Brevet FR2876797A1 — publié le 20060421

PROCÉDÉ POUR DÉTERMINER L'ÉTAT D'UN SUPPORT EN BOIS La présente invention concerne un procédé de détermination de l'état physique et sanitaire et d'établissement d'un diagnostic d'un support en bois, tel qu'un poteau en bois pour un poteau de ligne téléphonique, pour un poteau électrique, ou toutes autres structures en bois à base de bois à section ronde ou autres sections. Des millions de poteaux en bois sont utilisés et périodiquement contrôlés, pour assurer la maintenance des lignes. Malgré des traitements chimiques préalables, ces poteaux en bois subissent des dégradations progressives par les intempéries et par des champignons. L'un des principaux problèmes qui se pose avec de tels supports en bois est celui de leur contrôle périodique pour vérifier leur état, afin de décider s'ils sont aptes à servir, s'ils exigent des opérations d'entretien ou si leur remplacement est nécessaire. Art antérieur On connaît, d'après le document EP- 634.655 un dispositif permettant de contrôler, de manière simple, efficace et rapide l'état physique d'un support en bois. Ce dispositif permet de mesurer simultanément la dureté, ainsi que l'hygroscopie. Cependant, ce dispositif ne tient pas compte d'autres paramètres importants qui peuvent être la nature du bois, la nature de son traitement qui peuvent apporter des modifications et des variations dans les mesures de dureté et d'hygroscopie. En outre, avec les deux variables mesurées, l'interprétation des valeurs s'avère complexe et peut même conduire à des résultats erronés. Exposé de l'invention Un problème principal que se propose de résoudre l'invention consiste à mettre au point un procédé simple et rapide de détermination de l'état d'un support en bois. Un deuxième problème est de concevoir un procédé qui permette d'intégrer de nouveaux paramètres propres au support, afin d'accroître la fiabilité des résultats de diagnostic obtenus. Un troisième problème est la mise en oeuvre d'un procédé de diagnostic de l'état d'un support en bois, à partir de deux paramètres mesurables qui sont la dureté et l'hygroscopie du support en bois. De manière connue, un procédé pour déterminer l'état de conservation d'un support en bois et établir un diagnostic, afin de savoir si le support en bois est dans un état dans lequel il s'avère convenable pour une utilisation, dans un état dans lequel il doit subir une opération de maintenance ou dans un état dans lequel il doit être éliminé, consistant à mesurer: la dureté (F) du support en bois, et - l'hygroscopie (H) du support en bois. Conformément à un premier aspect de l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant: à déterminer l'essence du bois du support en bois; à déterminer le traitement appliqué au préalable au support en bois; à calculer la contrainte résiduelle de sécurité résultante (o), selon la formule: a=a.F-(3.H+s dans laquelle a, (3, et s sont des coefficients d'étalonnage, qui sont fonction de l'essence du bois et du traitement appliqué au préalable au support en bois; et - à comparer la valeur de la contrainte résiduelle de sécurité calculée (o) avec une valeur de contrainte résiduelle de sécurité moyenne observée; - à établir le diagnostic en fonction de la comparaison. Autrement dit, en intégrant les nouveaux paramètres qui sont la nature du bois et le traitement appliqué à ce même bois, le calcul effectué avec la détermination de la contrainte résiduelle va améliorer les diagnostics des bois contrôlés. De plus, la corrélation de la résistance du bois avec le taux d'humidité du bois, pour le calcul de la contrainte résiduelle va faciliter et accélérer la détermination de l'état de ce bois et aboutir à un résultat de diagnostic précis. Un tel type de diagnostic garantit donc la sécurité d'exploitation des supports en bois, ainsi qu'une meilleure gestion de la maintenance. Toutes les données réelles sont mesurées et stockées. La comparaison est effectuée par une machine programmable qui transpose à l'utilisateur des signaux, par l'intermédiaire de diodes lumineuses traduisant des états différents, par exemple très bon état , bon état , en cours d'affaiblissement et affaibli et très affaibli et dangereux . Dans un premier mode de réalisation, si le traitement appliqué au préalable