chantiers urbains : auscultations 2012... · • type bâti :type bâti : ancien, centre ville...

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CHANTIERS URBAINS : AUSCULTATIONS

SOMMAIRE

• Ecrire un CCTP : Les aides disponibles

• Exemples de CCTP France et étranger

• Les grandes tendances : Passé, présent, futur

• Retour d’expérience : Notre point de vue sur quelques techniques

Chantiers urbains : Auscultations

récentes

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ECRIRE UN CCTP :LES AIDES DISPONIBLES

Chantiers urbains : Auscultations 3

• 1998 : Organisation de l’auscultation des tunnels• Organisation (de la conception à l’utilisation)• Responsabilités (qui fait quoi)

Recommandations AFTES

• Responsabilités (qui fait quoi)• Dispositions contractuelles• Glossaire

• 2005 : Méthodes d’auscultation des ouvrages souterrains• Généralités sur les choix de capteurs• Fiches techniques par méthode• Ordres de grandeur de coûts (1 5 % à 3% du GC)


• Ordres de grandeur de coûts (1.5 % à 3% du GC)

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« Tunneling code of practice »

• Ecrit par les assureurs et re-assureurs.Couvre l’organisation générale du• Couvre l’organisation générale du chantier :

• Gestion des risques

• Responsabilités

• Organisation

• Conception

• Instrumentation


Instrumentation

• Existe en français, traduction AFTES Août 2009

• Ne fait pas l’unanimité, à cause du caractère exclusif des exigences

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Norme Suisse SN 670 305 : « Auscultation des ouvrages implantés en terrains instables »

• Datée de Mars 2000.• Y compris « Liste des dispositifs d’auscultation les plus courants ».


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Plusieurs documents récents

• ITA Report n° 9 – Nov 2011 : « Monitoring and control in tunnel construction ».


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• British Tunneling Society : Monitoring Underground Construction – A best practice guide• Les grands principes

Pl i t j t à t it l’é it d é ifi ti• Planning et sujets à traiter pour l’écriture de spécifications• Glossaire• Checklist aide mémoire (cf page suivante)• Problèmes rencontrés avec les systèmes de monitoring• Exemples de chantiers



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• MOGE 2012.• Par l’Institution of Civil Engineers anglaise• Bible géotechnique de 2 gros volumes

Ch it 95 l’i t t ti• Chapitre 95 sur l’instrumentation.


Les documents en préparation

• AFTES GT16 : Minimiser l’impact de la construction de tunnels sur le bâti.

• CEN/TC 341/WG 1/TG2 : « Geotechnical Monitoring by fieldinstrumentation »• Part 1 : Règles générales• Puis une partie par type de capteur :

• 2 – extensomètres, • 3 – inclinomètres• …


• 9 – instruments topographiques• 10 – Mesures de vibrations

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Les documents « privés »

• John Dunnicliff « Red book »• Le plus complet.• Commence à dater.

• Manuels des fabriquants


EXEMPLES DE CCTP TUNNELS URBAINSTUNNELS URBAINS


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Londres Jubilee Line Extension

• Année début chantier : 1994• Type terrain : Varié mais plutôt

compact• Type bâti : Ancien et historique• Contexte : ras• Longueur tunnel : 16 km• Zone : ??.• Instrum : Topo manuelle et


• Instrum. : Topo manuelle et electronivelles automatiques.

• Contrat : Pour les entreprises de GC

• Précisions requises : ??

Amsterdam NS Lijn

• Année début chantier : 2000• Type terrain : Très meuble• Type bâti : Ancien, centre ville touristique et historiqueType bâti : Ancien, centre ville touristique et historique• Contexte : Difficultés politiques• Longueur tunnel : 4 km• Zone : 100% des bâtis dans zone 1 mm, et routes.• Instrum. : Automatique. 5000 instruments (Essentiellement extensos,

inclinos, jauges de contrainte) + 99 CYCLOPS. Pénalités sur non fourniture.


• Contrat : Directement sous NZLijn, MOD.> 10 M€

• Précisions requises : 0.9 mm en X,Y et 4.5 mm en Z

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Barcelone Ligne 9

• Année début chantier : 2003• Type terrain : Varié.• Type bâti : Varié• Type bâti : Varié.• Contexte : Globalement peu

sensible mais très long• Longueur tunnel : 48 km• Zone : Tous les bâtis à 40 m du tunnel + bâtis identifiés sensibles.• Instrum. : Automatique et manuelle. Base de données Web (130

Gb 1 5 milliards données) 18 000 instruments (toute la gamme) +


Gb, 1.5 milliards données). 18 000 instruments (toute la gamme) + 85 CYCLOPS déplacés sur 600 positions. Design par entreprise instrumentation.

• Contrat : Directement sous GISA, MOD. > 20 M€• Précisions requises : 2 mm en X,Y, Z.

