Brevet FR2524632A1 — publié le 19831007

L'invention a trait à un extensomètre pour mesurer des mouvements de roches et de fondations, du genre comprenant un organe d'ancrage des- tiné à être fixé au point de mesure, une tige de mesure associée à cet organe d'ancrage et pouvant se déplacer librement à l'intérieur d'une enveloppe tubulaire, cette tige présentant à son extrémité libre une prise ainsi qu'une tête d'extensomètre reliée à ladite enveloppe tubu- laire et ancrée à ladite prise, de telle sorte que l'on puisse mesurer le changement de position de la prise de la tige par rapport à la tête de l'extensomètre. On utilise des extensomètres de ce genre principalement pour me- surer les mouvements de couches minérales, par exemple dans la construc- tion de tunnels et de barrages de retenue, mais aussi pour mesurer les glissements de terrain sous des bâtiments et constructions de grande hauteur En règle générale, cela consiste à effectuer la mesure dif- férentielle du mouvement éventuellement produit entre différentes cou- ches; par conséquent, pour cela, on enfonce des extensomètres indivi- duels à des profondeurs différentes et on en mesure les changements de position dans chaque cas. Dans la pratique courante on trouve essentiellement deux types d'appareils de mesure, à savoir l'extensomètre à fil et l'extensomètre à tige Dans le premier cas, on tend un fil entre le point d'ancrage dans la roche et la tête de l'extensomètre o 1 er fil passe autour d'un galet et supporte un poids Un mouvement du sous-sol se traduit par un mouvement correspondant du fil autour du galet, lequel est équipé d'un appareil de mesure des longueurs On enregistre également des change- ments à l'aide d'une mesure des trajectoires Toutefois, ces extenso- mètres à fil sont d'une utilisation difficile, surtout lorsque les points d'ancrage sont situés à de grandes profondeurs, mais aussi lors- qu'il faut effectuer plusieurs mesures à l'aide de plusieurs extensomà- tres répartis dans un espace restreint. Dans ces derniers cas, des extensomètres à tige, contrairement à ceux que l'on vient de décrire, se sont révélés efficaces; dans ce type d'appareil, on mesure sur la tête d'extensomntre le changement de po- sition de la tige sur sa prise, par exemple à l'aide d'un comparateur, d'un palpeur ou organe similaire Dans ce cas, la mesure pratiquée à de grandes profondeurs est également très onéreuse, attendu que la tige doit être composée de sections pouvant être manipulées individuellement et qui sont reliées entre elles par des accouplements et introduites successivement dans le forage Dans ce cas ce n'est pas seulement le -2co t de fabrication qui constitue un inconvénient en soit, mais aussi, dans de nombreux cas, la perte de temps que représente la mise en oeuvre de l'extensomètre Il existe de nombreux exemples d'utilisation, par exemple dans la construction de tunnels après la couverture du sol, dans lesquels des mesures doivent être effectuées dans un délai très court, par exemple dans les premières heures ou les premiers jours, lesquels sont absolument décisifs pour la construction intérieure et les travaux de sécurité dans un tel objectif. L'invention a pour but de résoudre le problème que pose la réali- sation d'un extensomètre à tige du genre indiqué plus haut, lequel per- met également d'entreprendre la mesure à grandes profondeurs des valeurs nécessaires et cela à courte échéance et rapidement. L'appareil suivant l'invention présente les avantages suivants On dispose actuellement, en quantité suffisante, de matières plastiques is armées qui, d'une part, peuvent subir une flexion jusqu'à un rayon de courbure de 50 cm et possèdent de plus une faculté de retour élastique tellement élevé qu'elles reprennent totalement leur forme linéaire ini- tiale après une telle flexion Il est donc possible de réaliser la tige de l'extensomètre sous forme d'un élément unique sur la totalité de sa longueur, tige que l'on peut introduire sans inconvénient dans un trou de grande profondeur (jusqu'à 100 m par exemple) et qui, après cette introduction, reprend sa forme linéaire développée d'origine Par con- séquent, sur le chantier il suffit de percer les trous nécessaires, d'y introduire d'abord la tige et l'enveloppe tubulaire qui l'entoure ainsi que l'organe d'ancrage, de fixer cet organe d'ancrage à l'endroit de mesure, par injection de béton ou similaire, et enfin de mettre en place la tète de l'extensomètre Par ces moyens, la mise en oeuvre peut être sensiblement accélérée en utilisant des dispositions connues Une autre simplification, tant au point de vue du transport que de la mise en oeuvre,réside dans le fait que les tiges de mesure suivant la présente invention peuvent être enroulées sous forme de rouleaux débiteurs avec un rayon de courbure correspondant et livrées au chantier selon la lon- gueur désirée, et soit prêtes à l'usage, soit mises à longueur sur le chantier même et complétées Dans la mesure o cela est nécessaire, l'assemblage d'un tel extensomàtre est également plus simple et rapide à exécuter. Suivant un mode possible de réalisation de l'invention, la tige en matière plastique peut être collée, vissée ou fixée de toute autre façon adéquate dans un alésage de l'organe d'ancrage On peut prévoir -3- à cet effet un accouplement relativement simple, attendu qu'il n'a pra- tiquement aucun effort appréciable à transmettre. Dans une variante de réalisation de l'invention, la tige en matière plastique est reliée à la prise par l'intermédiaire d'une pièce filetée. Cette prise peut par conséquent être ajoutée ultérieurement et notamment