au support en bois est à base de sels métalliques, on peut utiliser pour les coefficients d'étalonnage, a > 0, (3 0 et s 0, (3 > 0 et s > 0. De manière particulièrement avantageuse, le procédé peut comprendre en outre les étapes consistant: - à mesurer la fréquence propre du support en bois, qui va être fonction de l'état de conservation et du ratio (D/L)3, dans lequel D est le diamètre du support en bois et L la longueur du support en bois; et - à calculer la contrainte (ai) liée à la fréquence propre du poteau, selon la formule: az = J(D3/L3) dans laquelle f est une fonction reliant la contrainte du poteau à sa fréquence propre. De préférence, le procédé peut comprendre en outre les étapes consistant: - à calculer la contrainte résiduelle (ares) selon la formule: ares= s+az+ S dans laquelle as est la contrainte résiduelle de sécurité calculée, aZ est la contrainte liée à la fréquence propre du poteau et ç est un coefficient d'étalonnage, qui est fonction de l'essence du bois et du traitement appliqué au préalable au support en bois; - à comparer la valeur de la contrainte résiduelle calculée (ares) avec une valeur de contrainte résiduelle de sécurité moyenne observée ou fixée par une norme; et - à établir le diagnostic en fonction de la comparaison. L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes 30 caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation. 20 Description détaillée de l'invention Les essences utilisées pour les supports en bois sont: pin, sapin, mélèze, épicéa, cèdre, châtaignier et eucalyptus pour les zones de l'hémisphère sud. Les traitements les plus utilisés pour les supports en bois sont: - soit à base de sels métalliques, tels que des sels CCA (Chrome, Cuivre, Arsenic) ou CCB (Cuivre, Chrome et Bore) ; - soit à base de composés phénoliques, du type pentachlorophénol ou Créosote. Le dispositif décrit dans le document EP- 634.655 mesure ainsi la force (F) exprimée en daN, l'humidité (H) exprimée en %, après une pénétration de 40 mm des pointes du dispositif dans le bois, pour des poteaux de diamètre de 10 cm à 35 cm ou plus. La contrainte résiduelle de sécurité résultante de F et de H, s'exprimant en N/mm2 est calculée avec la formule: a = a.F - (3.H + c Dans les Tableaux qui suivent, pour la sécurité, a bon correspond à un diagnostic très bon état , a moyen correspond à un diagnostic bon état , a médiocre correspond à un diagnostic en cours d'affaiblissement et affaibli et a mauvais correspond à un diagnostic très affaibli et dangereux . Dans les Tableaux qui suivent, pour effectuer les opérations de maintenance, a bon correspond à un diagnostic très bon état , a moyen correspond à un diagnostic à surveiller , 6 médiocre correspond à un diagnostic à retraiter et a mauvais correspond à un diagnostic très affaibli et dangereux . Pour compléter les mesures, les dégradations inférieures au niveau de la ligne de sol, un troisième paramètre physique peut être intégré : la fréquence propre. Celle-ci est fonction du ratio: aZ =,f (D3/L3), avec D le diamètre au sol du poteau et L sa longueur. La fréquence propre baisse très vite quand la longueur encastrée est dégradée. En effet, un poteau dégradé de manière importante 20 cm ou 30 cm en dessous de la ligne de sol n'est pas détectable par le test, ni par ailleurs par aucune autre méthode non destructive. En excitant le poteau manuellement, par exemple par une poussée à la main ou par une frappe au marteau, on peut le mettre en résonance et mesurer avec un chronomètre, voire même un accéléromètre ou système équivalent, sa fréquence propre. Le test de fréquence propre est donc ajouté au modèle de base, quand un doute de dégradation de fondation existe. Résultats Pour la France, les valeurs des coefficients d'étalonnage suivantes: Traitement a (3 c Créosote 0,3 0,1 7,4 Sels CCA 0,225 0 - 0, 613 En ce qui concerne la sécurité, le calcul des valeurs moyennes de contraintes résiduelles de sécurité résultante (a) donne les résultats suivants: Traitement a mauvais a médiocre a moyen a bon Créosote 28 Sels CCA 28 En ce qui concerne les opérations de maintenance, le calcul des valeurs moyennes 10 de contraintes résiduelles pour la maintenance (a) donne les résultats suivants: Traitement H (%) a mauvais a médiocre a moyen a bon Créosote > 120 