème lié au dimensionnement des échantillons
malgré les prédictions de la simulation. Un redimensionnement de ces derniers
est envisagé afin de s’assurer d’atteindre une humidité extrême en son sein. Ce
deuxième essai n’a pas pu être effectué dans le temps imparti au projet du fait
de la pandémie lié à la Covid19. En effet, la fermeture des frontières ainsi
que la distanciation sociale nous a fait perdre près d’un an d’essais
nécessitant la mutualisation des équipements. Il est prévu de mener cet essai
manquant à la suite du projet.
Concernant la mesure d’humidité à
très hautes températures, utiles au séchage des bétons réfractaires, les essais
pilote dans un bloc de béton, avec les capteurs SAW protégés par des
encapsulations, ont montré de très bons résultats cohérents avec la théorie.
D’autres essais pilotes sont prévus afin de valider et de calibrer
l’utilisation de la vitrocéramique en tant que support piézoélectrique ainsi
que la couche sensible à l’humidité.
Concernant la mesure de haute
pression gazeuse au sein d’un béton réfractaire, un capteur SAW à base de
vitrocéramique a été développé et finalisé pour permettre les premiers essais.
Ces derniers ont montré qu’il était possible de mesurer la pression de manière
quantitative jusqu’à la valeur de 50 bars. Là aussi d’autres essais
supplémentaires prévus n’ont pu être menés dans le temps imparti au projet du
fait de la Covid19. Ces essais complémentaires seront effectués après la fin du
projet.
L’ensemble de ces résultats n’a
pu être atteint que grâce à la mutualisation des compétences et des équipements
des différents partenaires (BE et FR) mais aussi grâce au maintien d’une
démarche collaborative fortement orientée vers l'applicatif en associant dès le
départ les partenaires industriels demandeurs.