Diagnostic en ENAC Démarches et outils de mesures Thème : Mesures sur les structures.

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1 Diagnostic en ENAC Démarches et outils de mesures Thème : Mesures sur les structures

2 Table des matières Introduction Méthodes des mesures et résultats:  Laser  Comparateur mécanique  Pots hydrostatiques  Inclinomètres Comparaison des 4 méthodes Conclusion 2

3 Introduction

4 Buts principaux

5 Vue extérieure du pont

6 Intérieur du pont (caisson)

7 Intérieur du pont, endroit du QG

8 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

9 Pourquoi étudier ce pont

10 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

11 1. Méthode du Laser

12 Methode : outils et but But: Le but est de mesurer l’influence de la température sur la flèche. Instruments : thermomètre a thermocouple et laser

13 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.

14 Paramètres qui influencent… Les paramètres suivants peuvent faire varier la température et indirectement la flèche: a.L’heure b.L’ensoleillement c.La vitesse et la direction du vent d.Hauteur et azimut du soleil

15 Mesures… Pause de midi Erreur dans le protocole

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

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

18 Remarques et imprecisions… Un changement du protocole (par exemple entre groupes) peut fausser les résultats.

19 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.

20 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).

21 2. Méthode du comparateur mécanique

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23 Variations du comparateur

24 Variations en fonction de la température

25 Sources d'erreurs Circulation sur le pont Température : dilatation du câble Humaine : erreur de lecture sur le cadrant

26 3. Méthode des pots hydrostatiques

27 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

28 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.

29 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 ….

30 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.

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32 4. Méthode de l‘Inclinomètre FOTO Inclino

33 Inclinomètre 33

34 Principe d‘inclinométrie Mesure de l‘inclinaison – différence de rotation par rapport à une inclinaison de référence Acquisition des données: automatiquement par ordinateur – φ j,i : rotation mesurée au point j à la mesure i – φ j,0 : rotation mesurée au point j à la mesure de référence  la première mesure de la série de mesures de chaque inclinomètre) ∆ φ j,i = φ j,i - φ j,0 : différence de rotation mesurée à l‘inclino j à la mesure i depuis la première mesure de la série [mrad] 34

35 φ j,i : rotation mesurée au point j à la mesure i φ j,0 : rotation mesurée au point j à la mesure de référence 0  la première mesure de la série de mesures de chaque inclinomètre) 35

36 Principe d‘inclinométrie Le but de tout ceci  la courbe déformée pour la mesure i – on veut calculer w j,i : flèche à l‘inclino j à la mesure i [mm] – w i (x) est approché par un polynôme de degré 4: w i (x) = a’x 4 + b’x 3 + c’x 2 + d’x + e‘ – ∆φ i (x) en est la dérivée: ∆φ i (x) = ax 3 + bx 2 + cx + d  nous connaissons les x (positions des inclinomètres) et les ∆φ i (x)  il nous reste à trouver les paramètres a, b, c, d resp. a‘, b‘, c‘, d‘ et e‘ 36

37 Dépouillement 37

38 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) 38

39 Résultat 39

40 Lundi Dimanche Samedi Vendredi Jeudi Mardi

41 Comparaison des 4 méthodes 41

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

43 Estimation des prix Le MatérielMise en place et entretien Traitement des données

44 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

45 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.

46 Questions? 46

47 Merci pour votre attention! 47