Brevet FR2807519A1 — publié le 20011012

La présente invention concerne les procédés permettant de déterminer la résistance à la destruction corps situé dans un milieu d'une nature donnee, ce corps ayant une structure déterminée et comportant un logement creux, qui trouvent une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la détermination de la résistance à la destruction des ouvrages d'art comme les tunnels, les galeries, les conduites de grandes dimensions, etc. La présente invention concerne aussi les dispositifs permettant de mettre en oeuvre les procédés dénis ci-dessus. 11 est bief? connu des procédés pour déterminer la résistance corps donné, à sa destruction. De tels procédés consistent essentiellement à appliquer intensités croissantes de forces opposées sur le corps, jusqu'à une valeur prédéterminée, en espérant qu'elle ne sera pas destructrice du corps. Quand un corps creux comme, par exemple, un tunnel, une conduite, etc. est enfoui dans un sol depuis un certain temps, il est nécessaire de déterminer son état, par exemple sa déformation et sa résistance à la destruction. Pour ce faire, d'une part il n'est possible d'appliquer les deux forces opposées que sur la surface intérieure du corps creux et, d'autre part il est bien entendu très dommageable d'appliquer dans ce cas des forces qui peuvent se révéler destructrices. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de mettre en oeuvre un procédé qui pallie au moins une grande partie des inconvénients des procédés de l'art antérieur. La présente invention a aussi pour but de réaliser un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, pour déterminer la résistance d'un corps à sa destruction, lorsque ce corps est situé dans un milieu d'une nature donnée, ce corps ayant une structure déterminée et comportant un logement creux. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé permettant de déterminer la résistance d'un corps à sa destruction, lorsque ce corps est situé dans un milieu d'une nature donnée, ledit corps ayant une structure déterminée et comportant un logement creux, caractérisé par le fait qu'il consiste - à appliquer deux forces opposées respectivement en deux premier et second points de la surface dudit logement, - à faire varier de façon croissante l'intensité des deux forces opposées, entre deux première et seconde valeurs F, et F2, - à déterminer la variation Al, et A12, par rapport à une valeur origine, de la distance séparant les deux premier et second points, respectivement pour la première intensité F, des deux forces opposees et pour la seconde intensité F2, - à déterminer le rapport R entre F2 - F, et O12 - /\1,, - à comparer la valeur de ce rapport R avec celles d'un ensemble de valeurs déterminées expérimentalement avec des corps similaires audit corps et situés dans un milieu similaire audit milieu et, en fonction de. cotte comparaison, - à faire première estimation de la résistance à la destruction dudit corps. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le procédé consiste en outre - à faire varier de façon décroissante l'intensité des deux forces opposées, entre les deux dites seconde et première valeurs F2 et F,, - à déterminer la variation 013, par rapport à la même valeur origine, la distance séparant les deux premier et second points, lorsque l'intensité des deux forces opposées est revenue à la première valeur F,, - à déterminer le rapport Q entre F2 et A13 - A1 1, - à comparer la valeur de ce rapport Q avec celles d'un ensemble de valeurs déterminées expérimentalement avec des corps similaires audit corps et situés dans un milieu similaire audit milieu et, en fonction de cette comparaison, - à faire une deuxième estimation de. la résistance à la destruction dudit corps, complétant la première estimation. La présente invention a aussi pour objet un procédé permettant de determiner la résistance d'un corps à sa destruction, lorsque ce corps est situé dans un milieu d'une nature donnée, ledit corps ayant une. structure déterminée et comportant un logement creux, caractérisé par le fait qu'il consiste 1) à effecteur au moins deux séquences d'opérations successives consistant respectivement - à appliquer deux forces opposées respectivement en deux premier et second points de la surface dudit logement, - à faire varier de façon croissante l'intensité des deux forces opposées, entre deux première et seconde valeurs F1 et F2, et - à déterminer la variation 41, et A12, par rapport à une valeur origine, la distance séparant les deux premier et second points, respectivement pour la première intensité F, des deux forces opposées et pour la seconde intensité F2, II) à déterminer, chaque séquence, le rapport R entre. F2 - F; et 012 - AI 1, III) puis, dans opération finale, - à comparer les valeurs des rapports R déterminés pour l'ensemble des séquences, avec celles d'un ensemble de valeurs déterminées expérimentalement avec des corps similaires audit corps et situés dans un milieu similaire audit milieu en fonction de. cette comparaison, - à faire une troisième estimation de la résistance à la destruction dudit corps. Selon une autre caractéristique de