Budapest ligne 4

• Année début chantier : 2006• Type terrain : Meuble.• Type bâti : Ancien, et historique.Type bâti : Ancien, et historique.• Contexte : Zone thermale.• Longueur tunnel : 8 km• Zone : Bâtis identifiés sensibles, et routes.• Instrum. : Automatique et manuelle. Base de

données Web. 2000 instruments + 20 CYCLOPS déplacés sur 45 positions Bruit et vibration


déplacés sur 45 positions. Bruit et vibration• Contrat : Directement sous maître d’ouvrage. > 1 M€

• Précisions requises : 0.9 mm en X,Y et 4.5 mm en Z.

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Toulon Tube Sud

• Année début chantier : 2007• Type terrain : Très complexe.• Type bâti : Ancien.Type bâti : Ancien.• Contexte : Géologie difficile

+ contexte politique du fontisdu tube Nord.

• Longueur tunnel : 1.8 km• Zone : Bâtis identifiés sensibles, et routes.• Instrum : Automatique Base de données Web 2 00 instruments + 20


• Instrum. : Automatique. Base de données Web. 2 00 instruments + 20 CYCLOPS déplacés sur 40 positions.

• Contrat : Pour entreprise générale. > 1 M€• Précisions requises : 0.3 mm en X,Y

et 0.5 mm en Z.

Barcelone ADIF

• Année début chantier : 2009• Type terrain : Varié, très hétérogène.• Type bâti : Historique.yp q• Contexte : Bâti très sensible.• Longueur tunnel : 5 km• Zone : Tous les bâtis à 40 m du tunnel

+ bâtis identifiés sensibles.• Instrum. : Automatique et manuelle. Base de

données Web. 2 000 instruments + 105 CYCLOPS.


• Contrat : Pour entreprise générale. > 10 M€

• Précisions requises : 2 mm en X,Y, Z.

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Paris Prolongement L 4

• Année début chantier : 2009• Type terrain :

T bâti A i• Type bâti : Ancien.• Contexte : Traversée périphérique.• Longueur tunnel : 1.5 km• Zone : Structures et bâti situés dans la zone d’influence (plan

enveloppe à 45° des ouvrages à construire)• Instrum. : Manuelle avec une zone automatique.


• Contrat : Pour les entreprises de GC. < 1 M€. En 2 lots.• Précisions requises : 1 mm en X,Y, et 0.5 mm en Z.

Lyon Metro Ligne B

• Année début chantier : 2010• Type terrain : Meuble puis compact.

T bâ i A i• Type bâti : Ancien.• Contexte : Traversée Rhône.• Longueur tunnel : 1.7 km• Zone : Tous les bâtis à 25 m du tunnel.• Instrum. : Manuelle avec quelques zones automatiques. Nivellement

de précision, lignes instrumentées, et 6 théodolites motorisés.


• Contrat : Pour l’entreprise de GC. < 1 M€• Précisions requises : 1 mm en X,Y, Z.

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Londres Crossrail

• Année début chantier : 2011• Type terrain : Compact.• Type bâti : Ancien et historique Nombreux tunnels• Type bâti : Ancien et historique. Nombreux tunnels.• Contexte : Megaprojet d’instrumentation.• Longueur tunnel : 21 km• Zone : Bâtis identifiés sensibles + routes.• Instrum. : Automatique et manuelle. Base de données Web

centralisée + bases de données web sur chaque contrat. > 100 000 i t t t > 500 CYCLOPS


instruments et > 500 CYCLOPS.• Contrat : Plusieurs. Un sous MOD et les autres sous entreprises de

GC. Total > 150 M€.• Précisions requises : Spécifications matériel.

Seattle Alsakan Way

• Année début chantier : 2012• Type terrain : Très complexe.

T bâti Ré t• Type bâti : Récent.• Contexte : Le plus grand TBM du monde ? 18 m diamètre.• Longueur tunnel : 3 km• Zone : Bâtis identifiés sensibles pour automatique. Zone des 1 mm de

tassement pour mesures manuelles. • Instrum. : Automatique et manuel. Base de données Web. 1500


instruments + 37 CYCLOPS.• Contrat : Pour entreprise générale. > 10 M€• Précisions requises : 1 mm en X,Y, Z.

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LES GRANDES TENDANCES :PASSE, PRESENT, FUTUR


Avant les années 1990

• Pas d’ordinateurs• Mesures manuelles

B d i t t tili j d’h i i t i t• Beaucoup des instruments que nous utilisons aujourd’hui existaient déjà.

+ : De bons ingénieurs et techniciens, Peu de données donc données prises avec attention, Données utilisées.


- : Erreurs humaines possibles et courantes, Pas possible de mesurer tout ce qu’on aurait souhaité, Pas possible de mesurer aussi souvent que ce qu’on aurait souhaité

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• Singapore, Hong Kong, London Jubilee Line• « The big dig » in Boston

Années 90 : Hong Kong, London, etc… gros chantiers urbains et débuts du monitoring automatique

• Premières apparitions des « CYCLOPS ».


