Titre
du projet |
Qualification
d'une machine à forer sur fortes pentes |
Type
d'aléa |
Glace,
neige et avalanches |
Mots-clés |
Ouvrages
de protection - Génie paravalanche - Machine à
forer sur fortes pentes - Qualification - Recherche pré-normative |
Champs
disciplinaires |
Géotechnique,
automatique / robotique (reconnaissance semi-automatique du
terrain par caméra) |
1) Organismes et auteurs
Organisme
pilote |
Cemagref |
Organisme(s)
associé(s) |
RTM
- indus. (Daniel Mancheron) - Commune de Lavaldens |
Coordonnateur |
Gérard
BRUGNOT |
Participants |
François
RAPPIN, Gérard VERGES |
2) Contexte du projet
Site(s)
d'étude |
Test
de la machine à forer sur un chantier de pose de filets
paravalanche sur la commune de Lavaldens et
installation de filets paravalanches à Saint-Pierre
de Chartreuse |
Contexte
de l'étude |
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). |
Initiation
du projet |
Participation
du PGRN |
Montant
du financement
(k€) |
8,994
k€ (59 kF) |
Part
du CG38 - PGRN |
~
5 % |
(Co)-Financements |
Majoritaire
: ANVAR |
Appréciation
du rôle du financement CG38 - PGRN |
Contribution
financière et scientifique (autres labos intéressés
: 3S…) ; encouragement à la mise au point. Financement
d’amorçage (au moment des essais, personne ne croyait
à la possibilité d’ancrer les filets paravalanches
en sol meuble en forte pente…). Il a servi à faire
face au surcoût lié à la nouveauté
du procédé. |
3)
Objectifs, méthodes et résultats
Objectifs |
Réaliser
des essais pour la qualification d’une machine à
forer sur une forte pente.
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). |
Méthodologie |
Test
en vraie grandeur sur un chantier de pose de filets paravalanche,
dans des conditions de travail particulièrement difficiles
(pentes de 40 à 45°, soit 80 à 100%).
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. |
Résultats |
Au
plan technique : 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. |
4)
Débouchés du projet
Utilisateurs
finaux potentiels |
Maîtres
d’œuvre d’ouvrages de protection en montagne
(RTM…),
Collectivités, entreprises de travaux acrobatiques |
Production
scientifique |
-
Méthodologie innovante
- Production de connaissances pratiques / opérationnelles |
Partenariats |
-
Préexistant (RTM)
- Initié par ce projet (avec l'industriel)
- Qui se ne se poursuit pas (son entreprise a disparu) |
Retombées
du projet |
Une
présentation de la machine a été faite
devant des élus du département de l’Isère
sur le site du Manival (commune de Saint-Ismier), pour une démonstration
sur terrain plat.
La machine à forer a été utilisée
pour l'installation de filets sur un autre chantier (à
Saint-Pierre de Chartreuse) et de râteliers (sur la commune
de Lavaldens). Suite à des difficultés pour tester
les ancrages en forage profond, les tests en sol meubles (pieux
explosés) ont débouché sur la mise au point
d’une norme AFNOR (cf. François
Rappin) concernant la construction des ancrages
ainsi que leur mise en place (qui sont en général
effectuées par des entreprises différentes).
La machine à forer n’a pas eu de suite en elle-même
mais le procédé d’ancrage est au point et
normalisé. Cette invention a débordé très
largement la recherche française.
Les
recherches sur les pieux explosés ont été
poursuivies dans le cadre des travaux d’Etienne Flavigny
sur le torrent du Manival (cf. projet
3S 1991/92).
L’entreprise
à l’origine de ce travail et les opérateurs
impliqués ont ensuite proposé un projet européen
sur les nouvelles technologies, en association avec des partenaires
anglais, mais le projet n’a pas été retenu
après avoir tout de même franchi le premier stade
de sélection.
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5)
Valorisation du projet
Publications
et communications |
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Pages
Web |
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