Brevet FR2476173A2 — publié le 19810821

FR 2476173 A2 19810821 FR 8003634 A 19800214 L'invention est relative à des perfectionnements apportés au procédé et au dispositif permettant l'exécution d'essais dynamiques de chargement de pieux, décrit dans le brevet principal No 79/18.176, déposé le 9 Juillet 1979. Le brevet principal decrit un procede et un dispositif permettant de connaître la resistance à la charge de pieux de fondation, c'est-a-dire la résistance à l'enfoncement dans le sol sous l'action d'un effort vertical appliqué à la tête du pieu. Selon le brevet principal, le procédé consiste à libérer instantanément une quantite d'énergie déterminée en direction de la tête du pieu, d'accumuler cette énergie et de la transmettre à la tête du pieu progressivement dans le temps, pendant un temps suffisant pour provoquer un déplacement de la pointe du pieu. Par mesure et par calcul, on détermine à tout instant la charge appliquée à la tête du pieu et le déplacement de celle-ci, ce qui permet de deduire d'un palier de cette charge correspondant au déplacement du pieu la force portante ultime de celui-ci. Le procéde selon le brevet principal est également caractérise par le fait que l'on transmet l'énergie à la tête du pieu par l'inter médiaire d'un organe amortisseur apte à se raccourcir suivant la direction du pieu d'une distance proportionnelle à la force qu'il reçoit ou restitue. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procedé, selon le brevet principal, comporte des moyens pour libérer instantanément en direction de la tête du pieu une quantite d'energie determinée, un dispositif amortisseur entre ces moyens et la tête du pieu, des moyens pour mesurer ou calculer à chaque instant la force appliquee par le dispositif amortisseur sur la tête du pieu, et le deplacement de celle-ci, et enfin des moyens d'enregistrement des dites mesures. Il apparat à l'usage que le dispositif amortisseur absorbant l'énergie libéree par le mouton, pour la retransmettre progressivement dans le temps à la tête du pieu, restitue une partie de cette énergie. Cette restitution provoque la remontée du mouton, c'est-à-dire en fait son rebondissement. Ce phénomène est surtout sensible lorsque le dispositif amortisseur est constitué de ressorts de compression. Après son rebondissement, le mouton redescend en direction de la tête du pieu et provoque une seconde transmission d'énergie en direction de la tête du pieu qui en fait est une transmission d'énergie parasite qui brouille la mesure. Dans le cas oO le dispositif amortisseur est constitué de ressorts de compression, cette force parasite est relativement gênante; Un des buts de la présente invention consiste à eliminer ce phénomène parasite. Un autre but de la presente invention est de déterminer avec précision l'énergie restituee par le dispositif amortisseur et l'énergie absorbee par le pieu. Le procedé d'essai dynamique de chargement d'un pieu "in situ", selon llune quelconque des revendications 1 ou 2 du brevet principal, est caractérise par le fait que l'on retient les moyens permettant de libérer une quantité d'energie déterminée en direction de la tête du pieu, apres transmission de la dite quantité d'énergie et rebondissement des dits moyens sur la tête du pieu. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 du brevet principal est caractérisé par le fait que les moyens comprenant un mouton, pour libérer instanta nément en direction de la tete du pieu une quantité d'énergie déterminée, comprennent des moyens de blocage permettant de retenir le mouton après rebondissement sur la tête du pieu.. L'invention sera mieux comprise si l'on se refère à la description ci-dessous, ainsi qu'au dessin en annexe qui en fait partie integrante. La figure unique représente de manière schématique le dispositif d'essais , en position sur la tête d'un pieu, en coupe par un plan vertical incluant l'axe du pieu. Dans cette figure, le pieu est représenté en 1. Ce pieu est de tout type connu en soi, il est enfoncé verticalement dans le sol 2. La référence 3 est utilise pour désigner la pointe du pieu, c'est-à- dire l'extrémité enfoncée dans le sol, et la référence 4 pour désigner la tête du pieu. Sur la tete du pieu se trouve une plaque de base 6 qui epouse la face supérieure de la tête du pieu et présente un rebord en saillie 7. Ce rebord épouse la zone périphérique-du pieu immédiatement sous la surface supérieure de sa tête. De cette plaque de base 6 partent deux colonnes 8 et 9, orientées vers le haut sensiblement parallèlement à la direction 5 de l'axe du pieu, de part et d'autre de celles-ci. Ces deux colonnes par exemple sont