22 - - - 120 22 - 26 Sels CCA > 130 22 - - - 130 22 - 26 Pour l'Allemagne, les valeurs des coefficients d'étalonnage a, [3, et s sont les suivantes, Traitement a (3 s Créosote 0,4 0,1 7,4 Sels 0,225 0 - 0,613 Pour le Royaume-Uni, les valeurs des coefficients d'étalonnage a, (3, et s sont les suivantes, 2876797 6 Traitement a (3 s Créosote 0,4 0,1 7,4 Sels 0, 225 0 - 0,613 Pour la Suisse, les valeurs des coefficients d'étalonnage a, [3, et s sont les suivantes: Traitement a R s Sels CCB 0,225 0 - 0,613 Pour le Canada, les valeurs des coefficients d'étalonnage a, (3, et s sont les suivantes: Traitement a (3 s Pentachlorophénol 0,2 0,055 6,68 Pour l'Autriche, avec la norme autrichienne âNORM E4200 (Elektrische Freileitungen Holzmasten), les valeurs des coefficients d'étalonnage a, (i, et s sont les 10 suivantes, pour du Mélèze: Traitement a f3 Créosote (80%) 0,3 0,1 7,4 Sels CCA (20%) 0,225 0,1 - 0,613 En ce qui concerne la sécurité, le calcul des valeurs moyennes de contraintes résiduelles de sécurité résultante (a) donne les résultats suivants: Traitement a mauvais a médiocre o moyen a bon Créosote 40 Sels CCA 28 Pied béton 43 (quel que soit le traitement) Mélèze (quel que 40 soit le traitement) En ce qui concerne les opérations de maintenance, le calcul des valeurs moyennes de contraintes résiduelles pour la maintenance (o) donne les résultats suivants: Traitement H (%) 6 mauvais 6 médiocre 6 moyen a bon Créosote > 90 30 - - 40-90 30 - 40 Sels CCA > 130 22 - - - 130 22 - 26 Pied béton > 50 38 - - (quel que soit le 25 - 50 38 - traitement) 43 Mélèze > 90 30 - - (quel que soit le 50 - 90 30 - traitement) 40 La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés. De nombreuses modifications peuvent être réalisées pour ce procédé, après nouvel étalonnage pour de nouvelles essences de bois et de nouveaux traitements des bois, sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déterminer l'état de conservation d'un support en bois et établir un diagnostic, afin de savoir si le support en bois est dans un état dans lequel il s'avère convenable pour une utilisation, dans un état dans lequel il doit subir une opération de maintenance ou dans un état dans lequel il doit être éliminé, consistant à mesurer: la dureté (F) du support en bois, et - l'hygroscopie (H) du support en bois, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant: à déterminer l'essence du bois du support en bois; à déterminer le traitement appliqué au préalable au support en bois; à calculer la contrainte résiduelle de sécurité résultante (a), selon la formule: a=a.F-(3.H+s dans laquelle a, 13, et s sont des coefficients d'étalonnage, qui sont fonction de l'essence du bois et du traitement appliqué au préalable au support en bois; et à comparer la valeur de la contrainte résiduelle de sécurité calculée (a) avec une valeur de contrainte résiduelle de sécurité moyenne observée; - à établir le diagnostic en fonction de la comparaison. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, si le traitement appliqué au préalable au support en bois est à base de sels métalliques, on utilise pour les coefficients d'étalonnage, a > 0, 13 0 et s 0, (3 > 0 et s > 0. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant: à mesurer la fréquence propre du support en bois, qui va être fonction de l'état de conservation et du ratio (D/L)3, dans lequel D est le diamètre du support en bois et L la longueur du support en bois; et à calculer la contrainte (ai) liée à la fréquence propre du poteau, selon la formule: aZ =f(D3/L3) dans laquelle f est une fonction reliant la contrainte du poteau à sa fréquence propre. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que qu'il comprend en outre les étapes consistant à calculer la contrainte résiduelle (ares) selon la formule: ares =as+az+ ç dans laquelle as est la contrainte résiduelle de sécurité calculée, aZ est la contrainte liée à la fréquence propre du poteau et ç est un coefficient d'étalonnage, qui est fonction de l'essence du bois et du traitement appliqué au préalable au support en bois; à comparer la valeur de la contrainte résiduelle calculée (ares) avec une valeur de contrainte résiduelle de sécurité moyenne observée ou fixée par une norme; et à établir le diagnostic en fonction de la comparaison.