Effet des vibrations sur conduites enterrées - GBEE · Les vibrations étaient engendrées par...

22
Vibrations et contraintes dynamiques provoquées par les tirs d’explosifs sur les conduites souterraines dont celles du réseau gazier et sur l’environnement. MEEUWS A. ir., Engineering Manager FLUXYS, MERTENS C. ir., Chef de Projet CSTC Sommaire . Les activités de certains chantiers (notamment les chantiers de déminage, les tirs en carrière) génèrent dans leur environnement des vibrations. Il convient en pratique de contrôler que ces vibrations engendrées ne dépassent pas les seuils maxima admissibles non seulement pour les constructions riveraines, mais également pour l’infrastructure technique. Cet article donne les résultats de mesure et les conclusions que l’on a pu tirer de différents monitorings de vibration et de contrainte dynamique subies par des canalisations appartenant au réseau gazier souterrain et le monitoring des vibrations dans les constructions. On décrit ci-après deux sites sur lesquels les monitorings ont été effectués : le site de La Panne : simulation en vraie grandeur de travaux de déminage à la côte belge : mesures des vibrations occasionnées dans l’environnement par un tir d’explosif, le site d’Ampsin (monitoring des 9 et 10 février 2004) : tirs de carrière (tirs de simulation et tirs de production) à proximité immédiate d’une canalisation de gaz spécialement installée pour les essais (mesures des vibrations et des contraintes dynamiques) ; il ne s’agissait donc pas ici d’une canalisation en service. Ces deux sites ne sont toutefois pas les seuls qui ont fait l’objet de mesures : d’autres sites (chantier de réalisations de fondations profondes : battage, vibrofonçage,….) ou des sites de chantiers de démolition ont été également investigués

Transcript of Effet des vibrations sur conduites enterrées - GBEE · Les vibrations étaient engendrées par...

Vibrations et contraintes dynamiques provoquées par les tirs d’explosifs sur les conduites souterraines dont

celles du réseau gazier et sur l’environnement.

MEEUWS A. ir., Engineering Manager FLUXYS, MERTENS C. ir., Chef de Projet CSTC

Sommaire.

Les activités de certains chantiers (notamment les chantiers de déminage, les tirs en carrière) génèrent dans leur environnement des vibrations.

Il convient en pratique de contrôler que ces vibrations engendrées ne dépassent

pas les seuils maxima admissibles non seulement pour les constructions riveraines, mais également pour l’infrastructure technique.

Cet article donne les résultats de mesure et les conclusions que l’on a pu tirer de

différents monitorings de vibration et de contrainte dynamique subies par des canalisations appartenant au réseau gazier souterrain et le monitoring des vibrations dans les constructions.

On décrit ci-après deux sites sur lesquels les monitorings ont été effectués : � le site de La Panne : simulation en vraie grandeur de travaux de déminage à la côte belge : mesures des vibrations occasionnées dans l’environnement par un tir d’explosif, � le site d’Ampsin (monitoring des 9 et 10 février 2004) : tirs de carrière (tirs de simulation et tirs de production) à proximité immédiate d’une canalisation de gaz spécialement installée pour les essais (mesures des vibrations et des contraintes dynamiques) ; il ne s’agissait donc pas ici d’une canalisation en service. Ces deux sites ne sont toutefois pas les seuls qui ont fait l’objet de mesures : d’autres sites (chantier de réalisations de fondations profondes : battage, vibrofonçage,….) ou des sites de chantiers de démolition ont été également investigués

2

sur lesquels les vibrations ont dû être contrôlées et qui ne sont donc pas mentionnés ici. Introduction.

A la demande de différentes entreprises ou sociétés (dont la Société FLUXYS), le Centre Scientifique et Technique de la Construction (CSTC) a effectué plusieurs monitorings des vibrations et des contraintes dynamiques de canalisations de son réseau.