cylindriques de révolution. Elles sont destinées à assurer le guidage à coulissement suivant l'axe 5 d'un mouton 10, qui par exemple est formé par une superposition de plaques d'acier. parallèles 11. Ces plaques sont assemblées par tous moyen appropriés,qui ont eté schématisé s par les références 12 et 13. Un dispositif amortisseur 14 est placé sur la surface supérieure de la plaque de base , entre celle-ci et le mouton 10. Dans le cas présent, ce dispositif amortisseur est de préférence constitué par une pluralité de ressorts de compression 15 d'axes parallèles à la direction 5. Ces ressorts sont guidés sur une partie de leur longueur par tout dispositif approprié, et par exemple par des tiges 16 fixées sur la plaque de base 6. Dans un mode préférentiel de réalisation, la longueur de ces tiges 16 est inférieure ou égale à la longueur maximale des ressorts comprimés sous l'effet de la chute du mouton 10. L'essai dynamique du pieu consiste à libérer le mouton depuis une hauteur déterminée. Dans sa chute, le mouton accumule une quantité d'energie determinee qu'il communique au dispositif amortisseur qui la transmet progressivement dans le temps à la tête du pieu. Dans le cas present, des accéléromètres 17 et 18, placés respectivement sur le mouton 10 et sur la plaque de base 6, ont été prêfé- rés auxmicrometrs dont l'utilisation a éte décrite dans le brevet principal. Ces accéleromètres donnent des informations à tout moment sur l'accélération respective du mouton et de la tête du pieu et l'on peut determiner par intégrations simple et double respectivement les vitesses et les deplacements du mouton et de la tête du pieu. Le dispositif amortisseur, après compression, restitue une partie de l'énergie qui lui a eté communique par le mouton en direction de celui-ci. Le mouton rebondit donc vers le haut. Le procédé améliore selon l'invention consiste à retenir le mouton après rebondissement afin d'éviter un rebondissement ultérieur qui engendrerait une transmission d'énergie parasite. De préférence, le mouton est retenu après le rebondissement lorsque sa vitesse linéaire est sensiblement nulle. Ceci permet de determiner avec precision laquantite d'énergie absorbée par le pieu, qui est proportionnelle à la différence de hauteur entre la position de départ du mouton et la position après rebondissement, à une vitesse sensiblement nulle. Le dispositif amélioré selon la présente invention, comporte des moyens qui permettent de retenir le mouton après rebondissement lorsque sa vitesse est sensiblement nulle. Dans un mode préférentiel de réalisation, ces moyens consistent en une crémaillère dirigée selon l'axe 5, et articulée en 20 sur la surface supérieure des plaques formant le mouton et solidarisée à celles-ci. Cette crémaillèreest guidée dans sa partie supérieure par un carter 21, à l'intérieur duquel elle est libre en translation selon la direction 5. Cette crémaillère est double, et comporte donc des dents sur la plus grande partie de sa longueur, sur deux de ses faces symetriques par rapport à l'axe 5. Les dents 22 comportent une face plane 23 et une face oblique 24, pour chaque dent la face plane est située sous la face oblique. La longueur de la crémaillère est supérieure à l'amplitude maximale du mouvement de translation du mouton au cours des différents essais qu'il est susceptible de réaliser, de manière à ce que l'extré- mite superieure de la crémaillère soit toujours engagée. dans le carter 21 et guidé par celui-ci. Dans la présente mise en oeuvre du procédé, deux loquets 25 et 26, articulés, sont situés en regard des faces dentées de la cremail- lère. Ces deux loquets présentent respectivement des dents 27 et 28, de forme complémentaire de celles de la crémaillère. Il s sont articulés en rotation autour d'axes respectifs 29 et 30 qui leur permettent un mouvement de rotation partielle dans le plan des faces dentées de la crémaillère. Les axes 29 et 30 sont solidaires des colonnes 8 et 9 par l'intermédiaire d'un bàti 31 fixé à la partie superieure de celle -ci et d'un carter 32 qui recouvre la partie supérieure.des loquets. Les loquets 27 et 28 sont commandés -respeétivement par deux vérins 33 et 34 montes sur le bâti 31. De préférence ces verins sont hydrauliques et manoeuvrent les loquets simultanément de manière à ce que les dents 27 et 28 des loquets viennent s'engager sous des dents de la crémaillère, ce qui permet de la verrouiller et- de la retenir. La longueur dentée de la crémaillère est telle que quelTe que soit la position du mouton au cours des essais, des dents de celle-ci soient en regard des dents des loquets. Lors d'un essai, le mouton est placé