Qualification d'une machine à forer sur fortes pentes

1989

Un industriel dont l’entreprise était installée près du Cemagref d’Aix-en-Provence avait pris contact avec des opérateurs et des communes pour proposer au réseau local une machine à forer télécommandée pour la réalisation de forages en terrain difficile (fortes pentes, où la manip est dangereuse). D’autres applications concernaient la progression en terrain dangereux (déminage…). Ce partenariat s’est arrêté assez vite car l’entreprise a disparu.

Ce projet avait pour objectif la sécurisation et la fiabilisation de la télécommande de l’engin, avec pour application deux types d’ouvrages paravalanches : d’une part les ouvrages rigides sur pentes, qui reportent les efforts en compression sur sol ; d’autre part les filets, ouvrages beaucoup plus souples (qui plient sous le poids de la neige), qui exercent d’énormes efforts en traction sur le sol. Or il est plus difficile d’encaisser les efforts en compression qu’en traction. Le consensus scientifique était alors de réserver les ouvrages en compression aux substrats rocheux. Les ancrages en terrain meuble posaient alors problème.

Un technicien du Cemagref a eu l’idée du pieu explosé, qui fonctionnait alors de manière empirique. Il s’agissait d’expliquer ce fonctionnement de manière théorique. L’idée était de mettre en œuvre ce procédé dans des pentes fortes, en effectuant des recherches scientifiques et techniques pour comprendre comment ça tenait, afin de normaliser le procédé de fabrication. Il s’agissait de définir des axes de recherche bien précis, orientés vers des processus de réalisation industriels, dans le cadre d’une recherche pré-normative, financée majoritairement par l’ANVAR (Agence Nationale de Valorisation de la Recherche).

Obtenir une amélioration des performances techniques sans augmentation de coût à terme par rapport aux méthodes existantes.

Rendre la machine à forer plus autonome en améliorant la reconnaissance semi-automatique du terrain (contrôlée par l'opérateur).

Le compte-rendu de chantier détaille le plan des ouvrages réalisés, les rapports journaliers des opérations de foration ds ancrages amont, réalisés avec la machine à tester, un tableau rendant compte à titre de comparaison de la foration des ancrages aval, réalisés au wagon-drill, et l’attestation de conformité délivrée par le Chef de Service RTM de l’Isère (Yves Tachker).

Pour les ancrages aval, la profondeur de foration était de 2,50 m, c’est-à-dire jusqu’à la limite du rocher ; les ancrages réalisés avec la machine CM1 ont mobilisé en moyenne de l’ordre de 3,50 m de rocher.

La machine utilisée permet, dans le contexte de chantier considéré (pente de 40 à 45°) des performances de forage jamais atteintes, à la fois sur le plan de la profondeur obtenue (6,10m) et sur celui e l’angle réalisé (20° sous l’horizontale).

La valeur nominale de résistance à la traction, soit 300 kN, est en réalité très largement dépassée. Un des problèmes qui se posent et qui devait faire l’objet d’une étude approfondie est celui du dispositif d’essai de tels ancrages, qu’il faudrait tester jusqu’à au moins 500 kN.

La possibilité de réaliser de tels ancrages est extrêmement encourageante et elle va contribuer à faire considérablement évoluer les techniques de génie paravalanche.

Au plan économique :

Compte tenu que la machine mise en œuvre est très sophistiquée sur le plan technique, la possibilité de gain peut être considérée sur le plan de l’économie de main d’œuvre et surtout l’économie de temps.

Les comparaisons directes sont difficiles à faire avec les matériels existants, qui ont des performances inférieures. On ne peut guère faire que des comparaisons globales, c’est-à-dire portant sur le coût global du chantier. On peut aussi analyser les temps d’opération et considérer quels devraient être les gains pour aboutir aux mêmes coûts que les procédés existants, par ailleurs moins fiables dans le long terme, car ils ne permettent pas de donner aux ancrages une direction satisfaisante. A cet égard, le temps moyen d’une foration aété de l’ordre de 55 mn (calculé sur 27 cas) ; le temps moyen de déplacement de 30 mn (calculé sur 19 cas). A titre de comparaison, le temps moyen de foration est de l’ordre de 25 mn pour les ancrages aval.

Le coût de l’ouvrage posé serait de l’ordre de 5000 FHT, ce qui serait compétitif avec les coûts de l’époque ; il s’en suivrait un progrès sur le plan du rapport coût avantage, puisque le nouveau procédé de forage testé à Lavaldens est supérieur sur le plan technique aux procédés de l’époque, dans la mesure où il permet de réaliser des ancrages beaucoup plus résistants. Ces objectifs sont tout à fait réalisables, ce qui justifie pleinement les essais entrepris.