Les vibrations étaient engendrées par diverses activités temporaires de chantier :

le battage de pieu, le vibrofonçage de palplanches, des tirs de carrière, des travaux de déminage ont été analysés. Le cas le plus fréquent rencontré par la société FLUXYS concerne les travaux du réseau d’égouttage, réseau qui croise ou doit croiser en plusieurs endroits le réseau gazier. C’est la raison pour laquelle des travaux doivent se faire quelquefois à proximité immédiate de canalisations de gaz.

La stratégie de la société FLUXYS est :

- d’effectuer sur certains sites des mesures de vibrations et des contraintes subies par les canalisations de gaz lors de tels travaux,

- de confronter ces résultats à des seuils maximum admissibles pour les canalisations, en vue de vérifier les aspects sécuritaires, - d’exprimer dans le cahier des charges destiné aux entreprises responsables des impositions concernant les vibrations pour les chantiers à venir. Dans ce type d’études l’apport du CSTC est :

- de vérifier de manière interactive en collaboration avec l’entreprise la faisabilité d’un chantier sans risque pour l’environnement du chantier, environnement compris au sens large du terme ; cette vérification est une aide à l’entreprise plutôt qu’un contrôle de son activité, - d’amener par voie de conséquence le bon déroulement du chantier, ce qui est bien sûr un point positif tant pour l’entreprise que pour le maître d’ouvrage,

3

L’action commune menée par les sociétés demanderesses et le CSTC peut donc être qualifiée de préventive et proactive. Aspects normatifs.

Dans sa version la plus récente (février 1999), la norme DIN 4150 donne des valeurs maximales admissibles pour des canalisations enterrées en acier et en béton, s’il s’agit de vibrations de courte durée. Ces valeurs sont reproduites au tableau qui suit.

matériau constituant la canalisation valeur maximale admissible de la vitesse sur la canalisation en mm/sec

1 acier soudé 100 2 pierre, béton, béton armé, béton précontraint

80

3 maçonnerie matériau synthétique

50

Pour rappel la vitesse maximale admissible à la fondation d’une construction est

de 5 mm/sec (construction courante) ; il y a donc une grande différence avec les seuils admis pour des canalisations enterrées. Cette différence forte entre les seuils s’explique par le fait qu’une construction n’est en rien à comparer avec une canalisation, particulièrement si cette dernière est en acier.

On rappelle également la graphique classique de la norme DIN en ce qui concerne l’inflmuence des vibrations sur les constructions.

DIN 4150 : influence des vibrationssur les constructions

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

fréquence (Hz)

vite

sse

ma

xim

ale

(m

m/s

ec)

din4150.xls

bâtiments industriels

habitations

bâtiments sensibles

4

1. Le site de La Panne.

Les travaux de déminage sur la côte belge consistent à nettoyer l’ensemble de la côte de divers restes des guerres mondiales, y compris la désactivation de bombes enfouies dans le terrain sableux.

Mis à part toute la problématique de la localisation d’éléments métalliques enfouis par la technique sophistiquée du géo-radar, le problème demeure de ce qu’il doit advenir d’éventuelles bombes encore dangereuses : soit il convient d’en provoquer l’explosion en place, soit après leur transport sur un site sans risque on en provoque l’explosion. La première alternative est plus efficace, moins coûteuse et moins dangereuse, mais elle nécéssite de s’assurer que les vibrations générées ne soient pas excessives pour l’environnement immédiat. Dans ce but un tir de simulation a été organisé au cours duquel on a provoqué l’explosion de 50 kg d’explosif, en contrôlant les vibrations dans l’environnement. Le bang sonique a également été contrôlé en vue d’évaluer le risque de bris de vitrage. L’interêt d’une telle campagne est de chiffer les amplitudes de vibrations dans l’environnement, mais également de disposer de possibilités d’extrapolation, lors d’explosions réelles. Cest extrapolations sont possibles grâce à des modèles existants dans la littérature.

Le tir de 50 kilogrammes de poudre noire.

5

L’instrumentation d’un vitrage pour l’évaluation du bang sonique.

