Diagnostic en ENACDémarches et outils de mesures

Thème : Mesures sur les structures

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Table des matières

• Introduction• Méthodes des mesures et résultats:

- Laser- Comparateur mécanique- Pots hydrostatiques- Inclinomètres

• Comparaison des 4 méthodes• Conclusion

Introduction

Buts principaux

Vue extérieure du pont

Intérieur du pont (caisson)

Intérieur du pont, endroit du QG

Présentation du pont

• Nom : pont sur la Lutrive• Lieu : Belmont/Lausanne – tronçon autoroute A9• Caractéristiques :– Pont en poutres alignées par encorbellement (consoles)– Pont en béton armé précontraint– 4 travées– 2 joints

• Année de construction : 1971

Pourquoi étudier ce pont

Méthodes de mesures à effectuer

• Méthode par laser : méthode ponctuelle (sur un point)

• Comparateur mécanique : méthode ponctuelle

• Pots hydrostatiques : ensemble du tablier• Inclinomètres : ensemble du tablier

1. Méthode du Laser

Methode : outils et but

But:

• Le but est de mesurer l’influence de la température sur la flèche.

• Instruments : thermomètre a thermocouple et laser

Protocole

• Mesurer la distance avec l’outil laser entre sol et tablier ( a mi-travée), où les déformations sont les plus grandes.

• Introduire les mesures dans le tableur et en déduire la flèche par difference entre chaque mesure et celle de référence.

• Pour le relevé on a également noté les conditions météorologiques.

Paramètres qui influencent…

Les paramètres suivants peuvent faire varier la température et indirectement la flèche:

a. L’heureb. L’ensoleillementc. La vitesse et la direction du ventd. Hauteur et azimut du soleil

Mesures…

Pausede midi

Erreur dans leprotocole

Interprétations…

L’augmentation de température de l’air intérieur correspond à un abaissement du tablier à mi-travée.

Interprétations…

•

Les conditions météorologiques relevées permettent de valider les pics de température extérieure.

Remarques et imprecisions…

Un changement du protocole (par exemple entre groupes) peut fausser les résultats.

Qualité et efficacité

• On remarque l’importance du protocole qui , lorsqu’il change peut introduire des erreurs dans les mesures.

• Les erreurs ont un ordre de grandeur important par rapport a la précision de la mesure

• La mesure est faite en un seul point et ne permet donc pas d’etudier des déformations à l’ échelle de l’ensemble du pont.

• Précision du milimètre

• Mais la méthode a l’avantage d’être simple, à condition de respecter le protocole.

Conclusions de la méthode laser

• La flèche est plus influencée par la temperature intérieure qui varie peu

• La température de l’air extérieur qui varie en permanence influence moins la tendance, mais on remarque une correspondance entre les pics.

• La température de l’air chauffe progressivement le tablier et l’air intérieur, qui eux sont liés à la flèche.

• Une augmentation de la température fait varier positivement la flèche (le tablier à mi-travée s’abaisse).

2. Méthode du comparateur mécanique

Variations du comparateur

Variations en fonction de la température

Sources d'erreurs

Circulation sur le pont

Température : dilatation du câble

Humaine : erreur de lecture sur le cadrant

3. Méthode des pots hydrostatiques

Fonctionnement:

- Circuit total:- continu sur toute la longueur du pont- Divisé en plusieurs sous-circuits- Intersection par superposition

- Chaque sous-circuit:- Volume d’eau constant, pression atmosphérique

=> niveau d’eau constant

Les pots:Pas tous à la même hauteur => valeur lue sur la graduation diffère.

Référence sous-circuit:- Chaque premier pot mit à 0. Puis les autres pots sont redéfinis pour cette référence.

Référence circuit total:- Tout les sous-circuits sont reliés entre eux et ainsi recalculés par la référence totale

placée à l’extrémité gauche du pont.

Les valeurs finales trouvées seront soustraites par les valeurs référentielles de 2000.

Calculs:Sous-circuit: 0 /-10 0/-3 0/5/0 (calculé par soustraction)

Circuit total: 0/-10 -10/-13 -13/-8/-13 (calculé par addition)

Le circuit initial avant déformation était à 0.Déformation: 0, -10, -13, -8, -13 ….

