La norme européenne « EN 14579 Méthodes d’essai des pierres naturelles – Détermination de la vitesse de propagation du son » décrit une méthode permettant de déterminer la vitesse de propagation des ondes longitudinales ultrasonores dans les pierres naturelles, en laboratoire et sur site.
Lors de l'exécution du test, une impulsion composée de vibrations longitudinales est générée par un transducteur électroacoustique maintenu en contact avec une surface de la pierre testée. Après avoir parcouru une longueur de trajet connue dans la pierre, l'impulsion de vibration est convertie en signal électrique par un deuxième transducteur, et des circuits de synchronisation électroniques permettent de mesurer le temps de transit de l'impulsion.
L'appareil utilisé dans ces tests se compose essentiellement d'un générateur d'impulsions électriques, d'une paire de transducteurs, d'un amplificateur et d'un dispositif de chronométrage électronique permettant de mesurer l'intervalle de temps entre le début d'une impulsion générée au niveau du transducteur émetteur et son arrivée au niveau du transducteur récepteur.
Il existe deux types de dispositifs de chronométrage électroniques :
Un oscilloscope permet d’examiner la forme d’onde, ce qui peut être avantageux dans des situations complexes.
L'appareil utilisé dans les tests doit être conforme aux exigences de performance suivantes :
Des transducteurs sont également utilisés dans les tests. La fréquence naturelle de ces appareils doit être comprise entre 20 et 150 kHz. Parfois, des fréquences aussi basses que 10 kHz et aussi élevées que 200 kHz peuvent être utilisées. Les impulsions à haute fréquence ont un début bien défini, mais s’atténuent plus rapidement que les impulsions à basse fréquence lorsqu’elles traversent la pierre naturelle. Il est donc préférable d'utiliser des transducteurs haute fréquence (50 kHz à 82 kHz) pour les trajets courts (jusqu'à 200 mm) et des transducteurs basse fréquence (15 kHz à 10 kHz) pour les trajets longs (jusqu'à 40 m maximum). Les transducteurs avec des fréquences de 40 kHz à 82 kHz se sont avérés utiles pour la plupart des applications.
Un appareil est également utilisé pour déterminer le temps d'arrivée de l'impact dans les essais. Cet appareil devrait être capable de déterminer l'heure d'arrivée de la première onde de l'impulsion, même si elle est de faible amplitude par rapport à la première demi-onde de l'impulsion.
De plus, un dispositif de pesée offrant une précision de 0,01 pour cent de la masse à peser et un four ventilé pouvant maintenir une température de 70 degrés plus/moins 5 degrés sont utilisés lors des tests.
L'échantillonnage n'est pas la responsabilité du laboratoire d'essai, sauf demande expresse. Au moins 6 échantillons doivent être sélectionnés à partir d’un lot homogène.
À titre de référence standard, les surfaces finales des échantillons doivent être sciées ou rendues rugueuses. Les échantillons d'essai doivent être des prismes de dimensions 2 mm x 300 mm x 75 mm avec une tolérance de plus/moins 50 mm. Si la pierre présente des plans d’anisotropie (par exemple, stratification, foliation), les échantillons doivent être préparés avec leurs axes longitudinaux parallèles ou perpendiculaires à ces plans. Les échantillons doivent être séchés à 70 degrés plus/moins 5 degrés jusqu'à masse constante. Cette condition est supposée satisfaite si la différence entre deux pesées effectuées à des intervalles de 24 heures plus ou moins 2 heures n'est pas supérieure à 0,1 pour cent de la première de ces deux masses.
Lors des essais, l'appareil doit être utilisé dans les conditions de fonctionnement spécifiées par le fabricant. Pour garantir une mesure répétable de la vitesse d’impact, il est nécessaire de prendre en compte divers facteurs pouvant affecter les mesures. Les informations requises sont incluses dans l’annexe de la norme (annexe B).
Lors de la disposition du transducteur, il est possible de détecter des impacts ayant traversé la pierre naturelle dans une direction autre que celle dans laquelle l'énergie maximale est émise, c'est-à-dire perpendiculairement à la face du transducteur émetteur. Il est donc possible de réaliser des mesures de vitesse d'impulsion en plaçant deux transducteurs sur des faces opposées (transmission directe), sur des faces adjacentes (transmission semi-directe) ou sur la même face (transmission indirecte ou surfacique).
Il peut être nécessaire de placer les transducteurs sur des faces opposées, mais ils ne doivent pas être placés directement l'un en face de l'autre. Ce type d’arrangement doit être considéré comme une transmission semi-directe. Le dispositif de conduction indirecte est le moins sensible et doit être utilisé pour les mesures in situ où une seule face de la pierre naturelle est accessible ou lorsqu'il est plus important de déterminer la résistance de la couche proche de la surface plutôt que du corps de la pierre elle-même. La régulation par conduction semi-directe présente une sensibilité intermédiaire entre les deux autres régulations et ne doit être utilisée que lorsque la régulation directe ne peut pas être utilisée.
Pour une transmission directe, la longueur du trajet est la distance entre les transducteurs mesurée avec une précision de plus ou moins 1 pour cent. Pour une transmission quasi directe, il est généralement jugé suffisamment précis de prendre la longueur du trajet comme étant la distance mesurée de centre à centre des faces du convertisseur. La précision de la mesure de la longueur du trajet dépend de la taille des transducteurs par rapport à la distance centre à centre et doit être estimée. En transmission indirecte, la longueur du trajet n'est pas mesurée, mais une série de mesures est effectuée avec les transducteurs à différentes distances.
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