Les mesures de vibrations triaxailes d’un bâtiment riverain.

6

DE 911 X 924LA PANNE

SOURCE 50Kg

NORD

OUEST

100m

100

m

digue

DUNES

PLAGE

MER

CENTRE DELOCATION

BATIMENT7 étages

vibrations XYZ "digue"

bruit "champ libre"

vibrations XYZ + bruit

vibrations XYZ "bâtiment"

Le plan du site.

VIBRATION DIGUE direction Z

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 1 2 3 4 5 6 7 8temps (sec)

vite

sse

(mm

/sec

)

LA PANNE

vib_z_digue

max : 4.8 mm/sec

Exemple de résultat de vibrations en champ libre (domaine temporel).

7

VIBRATION DIGUE direction Z

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20fréquence (Hz)

vite

sse

(mm

/sec

)LA PANNE

vib_z_digue

5 Hz

Exemple de résultat de vibrations en champ libre (domaine fréquentiel).

VIBRATION BATIMENT direction Z

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 1 2 3 4 5 6 7 8temps (sec)

vite

sse

(mm

/sec

)

LA PANNE

vib_z_batiment

max : 1.90 mm/sec

Exemple de résultat de vibrations en fondation de bâtiment (domaine temporel).

8

VIBRATION BATIMENT direction Z

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20fréquence (Hz)

vite

sse

(mm

/sec

)

LA PANNE

vib_z_batiment

4.625 Hz

Exemple de résultat de vibrations en fondation de bâtiment (domaine fréquentiel).

influence de la pression acoustique sur les vitrages

100

1000

10000

100000

10 100 1000

distance (m)

pre

ssio

n a

cous

tiqu

e (P

a)

pression_acoustique.xls

mesurepeu probable

très probable

en fonction de la fixation

destruction du vitrage

Résultat de la mesure du bang sonique.

9

Avec toute la prudence qu’il convient d’adopter en matière de vibrations, les

conclusions que l’on a été amenés à tirer de ces investigations sont évidemment conditionnées par la nature du terrain : mais il est prévu que toutes ces opérations de déminage se fassent tout le long de la côte belge et donc avec des conditions géologiques de proagation des vibrations similaires.

L’extrapolation de résultats de tirs de simulation peut donc amener à établir des

prédictions raisonnables et de vérifier a priori le risque potentiel pour l’environnement. L’on peut donc largement parler d’une approche préventive. 2. Influence de tirs de carrière sur les canalisations riveraines : le site d’Ampsin.

Le but de ces essais est d'étudier l'influence sur une canalisation de gaz de divers tirs en carrière. Ces tirs sont exécutés à proximité d’une canalisation qui est mise sous pression sans être en service ; lors de la campagne de mesure on a effectué des tirs à charges variables et des tirs de production normale.

Le but ultime de cette campagne est d’extrapoler les résultats pour un site sur

lequel une nouvelle activité de carrière est planifiée.

Les mesures concernent donc principalement la canalisation (au point de vue des vibrations et des déformations dynamiques). Cette campagne de mesure a été rendue possible grâce à la collaboration de la société DUMONT-WAUTIER.

Une conduite de gaz est enfouie à 1.2 m dans le sol à proximité immédiate de différents points de tirs. La longueur de la conduite est de 48.1 mètres.

Après mise en place de la canalisation, on a effectué un remblayage compacté. En outre une fouille a été réalisée au centre de la longueur de la conduite, en vue

de permettre son instrumentation.