Analyse: - 13 mesures sur une journée - Tendance commune- Points extrêmes aux joints / milieu de travée à 117m et 260m - Points extrêmes aux piliers 58m 195m et 339m- La flèche à chaque position varie dans le temps (la température et le trafique

change dans le temps). - Erreurs de mesures.

0 50 100 150 200 250 300 350 400

-20

-10

0

10

20

30

40

Mesures en 2014Lutrive

09:20

09:55

10:50

11:25

14:00

14:30

14:51

15:00

15:25

16:15

15:40

17:09

17:20

Distance en [m]

Défo

rmée

en

[mm

]

9:18 10:30 11:42 12:54 14:06 15:18 16:300

2

4

6

8

10

12

14

température airtempérature dalle SUP:température dalle INF.

Heure

tem

péra

ture

en

°C

4. Méthode de l‘Inclinomètre

FOTO Inclino

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Inclinomètre

34

Principe d‘inclinométrie

• Mesure de l‘inclinaison– différence de rotation par rapport à une inclinaison de

référence• Acquisition des données: automatiquement par ordinateur

– φj,i : rotation mesurée au point j à la mesure i

– φj,0 : rotation mesurée au point j à la mesure de référence

la première mesure de la série de mesures de chaque inclinomètre)

∆φj,i = φj,i - φj,0 : différence de rotation mesurée à l‘inclino j à la mesure i depuis la première mesure de la série [mrad]

35

φj,i : rotation mesurée au point j à la mesure iφj,0 : rotation mesurée au point j à la mesure de référence 0

la première mesure de la série de mesures de chaque inclinomètre)

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Principe d‘inclinométrie• Le but de tout ceci la courbe déformée pour la mesure i

– on veut calculer wj,i : flèche à l‘inclino j à la mesure i [mm]

– wi (x) est approché par un polynôme de degré 4:

wi(x) = a’x4 + b’x3 + c’x2 + d’x + e‘

– ∆φi(x) en est la dérivée:

∆φi(x) = ax3 + bx2 + cx + d

nous connaissons les x (positions des inclinomètres) et les ∆φi(x) il nous reste à trouver les paramètres a, b, c, d resp. a‘, b‘, c‘, d‘ et e‘

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Dépouillement

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Traitement

●Bazooka pour tirer sur des mouches :

-Moyenne pondérée localisée dans le temps (moyenne)

-Transformée de Fourrier (fréquences de déformation)

-Analyse différentielle (Correction des mesures)

●Méthode retenue :

-écart-type petit (mesure à garder)

-Correction à la main (par le prof) (Correction des mesures)

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Résultat

LundiDimancheSamediVendrediJeudi

Mardi

41

Comparaison des 4 méthodes

8:09 9:21 10:33 11:45 12:57 14:09 15:21 16:33 17:450

1

2

3

4

5

6

Comparaison des 4 méthodes au point 11

comparateur mécanique

laser

plots hydrostatiques

inclinomètre

Heures

Défo

rmati

ons

8:09 9:21 10:33 11:45 12:57 14:09 15:21 16:33 17:456

7

8

9

10

11

12

Températures

Dalle supérieure Dalle inférieure

Le pont a varié d’environ 7mm durant la journée.La méthode du laser n’est pas prise en compte car moins précise.

Estimation des prixLe Matériel Mise en place et

entretienTraitement des données

Conclusion

• POURQUOI COMMENT QUOI mesurer• Meilleur perception de l’importance de la mesure et des

difficultés qui peuvent être rencontrées sur le terrain• On a appris à ne pas mesures juste parce que c’est possible ou

facile, mais parce que ça est signifiant pour répondre à une question parfaitement identifiée e définie

• On a compris l’importance de l’interprétation des résultats, de leur comparaison et de la répétition des mesures.

• La journée du terrain nous a permis de nous confronter avec des instruments des mesure et de comprendre leur fonctionnement, de comprendre les difficultés de faire des misures en-situ et d’en savoir plus sur les structures

Conclusion

• Un travail collectif entre les section AR-GC-SIE• Possibilité de travailler avec des étudiants jamais rencontrées

et qui possèdent des différents «backgrounds» et ont de manières de travailler pas identiques

• Les conditions de travail n’étaient pas faciles, mais on a réussi a nous organiser, discuter ensemble et garder toujours un bon feeling de groupe.

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Questions?

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Merci pour votre attention!