la présente invention le proce ' consiste en outre I) lors de chaque séquence, - à faire varier de façon décroissante l'intensité des deux forces opposées, entre les deux dites seconde et première valeurs FZ et FI, et - à déterminer la variation A13, par rapport à la même valeur origine, de la distance séparant les deux premier et second points, lorsque l'intensité des deux forces opposées est revenue à la première valeur FI, II) à déterminer, pour chaque séquence, le rapport Q entre F, et A13 III) puis, dans une opération finale, - à comparer les valeurs des rapports Q déten-ninés pour l'ensemble des séquences, avec celles d'un ensemble de valeurs déterminées expérimentalement avec des corps similaires audit corps et situés dans un milieu similaire audit milieu en fonction de cette comparaison, - à faire une quatrième. estimation de. la résistance à la destruction dudit corps, complétant la troisième estimation. La présente invention a aussi pour objet un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention pour déterminer la résistance d'un corps à sa destruction, lorsque ce corps est situé dans un milieu d'une nature. donnée, ledit corps ayant une structure déterminée et comportant un logement creux, le dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comporte un vérin, ledit vérin comportant deux extrémités, des moyens pour alimenter ledit vérin en fluide sous pression, deux patins conformés pour prendre contact avec la surface dudit logement, des moyens pour monter les deux dits patins respectivement aux deux extrémités du vérin, et des moyens pour mesurer la variation de distance entre les deux dits patins. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels La figure 1 représente, sous forme. schématique., un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, permettant de déterminer la résistance à la destruction d'un corps situé dans un milieu d'une nature donnée, ce corps ayant une structure déterminée et comportant un logement creux, et Les figures 2 à 5 représentent des schémas permettant d'expliciter la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif 1 permettant mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, pour déterminer la résistance d'un corps 2 à sa destruction lorsque le corps 2 est situé dans un milieu d'une nature. donnée, ce corps ayant une structure déterminée et comportant un logement creux 3. A titre d'exemple, ce corps peut être une conduite constituée d'un tube cylindrique constituant le logement creux c, réalisée par exemple en béton, maçonnerie ou analogue, et enterrée dans un sol sableux 4 situé au- dessous d'une route 5 sur laquelle est apte à se déplacer des véhicules automobiles comme des camions ou analogues. De façon schématique, le dispositif comporte un vérin 10 à deux extrémités 11 , 12, des moyens 13 pour alimenter le vérin en fluide sous pression, par exemple une source d'un fluide comme de l'huile, associée à une pompe, un compresseur ou analogue dont pression de sortie peut être modulée, deux patins 14, 15 conformés pour prendre contact avec la surface du logement 3 du corps 2, des moyens pour monter les deux patins 14, 15 respectivement aux deux extrémités 11, 12 du vérin 10, et des moyens 16 pour mesurer la variation distance entre les deux patins 14, 15, par exemple un comparateur metrique qui est connu lui-même et qui ne sera donc pas décrit ici. Le vérin 10 peut par exemple être à simple effet, comportant dans ce cas un cylindre et une seule tige-piston, les deux extrémités 11, 12 étant alors respectivement constituées par une extrémité du cylindre et l'extrémité externe de la tige-piston. Selon une. autre réalisation avantageuse, comme schématiquement illustré sur les figures 1, 4 et 5, le vérin 10 peut être à double effet, comportant dans ce cas un cylindre et deux tiges-pistons montées en opposition, les deux extrémités 11, 12 étant alors respectivement constituées par les extrémités externes des deux tiges-pistons. Le procédé consiste tout d'abord à appliquer deux forces opposées respectivement en deux premier et second points 21, 22 de 1a surface du logement 3. Ces forces sont exercées par les patins 14, 15 qui sont poussés par le vérin 10 au moyen du fluide sous pression. De cette façon, en connaissant la valeur de la pression du fluide et la valeur de la surface des patins, il est facile de connaître parfaitement l'intensité des forces appliquées aux deux points 21, 22 de la surface du logement 3 sur lesquels sont en appui les patins 14, 15. Le. procédé consiste ensuite à faire varier de façon croissante l'intensité. des deux forces opposées, entre deux première et seconde valeurs F, et F2. La première valeur est par exemple égale à zéro Newton, comme sur la figure 3, mais elle peut aussi ne pas être nulle, comme la figure 2. Simultanément, on détermine les variations AI, et A12, par rapport à une valeur origine, la distance séparant les deux premier et second points 21, 22, c' -à-dire en fait la distance séparant les deux patins 14, 15, respectivement pour la première intensité F, des deux forces opposées et pour la seconde intensité F2, comme plus particulierement explicité