S'abonner à un flux RSS
 

Wikibardig:Mesure des déplacements

De Wikibardig

Sommaire

Mesure des déplacements

Différents types de déplacement sont étudiés : horizontalement, les déplacements amont-aval et rive-rive et verticalement, les tassements. La mesure la plus courante est celle du tassement ; ce dernier évolue en général peu après quelques années. Il est important de commencer les mesures de tassement dès la fin du compactage des dernières couches du remblai.

On peut distinguer deux types de mesures de déplacement :


  • Les pendules et les élongamètres qui permettent des mesures de déplacements différentiels entre la table de mesure et le point d'ancrage du fil ou de la barre. Si le point d'ancrage est situé en profondeur dans le rocher de fondation, on mesure alors un déplacement absolu


  • le principe du pendule est celui du fil à plomb : le fil est scellé à l'une de ses extrémités et passe à l'autre extrémité devant une table de mesure fixée sur le barrage. Si le point de scellement du fil est situé en partie basse (tension assurée par flotteur), on parle de pendule inversé. S'il est situé en partie haute (tension assurée par un poids), on parle de pendule direct. Ces pendules sont équipés d'une table de lecture dite “à pointes de visées”. Ils assurent une précision de l'ordre de 1/10 mm. Le pendule présente toutes les qualités exigées des appareils d'auscultation ; on peut effectuer des lectures fréquentes, en toutes saisons. L'installation de plusieurs lignes de pendules, au stade de la construction, ne pose aucun problème, que ce soit en puits ou en parements extérieurs. Ils peuvent également être installés sur de nombreux ouvrages existants où ils remplacent alors avantageusement les mesures topographiques. Le pendule est un instrument facilement automatisable, mais dans ce cas, il est toujours recommandé de conserver des mesures manuelles aux fins de vérification.
  • l'élongamètre (ou extensomètre à grande base) permet de mesurer les variations de longueur d'une base matérialisée par un fil Invar ou une tige métallique ou en fibre de verre, scellé au fond d'un forage, en un point suffisamment éloigné du barrage pour être considéré comme fixe. A l'autre extrémité, on mesure les variations de longueur du fil ou de la tige par rapport à une plaque de référence solidaire du béton ou de la maçonnerie du barrage. La mesure est faite au comparateur avec une précision de quelques centièmes de millimètres; il est possible d'utiliser des capteurs électriques.

Pendule P2.JPG Pendule direct. (Photo Irstea - G2DR).

Pendule avec mesure en Z.PNG Pendule avec mesure en Z. (Photo G. Degoutte - Irstea - G2DR).


Pendule inversé.PNG Pendule direct telependule.PNG Sidiailles élongamètres.jpg Elongamètre. (Photo Irstea - G2DR).

(Source : Formation contrôle des barrages P. Royet - Irstea - G2DR)

  • Les mesures topographiques permettent de connaître les déplacements de repères matérialisés sur le barrage par rapport à des bases fixes situées autour de l'ouvrage et non susceptibles d'être affectées par des mouvements. Les mesures topographiques peuvent être le seul moyen de mesures de déplacement dans de nombreux ouvrages où d'autres moyens de mesures ne sont pas envisageables, techniquement ou économiquement. Elles présentent l'intérêt d'obtenir une vision d'ensemble de l'ouvrage Trois méthodes sont employées sur les barrages :
  • La planimetrie permet de suivre les déplacements dans les deux directions horizontales (amont-aval et rive-rive). Elle est réalisée par triangulation à partir de piliers situés autour de l'ouvrage ; on complète parfois les mesures angulaires par des mesures de distancemétrie. On accorde ensuite beaucoup d'attention aux calculs des déplacements, par utilisation de méthodes de compensation d'erreurs et par détermination de la fixité des piliers d'observations (méthode de Helmert). Cette méthode est utilisée sur des barrages de tous types et des glissements de terrain. L'ellipse d'incertitude de la mesure doit être précisée par le topographe ; elle dépend de la configuration de l'ouvrage et de l'implantation des plots de visée. De l'ordre du millimètre (et parfois moins) dans les situations favorables, l'incertitude peut atteindre plusieurs millimètres pour des vallées larges, ce qui peut conduire à délaisser ce type de dispositif.
  • Le nivellement donne le déplacement vertical des repères installés sur les ouvrages. Les bornes topographiques solidarisées avec le corps du massif sont placées sur la crête du remblai, ou près de celle-ci, et aussi sur le parement aval pour les ouvrages relativement grands. Les repères de nivellement sont des bornes en béton de dimension suffisante, bien ancrées dans le remblai et munies d'une pointe sur leur face supérieure. Ces repères sont nivelés depuis des piliers d'observation placés sur les rives dans des zones stables. Cette méthode est utilisée pour la mesure des tassements de barrages en remblai. Complément indispensable de la planimétrie pour les grands barrages, le nivellement est souvent le seul suivi topographique des petits barrages, dont la hauteur ne justifie pas de mettre en place les lourds dispositifs de triangulation. La précision dépend des distances de visée ; elle est en général de l'ordre du demi-centimètre et dans de bonnes conditions peut atteindre le millimètre.
  • Les mesures d'alignement permettent de suivre les mouvements dans la direction amont-aval. Elles sont faites sur des repères scellés sur le couronnement de l'ouvrage, à partir de piliers implantés sur les rives, dans l'alignement des repères. Les mesures à l'alidade permettent d'obtenir le déplacement dans le sens amont - aval. Ces mesures, dont la précision est de l'ordre du millimètre sont bien adaptées à des barrages rectilignes, de taille moyenne et de tous types.