10

acier X42

DE 611 XA 167 : 09 et 10 février 2004 l'instrumentation de la canalisation

290 N/mm² (2.9 108 Pa)

épaisseur de paroi : 9.5 mmm

diamètre externe 323.9 mm (12 pouces)

déformation génératrice supérieure

vibration verticalede la canalisation

déformation génératrice inférieure

déformation génératrice latérale côté source

déformation génératrice latérale côté opposé

vibration horizontale de la canalisation

plan.ds4

longueur de la canalisation : 48.1 mètres

recouvrement : 1.2m

surface acier : 0.00938 m² (93.83 cm²)

11

L’instrumentation décrite ci avant est utilisée pour les mesures lors : � De quatre tirs non productifs d’une charge unique enfouie dans le massif rocheux ; les charges successives sont de 2 kg, 4 kg, 6 kg et 8 kg ; � D’un tir de production A composé de 19 charges (avec une charge maximale de 20.5 kg) avec retard et d'un tir de production B composé de 22 charges (avec une charge maximale de 20.5 kg) ; les charges pour ces tirs sont mises en œuvre d’une façon habituelle, c’est-à-dire de manière à provoquer un abattage.

L’instrumentation de la conduite.

Les unités d’acquisition.

12

Le résultat d’un tir de production.

Déformations statiques de la conduite après mise sous pression.

Le tableau ci-après donne directement l’état de déformation de la canalisation après installation des jauges et après la mise sous pression à 60 bars de celle-ci. A noter qu’une cinquième jauge a été disposée tangentiellement sur la conduite de manière à mesurer la déformation dans cet axe. Cette jauge ne servira qu’à cette mesure statique.

jauges (les mesures sont exprimées

en µm/m ou µstrains)

départ après mise sous pression

à 60 bars

variation

génératrice supérieure +323 +346 +23 génératrice latérale côté

source -11 +32 +43

génératrice supérieure +386 +426 +40 génératrice latérale côté

source +269 +301 +32

mesure tangentielle +213 +506 +347

La mesure de l’allongement longitudinal relatif moyen vaut 34.5 µstrains. La mesure de l’allongement tangentiel relatif vaut 347 µstrains.

13

Contrainte longitudinale provoqué par la pression P (d diamètre et e épaisseur) :

N/m² 105 142 51 0.00954

0.32396000000

4e

Pd ====

××××××××========σσσσ soient 51 N/mm²

Allongement longitudinal théorique (hypothèse sur le module de l’acier) :

strains 243 10 000 210

105 142 51

E 6 µµµµ====

××××====

σσσσ====εεεε

Contrainte tangentielle provoquée par la pression P :

N/m² 210 284 102 0.00954

0.32396000000

2e

Pd ====

××××××××========σσσσ soient 102 N/mm²

Allongement tangentiel théorique (hypothèse sur le module de l’acier) :

strains 486 10 000 210

210 284 102

E 6 µµµµ====

××××====

σσσσ====εεεε

Les contraintes théoriques calculées ici sont celles d’un tube libre.

Les déformations observées en pratique sont inférieures à celles prédites et c’est l’influence du sol qui explique cet écart.

En déformation longitudinale le frottement latéral tout le long de la conduite et

les butées aux deux extrémités limitent la déformation de la conduite. En déformation tangentielle l’influence du sol est moindre et la déformation

mesurée s’approche plus de la déformation d’un tube libre.

Les efforts de frottement provoqués par le sol à la périphérie de la canalisation et surtout leur caractère non uniforme (hétérogénéité du sol remanié) expliquent l’hétérogénéité des déformations aux différentes génératrices. A terme, c’est-à-dire après relaxation des contraintes dans le terrain, les déformations de la conduite devraient asymptotiquement tendre vers celles du tube libre. La contrainte la plus cruciale est la contrainte tangentielle atteignant théoriquement 100 MPa (réellement observée 347 µstrains, soient 72.87 MPa), la limite élastique se situant à 290 MPa.

14

Déformations dynamiques de la conduite lors des tirs. Les mesures de déformations dynamiques ont été effectuées lors des quatre tirs de simulation et des deux tirs de production.

La figure ci-après donne une vue de synthèse des déformations longitudinales maximales observées sur les quatre génératrices.

En aucun cas la valeur de 65 µstrains n’a été dépassée. Comparée à la valeur de la déformation statique occasionnée par la mise sous pression, soit 347 µstrains, on peut conclure que les tirs de cette journée n’ont pas occasionné de déformations dynamiques excessives pour la canalisation.