sur la figure 2. Cette détermination est effectuée, par exemple, au moyen du comparateur métrique 16. Le procédé consiste alors à déterminer le rapport R entre F,) - FI et A12 - A1,, puis à comparer la valeur de ce rapport R avec celles d'un ensemble de valeurs déterminées expérimentalement avec des corps similaires au corps 2 et situés dans un milieu similaire au milieu dans lequel se trouve le corps 2 et, en fonction de cette comparaison, à faire une première estimation de la résistance à la destruction du corps 2. au moins dans les zones entourant les deux points 21; 22 sur lesquels sont en appui les deux patins 14, 15. Dans le but de compléter ou affiner la première estimation, le procédé consiste en outre à faire varier de façon décroissante l'intensité des deux forces opposées, entre les deux seconde première valeurs FZ et FI, figure 2, puis à déterminer la variation A13, par rapport à la même valeur origine, de la distance séparant les deux premier et second points lorsque l'intensite des deux forces opposées est revenue à la première valeur FI. les figures 2 et 3, les valeurs 41, et Al3 sont différentes, mais il est bien évident qu'elles peuvent être égales si la force F2 n'a pas entraîné le dépassement la déformation élastique du corps 2 pour arriver dans la déformation plastique P, figure 2. Cette valeur A13 ayant été déterminée, le. rapport Q entre FZ et A13 - est calculé et la valeur de ce rapport Q est comparée avec celles d'un ensemble de valeurs déterminées expérimentalement avec des corps similaires audit corps et situés dans un milieu similaire audit milieu et, en fonction de cette comparaison, il est fait une deuxième estimation de la résistance à la destruction du corps, complétant la première estimation. Dans la mise en ceuvre du procédé décrit ci-dessus, la valeur F, est prédéterminée de façon empirique. Cependant, pour plus de sécurité, elle peut avantageusement être déterminée de façon expérimentale. Pour cela, le procédé consiste. à définir la courbe représentative de la variation de l'intensité des forces opposées appliquées aux points 21, 22, en fonction de la variation de la distance séparant ces deux points. La valeur F2 est déterminée juste. après le point qui correspond ' un changement notable de la pente de la courbe. Ce point référencé X sur la figure 2 sépare la portion de courbe E qui représente une déformation élastique corps, de la portion courbe P qui représente le début de la déformation plastique de ce corps. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la variation de l'intensité des deux forces opposées peut être de toute forme mais il est bien entendu avantageux qu'elle soit effectuée de façon continue, aussi bien lorsqu'elle croît entre les deux valeurs F, et F2, que lorsqu'elle décroît entre F2 et F,. Le procédé décrit ci-dessus permet de déterminer la résistance à la destruction d'un corps entre les deux points 21 et 22, mais ne permet pas de déterminer lequel ces deux points appartient à la zone de paroi du logement qui est la plus faible, c'est-à-dire celle qui présente la réaction la plus faible à une contrainte exercée sur elle. Aussi, en faisant plus particulièrement référence aux figures 4 et 5, le procédé consiste-t-il outre, dans le but de déterminer, entre les deux points, celui qui appartient à la zone du corps ayant la plus faible résistance à la destruction, dans une première phase (figure 4), à appliquer deux forces antagonistes d'intensités différentes de valeurs F,,, et Fm, respectivement au premier point 21 et au second point 22, et à déterminer la valeur Al(); de la variation de distance séparant ces deux premier et second points. Le procédé consiste ensuite, dans une seconde phase (figure 5), à appliquer les deux forces antagonistes de valeurs Fm et FM, de façon inverse à celle de la première phase, c'est-à- dire respectivement au second point 22 et au premier point 21, et à déterminer la nouvelle valeur AI02 de la variation de la distance séparant ces deux premier et second points. Le procédé consiste alors à comparer les valeurs O10, et A102 pour déterminer, entre les deux points, celui qui appartient à la zone du corps ayant la plus faible résistance à la destruction. A titre d'exemple, par référence aux figures 4 et 5, si la valeur Aloi est supérieure à la valeur A102, la zone de paroi la plus faible est celle qui se trouve sur la partie des figures 4 et 5 référencée G. Si la valeur 010, est inférieure à la valeur o102, la zone de paroi la plus faible. est celle qui se trouve sur la partie D de ces deux figures 4 et 5. Ce résultat peut se démontrer sans difficulté et sa démonstration ne sera pas reprise ici, elle est ' la portée de l'homme du métier. Mais en outre, si les intensités FM et F", sont connues, ce qui est facile, connaissant la valeur de pression exercée par les patins 14, 15 et la valeur des surfaces de ces deux patins, il est même possible de déterminer, avec une bonne approximation, l'amplitude des deformations dans les zones des points 21 et 22 en fonction des valeurs Aloi et A102 définies ci avant. Cette détermination se fait par calcul mathématique, et ne sera donc pas