Planimetrie nivellement.PNG Planimétrie triangulation.PNG

(Source : Formation contrôle des barrages P. Royet - Irstea - G2DR)

Le tableau ci-dessous propose une comparaison des 2 types de mesure

Mesures topographiques Mesures par pendule ou élongamètre
Fréquence de mesure Faible (1 à 2 fois par an) Peut être élevée
Technicité Elevée : réalisées par géomètre Simple
Précision Inférieure à capteurs installés à demeure Précises
Installation Doit être faite par des entreprises hautement spécialisées
Coût des capteurs Elevé

Depuis une vingtaine d'années, des techniques topographiques nouvelles ont été développpées en ajout des techniques classiquement utilisées pour le suivi des ouvrages : stations totales robotisées qui automatisent les mesures topographiques manuelles de précision, stations totales robotisées sans cible utilisant la fonction de mesure sans prismes de certains tachéomètres, lasers scanners (relevés tridimensionnels et auscultation sans contact), radar sol.

L'interférométrie radar satellitaire est une technique offrant des potentialités pour la mise en place de solutions de surveillance d'ouvrages à faible coût financier à moyen et long terme. L'analyse de ces données permet de modéliser finement la topographie du barrage.


Ces instruments d'auscultation doivent être régulièrement entretenus.

Références

Boudon R., Berni S., Koudogbo F., Urdiroz A., 2012. Lasergrammétrie et interférométrie rader : des techniques topographiques innovantes pour l'auscultation d'ouvrages hydrauliques. Colloque CFBR - Auscultation des barrages et des digues - Pratiques et perspectives, Chambéry, 26-28/11/2012.

CFBR (Comité Français des Grands Barrages), 2002. Petits barrages : recommandations pour la conception, la réalisation et le suivi. Coordination Gérard Degoutte. Cemagref Editions-2° édition.

Hochard G., Ranvier F. (2012). Auscultation par satellite pour la surveillance des ouvrages : application de la méthode d'interférométrie radar satellitaire pour la modélisation, la surveillance et la détection d'anomalies. Colloque CFBR - Auscultation des barrages et des digues - Pratiques et perspectives, Chambéry, 26-28/11/2012.

Poupard M. & Royet P. (2001). La surveillance des barrages. CFGB Colloque Technique, Aix-en-Provence, France.

Royet P. 2006, La surveillance et l’entretien des petits barrages. Edition Quae, Paris 2006.78 p.

Tamagnan D., Beth M. (2012). Etat de l'art des techniques récentes en auscultation topographique. Colloque CFBR - Auscultation des barrages et des digues - Pratiques et perspectives, Chambéry, 26-28/11/2012.

Pour plus d'information sur l'auteur : Irstea - UR RECOVER - Equipe G2DR


Le créateur de cet article est Irstea - UR RECOVER - Equipe G2DR
Note : d'autres personnes peuvent avoir contribué au contenu de cet article, [Consultez l'historique].

  • Pour d'autres articles de cet auteur, voir ici.
  • Pour un aperçu des contributions de cet auteur, voir ici.
Outils personnels