à une hauteur déterminée par rapport à la plaque de base 6 du dispositif. Il est alors manoeuvré par tout dispositif approprié, et par exemple par deux vérins hydrauliques non représentés dans la figure unique. Lorsque le mouton se trouve à la hauteur voulue, les vérins 33 et 34 sont actionnés et les loquets verrouillent la cremaillère et retiennent le mouton. Pour libérer le mouton, les vérins sont actionnés de manière à déverrouiller la crémaillère, et à éloigner les loquets de celle-ci. Le mouton accumule de l'énergie au cours de sa descente, la communique au dispositif amortisseur qui la retransmet à la tête du pieu. Lorsque le mouton remontera sous l'effet dd rebondissement, les verins seront de nouveau actionnes au moment où le mouton aura une vitesse sensiblement nulle, c'est-à-dire lorsqu'il aura atteint sensiblement sa hauteur maximale de rebondissement. Les loquets seront donc fermés, verrouilleront la cremaillère, et retiendront le mouton à sa hauteur maximale de rebondissement. Il suffit alors de mesurer la difference de hauteur entre la hauteur de départ du mouton et sa hauteur maximale de rebondissement afin de déterminer à une constante près l'énergie absorbée par le pieu. Pour remonter le mouton en position de depart pour un nouvel essai, il suffit de le manoeuvrer par exemple par des vérins hydrauliques, de déverrouiller la crémaillère. Lorsque celui-ci sera à a hauteur voulue, la crémaillère sera de nouveau verrouillée et les verins de manoeuvre seront désolidarisés du mouton. Dans un mode préférentiel de réalisation, la commande des vérins des loquets est manuelle, cependant elle pourrait tout aussi être automatique, la vitesse du mouton etant déterminée par tout capteur approprie. Naturellement, on pourrait envisager de nombreuses variantes de mise en oeuvre du procedé amélioré selon l'invention, sans sortir pour autant du cadre de celle-ci. Notamment, on pourrait utiliser d'autres moyens de verrouillage du mouton. On pourrait également utiliser d'autres moyens d'enregistrement des accélérations ou du déplacement du mouton et de la tête du pieu que la bande magnetique à grande vitesse décrite dans le brevet principal, est par exemple un oscilloscope à memoire dont on peut photographier les courbes qu'il trace. REVENDICATIONS 1. Procédé d'essai dynamique de chargement d'un pieu "in situU selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 du brevet principal No 79/18.176, caractérisé par le fait que l'on retient les moyens permettant de libérer une quantité d'énergie déterminée en direction de la tête du pieu après transmission de la dite quantite d'énergie et rebondissement des dits moyens sur la tête du pieu. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on retient les dits moyens apres rebondissement sur la tête du pieu lorsque leur vitesse est sensiblement nulle. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on détermine la quantité d'énergie absorbée par le pieu en mesurant les différences de hauteurs des dits moyens entre leur position de départ et leur position après rebondissement, à une vitesse sensiblement nulle. 4. Dispositif pour la mise du procédé, selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 du brevet principal No 79/18.176, caractérisé par le fait que les dits moyens comprenant un mouton, pour libérer instantanement en direction de la tête du pieu une quantite d'énergie déterminée, comprennent des moyens de verrouillage permettant de retenir le mouton après rebondissement sur la tête du pieu à une hauteur déterminée. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les dits moyens de verrouillage comprennent une crémaillère orientée sensiblement verticalement, vers le haut, parallèlement à la direction des guides du mouton, et solidaire de celui-ci dans son mouvement de translation vertical. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la crémaillère est double. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que des loquets comprenant des dents de forme complémentaire de celles de la crémaillère, verrouillent la crémaillère lorsque la-vitesse du mouton atteint une valeur predéterminée après rebondissement. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que des loquets verrouillent la cremaillere, lorsque la vitesse du mouton est sensiblement nulle apres rebondissement. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les loquets sont partiellement libres en rotation dans le plan des faces dentées de la crémaillère 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait que des vérins hydrauliques commandent le verrouillage et le déverrouillage de la crémaillère par les loquets.