Après conversion en contrainte, on atteint au maximum une sollicitation dynamique de 13.65 MPa, ce qui pour un acier de 290 MPa est acceptable.

0

10

20

30

40

50

60

70

2 4 6 8 10 12

déf

orm

atio

ns

ma

xim

ale

s (µ

stra

ins)

génératrice supérieure

génér. latérale côté source

génératrice inférieure

génératrice latérale opposé source

génér. supérieure

génér. latérale côté source

génératrice inférieure

génér. latérale opposé source

les tirs de productioncharges uniques (kg)

tir A tir B

Les déformations dynamiques de la canalisation lors des tirs. Vibrations de la conduite lors des tirs.

On donne ci-après les vibrations verticales de la canalisation consécutives aux différents tirs.

15

-75-60-45-30-15

01530456075

0 0.125 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 1

vitesse verticale conduite (mm/sec)

sec

tir de simulation 2 kg

-75-60-45-30-15

01530456075

0 0.125 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 1

vitesse verticale conduite (mm/sec)

sec

tir de simulation 4 kg

-75-60-45-30-15

01530456075

0 0.125 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 1

vitesse verticale conduite (mm/sec)

sec

tir de simulation 6kg

-75-60-45-30-15

01530456075

0 0.125 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 1

vitesse verticale conduite (mm/sec)

sec

tir de simulation 8 kg

-10-7.5

-5-2.5

02.5

57.510

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2

vitesse verticale conduite (mm/sec)

sec

tir de production A 19 charges de 20 kg à 148 mètres de la canalisation

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2

vitesse verticale conduite (mm/sec)

sec

tir de production B 22 charges de 20kg à 55 mètres de la canalisation

La figure ci-après donne une synthèse des vibrations maximales de la canalisation pour l’ensemble des tirs de cette journée.

0

10

20

30

40

50

60

70

2 4 6 8 10 12

vite

sse

ma

xim

ale

(m

m/s

ec)

vibrationsverticales de lacanalisation

vibrationshorizontales dela canalisation

vibrationsverticales du sol

les tirs de productioncharges uniques (kg)

tir A tir B

Les vibrations maximales de la canalisation pour l’ensemble des tirs.

16

Le tir de 8 kg a amené à la valeur maximale observée pour l’ensemble des tirs, y compris les tirs de production ; ce maximum est de 61.3 mm/sec.

Tenant compte du seuil maximum admissible proposé par la norme DIN 4150 (Février 1999) pour les canalisations soudées enterrées qui est de 100 mm/sec, on peut conclure qu’aucun tir de cette journée n’a provoqué des vibrations atteignant ce seuil, ni horizontalement ni verticalement. Les résultats des tirs à charge unique variable de 2 kg à 8 kg laissent bien transparaître au graphique précédent l’augmentation des vibrations en fonction de la quantité de charge.

Les tirs de production, quoique présentant une charge totale supérieure c’est-à-dire 19 et 22 charges (avec un maximum de 20.5 kg) ont généré des vibrations plus faibles (4.99 mm/sec maximum pour le tir A à 148 mètres de distance de la canalisation et 31.9 mm/sec maximum pour le tir B à 55 mètres de la canalisation.

L’usage des retards assure la limitation des vibrations générées et les vingt charges avec retard de 40 msec donnent bien des vibrations d’une durée totale environ égale à la seconde, ce qui est une durée beaucoup plus longue que celle observée pour les charges uniques (environ 200 msec). La mise en place des charges pour les tirs de production est effectuée de manière à ce que l’énergie disponible provoque l’abattage. Cela libère moins d’énergie dans l’environnement sous forme de vibration que les tirs non productifs, qui se sont faits à charge unique fortement confinées dans le massif (pas ou peu de fragmentation de roche, une plus grande part d’énergie libérée sous forme de vibration). Comparaison des sollicitations statiques et dynamiques. Le tableau ci-après donne une comparaison directe des déformations et des sollicitations en statique et en dynamique. On observe un facteur 5.33 entre la sollicitation statique et la sollicitation dynamique. On peut conclure que l'accroissement de sollicitation occasionné par la partie dynamique imputable aux différents tirs de cette journée est faible et n'amène en tout cas pas à la limite maximale admissible.