2000-2010 : « Démocratisation » du monitoring automatique

• 2000 : Amsterdam Metro, une référence et une étape importante. (80 CYCLOPS, 6300 prismes, 6 km de forages pour inclinos extensos piezos)pour inclinos extensos piezos)


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• Dans la seconde moitié des années 2000 : Barcelone, New York, Budapest,

2000-2010 : « Démocratisation » du monitoring automatique

New York, Budapest, Zurich, Toulon, … Tous avec des centaines d’intrumentsgéotechniques automatiques, avec des dizaines de CYCLOPS


dizaines de CYCLOPS, avec transmission automatique des données et avec base de données SIG.

Rien de très étonnant…


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2010-2011 : Débuts du chantier Crossrail à Londres

• Encore un nouveau changement d’échelle• 6 à 10 très gros contrats d’instrumentation pour un

même projetmême projet


Des spécialités géographiques qui tendent à s’estomper

• Pays germanophones : Niveaux à eau automatiques.

• USA : Etaient un peu en retard par rapport aux évolutions européennes. Situation actuelle : Côte Est idem Europe. Côte p pOuest sera d’ici 2 ans idem Europe.

• Angleterre et pays Nordiques : Instrumentation environnementale (bruit, pollution, poussières…)

sans doute le futur

• Asie : Influence anglaise, donc situation similaire Europe.


• Piézomètres « grouted-in » : Aux USA depuis longtemps, arrivent lentement en Europe

• CYCLOPS : Evolution de l’Asie vers l’Europe puis vers la côte Est Américaine puis…

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NOTRE POINT DE VUE SUR CERTAINES

TECHNIQUES RECENTES


Niveaux à eau (pour monitoring de structures)

• Récemment rencontrés sur des chantiers France et Monde• N’est plus à l’état de R&D, maintenant complètement

opérationnel• En compétition avec les CYCLOPS et les electrolevels, mais

aussi complémentaire.


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CYCLOPS ET CENTAURE

• Les CYCLOPS sont maintenant communs

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maintenant communs.• Risques de mauvais résultats

(précision 3 à 10 mm) si pas utilisés correctement.

• Une nouvelle évolution récente : Mesures de surface


sans prismes.• En compétition avec les

CYCLOPS et les electrolevels, mais aussi complémentaire.

Niveaux à eau CYCLOPS Electronivelles

Fréquence d’acquisition 1 à 10 secondes Disons 15

minutes 1 s

Points à surveiller pour

Un peu complexe.

Eléments doivent Nécessite des lignes de visées

Les capteurs doivent être liés p

l’installation se trouver à altitude similaire

lignes de visées bout à bout

Avantages à l’installation

Pas besoin de lignes de visées

Très simple et très peu d’impact

Assez simple

C ûOn peut

é G d

Très bon marché par capteur, mais


Coûts par zone surveillée

économiser en espaçant les

capteurs

Grande zone couverte

par capteur, mais il peut être

nécessaire d’en placer beaucoup

Precision 0.2 à 2 mm 0.5 à 2 mm 0.05 à 3mm

Globallement *** **** ****

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GPS

Des précisions de 1 à 2 mm sont annoncées avec sont annoncées, avec seulement quelques heures de traitement.

Nécessite une vue complète du ciel.

Cher par point.


InSAR, PSInSAR

Précision 3 à 5 mm.

3 à 4 images par mois

Grande zone couverte: 20 km x 20 km par exempleUsages : Détection dans et hors ZIG


ZIG, arbitrage et protection dans le cas de plaintes de riverains, historique.

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FIBRES OPTIQUES

Gros potentiel

Encore un peu complexe et àcher à installer

De nombreux produits sur le marchés ne sont pas encore mûrs.Bien adapté pour des besoins spécifiques comme


besoins spécifiques, comme les centrales nucléaires ou pour la mesure linéaire de température.

MEMS

› Ce n’est pas un nouveau capteur.› Carte silicon avec capteur, montage mécanique et

electronique intégrés tout en un

Très récent et pourtant semble déjà mûr

Résultats techniques (précision, fiabilité, dérive) similaires à ceux des techniques anciennes

é

electronique, intégrés tout en un.


Bon marché

On devrait rapidement les trouver partout

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LE FUTUR ?


• Société du “zéro risque” = Les projets grossissent en tailleet en nombre de capteurs. OK mais attention à garder la qualité des données et à rester concentré sur les

Quelques éléments de réflexion sur le futur

qualité des données, et à rester concentré sur les résultats et leur signification. Un outil ne reste qu’un outil !

• Les projets les plus récents, et les priorités du moment, montrent que nous aurons de plus en plus à mesurer aussil’environnement : Bruit, vibrations, poussières, ….

• Aspects contractuels : Les mesures chez l’entrepreneur


principal ou chez le MO ou MOE ?

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Les Eurocode 7 insistent beaucoup sur l’instrumentation et la façon de la prévoir et d’en utiliser les résultats. Une piste et un espoir pour améliorer nos pratiques ?

Partie 1, exigence d’un plan de suivi et de mesures, indiquant :• L’objectif des mesures• Les zones à surveiller• La façon dont les résultats seront évalués• Les valeurs attendues

L é i d d t t t ti


• Les périodes de mesures pre et post construction• Les responsables de chaque tâche

+ méthode observationnelle

• Les chantiers verts, bientôt le standard ?



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