ajustée définitivement après la mise en place du dispositif. La pièce filetée sera avantageusement constituée par un ensemble formé d'une douille filetée et d'une tige filetée reliée à cette douille et sur laquelle la prise peut se visser à son tour L'amplitude possible d'ajustage peut être encore accrue en remplaçant la tige filetée par une tige plus longue. Enfin, la tige en matière plastique peut être munie d'une revête- ment de protection afin de la rendre par exemple résistante à l'usure, même si le mouvement de cette tige à l'intérieur de l'enveloppe tubu- laire ne donne lieu à aucun frottement appréciable. L'invention sera maintenant décrite en se rapportant au dessin annexé dont l'unique Figure représente en coupe longitudinale axiale un mode particulier de réalisation de l'extensomètre qui constitue l'ob- jet de l'invention. Le dessin montre l'extensomètre prêt à être mis en oeuvre Il se compose, dans ses éléments constitutifs fonctionnels, d'une tête de mesure 1 comprenant une tête d'extensomètre 2, d'une tige de mesure 3 entourée d'une enveloppe tubulaire 4 et d'un organe d'ancrage 5 La tige de mesure 3 est réalisée en matière plastique armée, par exemple une tige 3 de matière plastique renforcée par de la fibre de verre, qui s'étend sur pratiquement la totalité de la profondeur du forage et dont l'extrémité inférieure est fixée par vissage, collage ou autre moyen connu à un organe d'ancrage 5 Ce dernier est pourvu extérieurement d'un profilage en relief 6 afin de réaliser un ancrage parfait au lieu de mesure dans la couche rocheuse à analyser, par exemple à l'aide d'une injection de béton La tige en matière plastique 3 est pourvue, du moins dans sa partie entourée par l'enveloppe tubulaire 4, d'un revêtement de protection 7 A son extrémité supérieure libre la tige de matière plas- tique 3 est raccordée par une pièce filetée à une prise 8 Cette pièce filetée se compose d'une simple tige filetée 9 et d'une douille tarau- dée correspondante 10 dans laquelle se visse l'extrémité inférieure de la tige filetée 9, cette douille 10 étant par ailleurs vissée par son extrémité libre sur l'extrémité supérieure libre de la tige en matière plastique 3 Sur l'autre extrémité de la tige filetée 9 se visse la -4 prise 8 munie à cet effet d'un -taraudage correspondant Ce taraudage de l'organe 8 permet, après la mise en oeuvre de l'extensomètre, un réglage axial de la prise 8 sur la tête de mesure 1 On peut élargir la gamme de réglages possibles en remplaçant la tige filetée par une tige soit plus courte, soit plus longue. L'enveloppe tubulaire 4 qui entoure la tige de matière plastique 3 est également réalisée en matière plastique, par exemple en PVC, et se raccorde par l'intermédiaire d'une gaine élastique 11 à l'organe d'ancrage 6 L'autre extrémité de l'enveloppe tubulaire 4 s'ajuste dans la tête 2 de l'extensomètre o elle peut être fixée par exemple par collage La tête 2 de l'extensomètre est pourvue extérieurement de plu- sieurs parties profilées à six-pans espacées axialement entre elles. Sur cette tete d'extensomètre on place une plaque de montage 12 fixée par un contre-écrou-13 Enfin, la tète de l'extensomètre peut être fer- mée hermétiquement par un bouchon fileté 14. La plaque de montage 12 peut être réalisée de telle sorte qu'elle puisse recevoir plusieurs têtes de mesure t d'extensomètres ayant des longueurs différentes, de manière que les têtes 2 de ces extensomètres puissent être aisément groupées en faisceaux grâce à la disposition des surfaces à six-pans. Un changement de position de l'organe d'ancrage 6 ou un mouvement de la couche rocheuse dans laquelle cet organe est ancré se détecte par un changement de position de la prise 8 par rapport à la plaque de mon- tage 12 ou à la tête 2 de l'extensomètre, de façon que l'on puisse dé- terminer l'importance de ce changement par l'intermédiaire d'un capteur de déplacement, par exemple un comparateur ou appareil similaire, bran- ché sur la prise 8. - REVENDICATIONS 1 Extensomètre pour mesurer des mouvements de roches et de fondations, notamment le déplacement de couches minérales, comprenant un organe d'ancrage ( 5) destiné à être fixé au point de mesure, une tige de mesu- re ( 3) raccordée à cet organe d'ancrage ( 5) et librement mobile à l'in- térieur d'une enveloppe tubulaire ( 4), cette tige de mesure ( 3) compor- tant à son extrémité libre une prise ( 8) et une tête d'extensomètre ( 2) ancrée à l'enveloppe tubulaire ( 4) au niveau de ladite prise ( 8), de manière à pouvoir mesurer le changement de position de la prise ( 8) de la tige par rapport à la tête de l'extensomètre, celui-ci étant carac- térisé par le fait que la tige est constituée par une baguette ( 3) en matière plastique armée reliée par une extrémité à l'organe d'ancrage ( 5) et par l'extrémité opposée à la prise ( 8). 2 Extensomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ba- guette en matière plastique ( 3) est collée dans un perçage de l'organe d'ancrage ( 5). 3 Extensomètre selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que la baguette en matière plastique ( 3) est reliée à la prise ( 8) par l'intermédiaire d'une pièce filetée ( 9). 4 Extensomètre selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce filetée est constituée par une douille filetée( 10), vissée sur la baguette ( 3) en matière plastique et par une tige filetée ( 9) reliée à ladite douille et vissée dans ladite prise ( 8). 5 Extensomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, carac- térisé en ce que la baguette en matière plastique ( 3) est pourvue d'un revêtement de protection ( 7) 1