bilan comparé des sollicitations statique

(mise sous pression à 60 bars) 347µstrains 72.87 MPa

dynamique (tirs)

65 µstrains 13.65 MPa

17

total 412 µstrains 86.52 MPa limite admissible

dynamique limite autorisé avec facteur sécurité 1.5 pour cet acier

290 Mpa 193 MPa

dynamique réel/dynamique autorisé 14/195 soient 7 %

Les tirs de simulation ont occasionné une sollicitation maximale de 13.65 MPa,

alors qu'ils devraient provoquer une sollicitation dynamique de (290-72.87) MPa, soient 217.13 MPa, pour atteindre la limite admissible pour acier de la canalisation.

Cela permet de conclure que la norme DIN 4150 est sécuritaire en optant pour

une vibration maximale de 100 mm/sec, alors que les mesures ont amené jusqu'à 61.3 mm/sec. L’aspect sécuritaire vis-à-vis des contraintes est plus significatif pour un tir de production. Exploitation des données disponibles de site et prévision des vibrations générées dans l’environnement. Le quatre graphiques qui suivent donnent le modèle de Chapot maximum, tel que déterminé sur le site par une longue expérience de tirs et de mesures acquise par la Société DUMONT-WAUTIER.

Il s’agit d’une formulation classique de l’expression de la vitesse particulaire maximale en fonction de la distance réduite (distance rapportée à la racine carrée de la charge) selon la formule :

)Q

R(

K v

2K

1max ====

dans laquelle vmax est la vitesse maximale (en mm/sec), R est la distance en mètres séparant la source (point de tir) du point récepteur et Q est la charge en kg.

K1 et K2 sont des grandeurs propres au site et ont été expérimentalement déterminées par la société DUMONT-WAUTIER sur le site d’Ampsin. Etant donnée la dispersion possible dans ce genre d’approche et en vue d’être dans un sens sécuritaire pour l’environnement, la société DUMONT-WAUTIER a déterminé un

18

modèle de Chapot « maximum », dans le sens où le modèle proposé ici n’a jamais été dépassé par des résultats expérimentaux, et ce même sur un grand nombre de cas pratiques de mesures.

Ce modèle « enveloppant » un grand nombre de tirs réalisés par le passé est

donné par :

)Q

R(

6000 v

8.1max ====

En confrontant ce modèle avec les résultats expérimentaux du 10-02-2004, on

confirme qu’il surestime la vitesse vibratoire à grande distance et qu’en champ plus proche, il est bien en accord avec les résultats expérimentaux.

Si le modèle est légèrement sous-estimant en champ proche, c’est la nature des

tirs (charges uniques fortement confinées de 2, 4, 6 et 8 kg) qui peut l’expliquer.

le tir de 2 kg

0.01

0.1

1

10

100

1000

10 100 1000distance (m)

vite

sse

ma

x (m

m/s

ec)

CHAPOT MAX : v = 6000/(r/Q½)1.8

mesures

Les vibrations en fonction de la distance et la loi de Chapot (tir de 2kg).

19

le tir de 4 kg

0.01

0.1

1

10

100

1000

10 100 1000distance (m)

vite

sse

ma

x (m

m/s

ec)

CHAPOT MAX : v = 6000/(r/Q½)1.8

mesures

Les vibrations en fonction de la distance et la loi de Chapot (tir de 4 kg).

le tir de 6 kg

0.1

1

10

100

1000

10 100 1000distance (m)

vite

sse

ma

x (m

m/s

ec)

CHAPOT MAX : v = 6000/(r/Q½)1.8

mesures

Les vibrations en fonction de la distance et la loi de Chapot (tir de 6 kg).

