SURVEILLANCE STRUCTURELLE : INSTRUMENTATION ET SURVEILLANCE PENDANT LA CONSTRUCTION

Préambule

Lors de la construction d’un ouvrage important, la surveillance structurelle est devenue aujourd’hui une étape cruciale. Depuis des décennies, ce type de surveillance existe, et a pour but d’assurer la sécurité et le maintien des ouvrages construits. Plus récemment la zone d’influence géotechnique détermine les ouvrages structurels, pouvant être impacté dans le cadre de futurs travaux, cette zone étant fonction de la nature des sols environnants et du type de projet envisagé.

D’une manière générale, qu’il s’agisse d’un pont, d’un projet routier, d’un barrage, ou tout simplement un projet urbain (tour, métro, parking, tunnel) la surveillance des ouvrages permet la bonne conservation dans le temps des édifices, mais permet aussi de mieux comprendre les interactions entre terrains et fondations.

Les avancées scientifiques et la constante évolution des matériaux repoussent toujours plus les prouesses techniques sur la construction d’ouvrages. Les capteurs géotechniques ou structurels, les plateformes de gestions de données, permettent une meilleure compréhension des environnements, mouvements, déformations, mais aussi assurent un confort sécuritaire à nos ouvrages pendant et après la phase de construction.

 

Principe de la surveillance structurelle

La définition et la mise en œuvre de ce type de surveillance dépend de l’ouvrage, de son environnement, et des données à recueillir. La visualisation d’un changement structurel devra pouvoir être identifier et analyser. Cette analyse doit pouvoir intégrer plusieurs domaines d’analyses :

  • Structurelles (matériaux, composants)
  • Géotechnique (interaction du sous-sol)
  • Hydrogéologique (Pression des nappes)
  • Météorologique.

Il est donc important de disposer de ces données pour une parfaite analyse.

Cette surveillance a comme référentiel la performance de la structure ; avant, pendant ou après la construction. Les données de monitoring reçues permettront d’établir un diagnostic, qui assurent que les valeurs  mesurées restent dans le spectre de valeurs spécifiées lors de la conception.

Les dépassements de seuils déclencheront des alertes, et permettront d’identifier un éventuel début de dommage, ou du moins d’un changement dans le matériau, dans ses propriétés géométriques.

L’efficacité de cette surveillance structurelle implique d’observer le système sur une longue période, à l’aide de capteurs structurels & géotechniques, d’observer les mesures, et d’analyser à un instant T, les changement présageant de futurs dommages pouvant impacter  l’état général de l’ouvrage.

La surveillance structurelle devient de plus en plus primordiale. Elle permet d’éviter tout accident, défaillance soudaine ou rupture. Elle informe et avertit d’un danger imminent sur le chantier ou ses alentours.

Un projet développé avec un tel dispositif permettra d’identifier les dangers en amont, et d’accompagner la production afin d’assurer la sécurité, et donc les coûts financiers du projet.

Avantages de la surveillance structurelle

La surveillance structurelle est essentielle pour :

  1. Identifier les signes d’alertes et d’informer les autorités concernées.
  2. Protéger les équipes sur chantier ainsi que les biens.
  3. Informer de défaillance soudaine.
  4. Protéger les zones et les structures à proximité du chantier.
  5. Réduire les coûts à court et long terme liés à l’entretien structurel.
  6. Aider à comprendre le comportement futur de la structure et à planifier les programmes d’entretien en conséquence.
  7. Déterminer l’impact de catastrophes naturelles telles que tremblements de terre, les inondations, etc. sur la structure.
  8. Permettre de comparer les données observées avec des hypothèses de conception.
  9. Analyser selon le type d’opérations les phénomènes tels que les contraintes, la tension, l’eau, la pression, l’inclinaison, la déflexion et l’infiltration d’eau

Les différentes solutions d’instrumentation et de surveillance structurelle

Avant, pendant, et après la phase de construction.

1. Enregistreur de données


En ce qui concerne les enregistreurs de données, Encardio est l’un des seul fabricant au monde qui permet de coupler deux systèmes, d’un côté l’enregistrement des données et de l’autre la transmission via GSM/GPRS, le tout avec un seul et même boitier sur batterie.