développée dans le simple souci de ne pas alourdir la présente description. En conséquence, les surfaces des deux patins 14, 15 du dispositif 1 qui sont aptes à prendre contact avec paroi logement 3 sont définies dans un rapport donné.. Le procédé décrit ci-dessus donne de bons résultats. Cependant, dans le but d'affiner encore plus ces résultats, il est avantageux de procéder comme décrit ci-après regard notamment de la figure 3. On effectue au moins deux séquences d'opérations successives consistant respectivement : à appliquer deux forces opposées respectivement en deux premier et second points de la surface du logement 3, à faire varier de façon croissante l'intensité des deux forces opposées, entre deux première et seconde valeurs FI et F2, (F1' et F2', ... ), et à déterminer les variations AI, et A12, (Al,' et A12', ... ), par rapport à une valeur origine, de la distance séparant les deux premier et second points, respectïvernent pour la première intensité F, des deux forces opposées et pour la seconde intensité F,. Pour chaque séquence, on détermine le rapport R, (R', ... ) entre F2 - F I et Al, - A],. Enfin, dans une opération finale, on compare les valeurs des rapports R (R', ...) déterminés pour l'ensemble des séquences, avec celles d'un ensemble de valeurs déterminées expérimentalement avec des corps similaires audit corps et situés dans un milieu similaire au milieu et, en fonction de cette comparaison, on fait une troisième estimation de la résistance à la destruction du corps 2. De façon préférentielle, le procédé peut consister en plus, lors de chaque séquence, à faire varier de façon décroissante l'intensité des deux forces opposées, entre les deux seconde et première valeurs F2 et F,, et à déterminer la variation A13, par rapport à la même valeur origine, de la distance séparant les deux premier et second points lorsque l'intensité des deux forces opposées est revenue à la première valeur F,. II consiste ensuite à déterminer, pour chaque séquence, le rapport Q entre F2 et AI3 - Al] et, dans une opération finale, à comparer les valeurs des rapports Q déterminés pour l'ensemble des séquences, avec celles d'un ensemble de. valeurs déterminées expérimentalement avec des corps similaires au corps 2 et situés dans un milieu similaire au milieu 4. En fonction de cette comparaison, il est possible de faire une quatrième estimation de la résistance à la destruction du corps 2, complétant la troisième estimation. Les résultats des comparaisons mentionnées ci-avant sont bien révélateurs de la résistance d'un corps à sa destruction. En effet, la Demanderesse a déterminé qu'il y a toujours une certaine similitude entre des corps de même structure qui sont placés dans un même environnement. Leur résistance à destruction, dans ces conditions, est toujours sensiblement la même. Ainsi, la Demanderesse a déterminé que les paramètres mentionnés ci-dessus, notamment les rapports R et Q, sont bien représentatifs de ce comportement. Ils peuvent donc. être utilisés par comparaison, pour estimer la résistance d'un corps à sa destruction. Cette estimation est généralement utilisée pour décider s'il est nécessaire ou non d'entreprendre, par exemple, des travaux d'entretien, de reconstruction, de solidification, de réparation, etc., et même pour concevoir nouveaux corps dans des endroits prédéterminés, par exemple des ouvrages d'art comme ceux mentionnés au préambule de la présente description. REVENDICATIONS 1. Procédé permettant de déterminer la résistance d'un corps à sa destruction, lorsque ledit corps est situé dans un milieu d'une nature donnée, ledit corps ayant une structure déterminée et comportant un logement creux, caractérisé par le fait qu'il consiste - à appliquer deux forces opposées respectivement en deux premier second points de la surface dudit logement, - à faire varier de façon croissante l'intensité des deux forces opposees, entre deux première et seconde valeurs F1 et F2, - à déterminer la variation 011 et 012, par rapport à une valeur origine, de la distance séparant les deux premier et second points, respectivement pour la première intensité F, des deux forces opposees et pour la seconde intensité F2, - à déterminer le rapport R entre F2 - F, et A12 - A11, - à comparer la valeur de ce rapport R avec celles d'un ensemble de valeurs déterminées expérimentalement avec. des corps similaires audit corps et situés dans un milieu similaire audit milieu et, en fonction de cette comparaison, - à faire première estimation de la résistance à la destruction dudit corps. 2. Procède selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste en outre - à faire varier de façon décroissante l'intensité des deux forces opposées, entre les deux dites seconde et première valeurs F2 et F,, - à déterminer la variation A13, par rapport à la même valeur origine, de la distance séparant les deux premier et second points, lorsque l'intensité des deux forces opposées est revenue à la premiere valeur F1, - à déterminer le rapport Q entre F2 et A13 - A1,, - à comparer la valeur de ce rapport Q avec celles d'un ensemble de valeurs déterminées expérimentalement avec. des corps similaires audit corps et situés dans un milieu similaire audit milieu et, en fonction de cette comparaison, - à faire deuxième estimation de la résistance à la destruction dudit corps, complétant la première estimation. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il consiste - à définir la courbe représentative de la variation de l'intensité des forces opposées en fonction de la variation de la distance séparant les deux premier et second points, et - à déterminer seconde valeur FZ de l'intensité des deux forces opposées en fonction d'un changement notable de la pente de ladite courbe. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la premiere valeur FI de l'intensite des deux forces opposées est zéro Newton. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la variation croissante de l'intensité des deux forces opposées est effectuée de façon continue entre deux première et seconde valeurs F, et F2. 6. Procédé selon la revendication 2 et l'une des revendications 1, 3, 4 et 5, caractérisé par le fait que la variation décroissante de l'intensité des deux forces opposées est effectuée de façon continue entre les deux seconde et première valeurs FZ et F,. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que, dans le. de déterminer, entre deux points, celui qui appartient à la zone du corps ayant la plus faible résistance à la destruction, il consiste - dans une première phase, - à appliquer deux forces antagonistes d'intensités différentes de valeurs et FM, respectivement au premier point et au second point, et - à déterminer la valeur AI(), de la variation de la distance séparant les deux premier et second points, - dans une deuxième phase, - à appliquer les deux dites forces antagonistes de valeurs Fm et FM, respectivement au second point et au premier point, et - à déterminer la valeur Alo2 de la variation de la distance séparant les deux premier et second points, - dans une troisième phase, à comparer les valeurs A1(), et AI02 pour déterminer, entre les deux points, celui qui appartient à la zone du corps ayant la plus faible résistance à la destruction. 8. Procédé permettant de déterminer la résistance d'un corps à sa destruction, lorsque ledit corps est situé dans un milieu d'une nature donnée, ledit corps ayant une structure déterminée et comportant un logement creux, caractérisé par le fait qu'il consiste I) à effecteur au moins deux séquences d'opérations successives, chaque opération consistant - à appliquer deux forces opposees respectivement en deux premier et second points de la surface dudit logement, - à faire varier de façon croissante l'intensité des deux forces opposées, entre deux première et seconde valeurs FI et F2, - à déterminer la variation AI, A12, par rapport à une valeur origine, de la distance séparant les deux premier et second points, respectivement pour la première intensité F, des deux forces opposées et pour la seconde intensité F2, II) à déterminer, pour chaque séquence, rapport R entre F2 - F1 et A12 - Alt, III) puis, dans une opération finale, - à comparer les valeurs des rapports R déterminés pour l'ensemble des séquences, avec celles d'un ensemble de valeurs déterminées expérimentalement avec des corps similaires audit corps et situés dans un milieu similaire audit milieu et, en fonction de cette. comparaison, - à faire une troisième estimation de la résistance à la destruction dudit corps. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il consiste en outre I) lors de chaque séquence, - à faire varier de façon décroissante l'intensité des deux forces opposées, entre les deux dites seconde et première valeurs F2 et F1, et - à déterminer la variation A13, par rapport à la même valeur origine, de la distance séparant les deux premier et second points, lorsque l'intensité des deux forces opposées est revenue à la première valeur FI, II) à déterminer, pour chaque séquence, rapport Q entre F2 et o13 - 01,, III) puis, dans une opération finale, - à comparer les valeurs des rapports Q déterminés pour l'ensemble des séquences, avec celles d'un ensemble de valeurs déterminées expérimentalement avec des corps similaires audit corps et situés dans un milieu similaire audit milieu et, en fonction de cette comparaison, - à faire une quatrième estimation de la résistance à la destruction dudit corps, complétant la troisième estimation. 10. Dispositif permettant de mettre. en #uvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé le fait qu'il comporte un vérin (10), ledit vérin comportant deux extrémités (1 , 12), des moyens (13) pour alimenter ledit vérin en fluide sous pression, deux patins (14, 15) conformés pour prendre contact, en au moins les deux premier et second points (21, avec la surface dudit logement (3), des moyens pour monter les deux dits patins respectivement aux deux extrémités du vérin, et des moyens (16) pour mesurer la variation de distance entre les deux dits patins. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les surfaces des deux dits patins (14, 15) aptes a prendre contact, en au moins les deux premier et second points (21, 22), avec la surface dudit logement sont dans un rapport donné.