le tir de 8 kg

0.1

1

10

100

1000

10 100 1000distance (m)

vite

sse

ma

x (m

m/s

ec)

CHAPOT MAX : v = 6000/(r/Q½)1.8

mesures

20

Les vibrations en fonction de la distance et la loi de Chapot (tir de 8 kg). Exploitation des données pour les tirs de production. Les deux tirs de production A et B présentent respectivement 19 charges et 22 charges élémentaires, mais sont identiques en ce qui concerne la charge élémentaire maximale qui est de 20.5 kg dans les deux cas ; la même loi de Chapot maximum peut donc être appliquée à ces deux tirs en considérant la charge élémentaire de 20.5 kg. La société DUMONT-WAUTIER a collaboré aux mesures en plaçant dans l’environnement deux capteurs notés point 1 et point 2. Le tableau ci-après résume les distances (en mètres) séparant le point source de la canalisation, des riverains et des points de mesures supplémentaires gérés par la société Dumont-Wautier. Pour ces derniers, les vitesses maximales reprises correspondent aux axes de mesures dans lesquels de plus fortes amplitudes ont été relevées.

tir A tir Bpoint production production

distance v max distance v max

canalisation 148 4.99 55 31.900riverain 1 211 0.34 119 0.872riverain 2 214 0.33 151 1.810riverain 3 264 0.43 199 1.383

DW point 1 214 1.52 151 4.830DW point 2 450 0.57 342 0.699

La loi de Chapot fournit encore une bonne prévision de la vitesse maximale, et ce de manière sécuritaire, parce que dans tous les cas surestimante.

21

les deux tirs de production

0.10

1.00

10.00

100.00

1000.00

10 100 1000

distance (m)

vite

sse

max

imal

e (m

m/s

ec)

CHAPOT MAX : v = 6000/(r/Q½)1.8

mesures

modèle_corrigé

Les tirs de production : synthèse des mesures. Conclusions générales. Les vibrations de tirs de carrière sont bien sûr conditionnées par la quantité de charge, mais également par le degré de confinement de celle-ci.

Les tirs de simulation ont eu lieu avec des charges plus confinées que les charges mises en oeuvre lors de tirs de production au cours desquels on recherche la fragmentation. Cela invalide quelque peu l’approche de simulation. La découverture de la canalisation sur un trop long tronçon est à éviter, cela la rend libre et peut faire surgir de résonances ; il faut plutôt préconiser plusieurs fouilles mais sur des distances limitées. De manière générale une canalisation est à considérer comme un élément flexible pouvant se déformer avec de grandes amplitudes, sans qu’il n’y ait au sein de la matière des contraintes importantes. On retrouve cela dans la normalisation : les vibrations maximales admissibles sont de l’ordre de 20 fois supérieures à celles acceptées en fondation d’une construction. Sans pouvoir étayer par des résultats expérimentaux on peut présager que les contraintes statiques déjà présentes au sein de la matière constituant une canalisation peuvent être bien supérieures à celles inculquées de manière dynamique par une activité de chantier.

22

C’est ce qui oblige à conclure - qu’il serait imprudent de généraliser les cas d’études présentés ici, - qu’il faille préconiser dans les cas à risques pressentis une campagne de mesures en vue de vérifier la faisabilité, - que l’influence de la nature du sol impliqué s’accompagne du danger d’extrapolation de résultats à d’autres natures de terrains. Bibliographie. Bodendynamik Grunlagen und Anwendung Wolfgang Haupt Friedr. Vieweg &Sohn Verlagsgesellschaaft mbH, Braunschweig 1986 Vibrations of soil and foundations F.E. Richart, R.D. Woods Prentice-Hall, Inc;, Englewood Cliffs, New Jersey 1970 Erschütterungen im Bauwesen Teil 3 : Einwirkungen auf bauliche Anlagen DIN 4150-3, Februar 1999 Les ébranlements (Effet des ébranlements sur les constructions), norme suisse SN 640 312 a (VSS Zurich 1992).