La durée des batteries dépendra essentiellement de la fréquence de mesure et de la fréquence de mise à jour des données sur la plateforme de gestion.

NOVARENT propose des dataloggers à piles qui peuvent être programmés pour enregistrer des données a des fréquences de 5 secondes à 168 heures. Ils peuvent également être branchés sur secteur.

 

2. Piézomètres


Les capteurs de pression d’eau, également connu sous le nom de piézomètres, , sont des  instruments géotechniques utilisés pour surveiller et déterminer la pression interstitielle dans des conduits, des forages, des remblais, des remblaiements en terre, à l’interface des structures ou à la base de soutènement. Il s’agit de capteurs essentiels car ils permettent d’anticiper des situations potentiellement dangereuses, qui peuvent avoir des effets négatifs sur la structure via fondation.

NOVARENT propose des piézomètres électriques, hydrauliques, pneumatiques, à corde vibrante, et bien plus encore.

 

3. Inclinomètres


Autre type d’instrument géotechnique largement utilisé pour des structures telles que des murs de soutènement, parois moulées, murs de grandes hauteurs, pieux, etc…

L’ inclinomètre (ou chaine inclinomètrique) est utilisé dans le but de mesurer dans le temps le phénomène de déformation, de l’inclinaison par rapport à un axe vertical.

Les produits proposés sont de plusieurs types : système d’inclinomètre numérique, système d’inclinomètre vertical sur place, l’inclinomètre sans fil en place et d’un nouveau système permettant de combiner tassement et inclinomètre. Tous ces systèmes d’inclinomètre sont équipés d’une technologie numérique MEMS, une des plus avancés dans ce domaine.

 

 

4. Capteurs tiltmètres et électrolytiques


Les tiltmètres sont utilisés pour surveiller la rotation verticale, la déflexion et la déformation d’ouvrage telle qu’une

paroi moulée, un mur de soutènement, une façade…… La gamme de produit d’inclinaisons uni-axiales électrolytiques d’Encardio-rite est utilisée pour la surveillance de petits changements d’inclinaison et de rotation verticale d’une structure. D’autre part, ils fournissent également des signes de déformations importantes, donnant ainsi aux autorités compétentes suffisamment de temps pour que des mesures correctives soient appliquées.

Le tiltmètre portatif est utilisé pour la surveillance des bâtiments critiques, structures instables, ouvrages publics, etc. qui sont situés à proximité de zones de construction. De même, NOVARENT offre une vaste gamme de tiltmètres qui sont utilisés à diverses fins de surveillance.

 

 

5. Jauges de contrainte


Les jauges de contrainte sont couramment utilisées pour mesurer la tension dans les cavités souterraines, les bâtiments, les tunnels, le béton, les ponts, la maçonnerie, les barrages, l’intégration dans le sol/béton, etc.

La jauge de contrainte fonctionne sur le principe de l’utilisation d’un support en papier d’aluminium métallique flexible isolé. Il est ensuite fixé au matériau pour mesurer une contrainte. Toute déformation du matériau conduit à la déformation du papier d’aluminium, changeant ainsi la résistivité électrique.

Généralement utilisées pour la mesure de la contrainte dans les constructions en béton, les roches et l’acier, elles sont également utilisées pour estimer la répartition des efforts dans les voutes, voussoirs de soutien des cavités souterraines et des tunnels.

 

 

6. Cellules de pression


Les cellules de pression, comme son nom l’indique, sont utilisées pour mesurer la pression dans les remblais de terre, les remblais en contact avec la surface des murs de soutènement, du bâtiment, des culées de pont, etc. Ils peuvent également être utilisés pour évaluer la contrainte dans le béton de masse.

Notre fabriquant offre six différents types de cellules de pression : Cellule de pression à noyer dans le béton, pour le sol, pour l’interface roche-béton, cellule de pression Jack Out, et enfin une cellule spécifique aux ouvrages en béton projeté.

 

 

7. Extensomètres


Les extensomètres sont largement utilisés dans le monde de l’ingénierie civile. Ils sont conçus pour la mesure de la déformation d’une masse rocheuse/sol adjacent à l’ouvrage.

Plusieurs gammes de produit proposés : Extensomètres électriques, magnétiques, numériques, mécaniques.

Précédent

Suivant