Brevet FR2968029A1 — publié le 20120601

L'invention concerne le domaine de la neutralisation d'engins explosifs, tels des mines, des bombes, des obus ou des munitions, enfouis dans le sol et a plus particulièrement pour objet un procédé de protection pour des opérations de dépollution pyrotechnique. II existe un certain nombre de dispositifs et de procédés aptes à neutraliser partiellement ou totalement un engin explosif. Ainsi, la demande de brevet US2004/200341 décrit un véhicule autonome télécommandé comportant des moyens de générations d'un rayonnement laser et des moyens de contrôle de la direction d'émission de ce rayonnement laser, ce rayonnement laser étant apte à neutraliser un engin explosif enterré à faible profondeur, typiquement de l'ordre de 1 à 20 cm. Pour des profondeurs au delà du mètre, un tel dispositif est inopérant. Il en est de même pour la demande US2009223355 qui décrit un véhicule autonome télécommandé comportant un bras au bout duquel est fixé un canon à eau. En outre, ces procédés peuvent entraîner l'explosion de l'engin explosif. Or, le rayon du périmètre de sécurité nécessaire, pour respectivement une bombe de 250 kg, un obus de 155 mm et une munition de 105 mm, et en fonction de la profondeur d'enfouissement de l'engin, et sans protection sur le sol, sont regroupés dans le tableau suivant : Profondeur Om 1 m 2m 3m Bombe de 1000m 520m 180m 50m 250 kg Obus de 590m 400m 70m 50m 155mm Munition 400m 200m 50m 50m de 105mm Lorsque l'opération de dépollution pyrotechnique se situe dans un environnement urbain, il est nécessaire, avant de procéder à la mise à jour, à la neutralisation ou la destruction de l'engin explosif, d'évacuer la population sur un rayon qui peut donc atteindre 1000 m pour une bombe de 250 kg, ce qui est extrêmement contraignant, notamment en cas de présence de bâtiments recevant du public (centre hospitalier par exemple...). Pour diminuer le rayon du périmètre de sécurité, on connaît la demande de brevet US4651479 qui décrit l'utilisation de modules pour confiner les produits de l'explosion. Cependant, de tels modules ne résistent pas à la déflagration d'une bombe de 250 kg et produisent eux-mêmes des éclats extrêmement dangereux projetés à des distances extrêmement' importantes. Lorsque l'engin explosif est enfoui à une profondeur de plusieurs mètres, d'autres procédés peuvent être utilisés tels que ceux décrits dans les brevets : - US4449239 qui propose d'imbiber la terre autour de la bombe d'un matériau électrolytique et d'y faire circuler un courant électrique afin de favoriser la corrosion (le fer) de l'engin. Un tel procédé présente l'inconvénient de nécessiter plusieurs années pour neutraliser l'engin, - US3800715 qui propose de refroidir la terre autour de la bombe avec de l'azote liquide afin de neutraliser les moyens de mise à feu. Cependant, ces procédés nécessitent le forage d'un trou entre la surface et l'endroit où se trouve la bombe, ce forage générant une agression possible sur l'engin explosif risquant de déclencher l'explosion de la bombe pouvant entraîner la projection d'éclats, de la bombe ou des moyens de forage, à des distances très importantes. Pour limiter un peu la distance de projection des éclats, il est possible de forer sous des modules de protections comme ceux proposés dans la demande de brevet US4651479. Toutefois, à moins que la bombe, telle une bombe de 250 kg, soit enfouie à une profondeur nettement supérieure à 3m, de tels modules ne résistent pas à la déflagration d'une telle bombe et produisent eux-mêmes des éclats projetés à de longues distances et sont donc extrêmement dangereux. Le but de l'invention est de proposer un procédé permettant de mettre à jour, de neutraliser et/ou détruire un engin explosif comme dans les brevets précités tout en limitant, un rayon du périmètre de sécurité inférieur à 100 m pour une munition de type bombe de 250kg. La solution apportée est un procédé d'approche voire de mise à jour d'un engin explosif, ou d'un objet présumé comme tel, enfoui sous terre, en vue par exemple de sa neutralisation ou de sa destruction, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : -réalisation de deux files de fondations de part et d'autre de l'engin, ces fondations pouvant être superficielles, semi profondes ou profondes. - creusement d'une rampe et d'une galerie d'accès en pente inclinée d'angle inférieur à 45 degrés et en direction de l'engin explosif et disposée au moins en partie entre lesdites fondations ou entre le prolongement de ces dernières, - mise en place d'une structure de transfert au dessus de l'engin explosif et reposant sur tout ou partie des dites au moins deux fondations. - creusement, à partir de la première galerie, d'une seconde galerie d'accès, cette seconde galerie étant disposée au moins en partie sous la structure de renfort. Ainsi, un procédé selon l'invention vise à diminuer les effets des explosions accidentelles sur l'environnement qui pourrait intervenir lors des opérations de mise à jour et de neutralisation d'engin explosif. La mise en ceuvre d'un tel dispositif permet ainsi d'éviter l'évacuation systématique des populations dans le cas de suspicions d'objets pyrotechniques. De plus, un procédé selon l'invention permet d'approcher l'engin explosif voire de le mettre à jour en enlevant partiellement ou totalement la terre qui le recouvre, seule la partie reposant sur la terre n'étant, dans ce dernier cas, pas directement accessible. Selon une caractéristique additionnelle pouvant être entreprise lorsque l'engin explosif est enfoui à une profondeur pour laquelle, compte tenu de sa nature, le rayon du périmètre de sécurité est supérieur à 100 m, un procédé selon l'invention peut comporter une étape préalable de remblayage, par exemple de sable ou de terre, sur le sol au droit de l'engin. Selon une autre caractéristique, un procédé selon l'invention comporte en outre une étape de remblayage, par exemple de sable ou de terre, au dessus de la structure de transfert. Selon une autre caractéristique mise en ceuvre lorsque, compte tenu de la nature de l'explosif, de sa profondeur d'enfouissement et de la nature du sol, un procédé selon l'invention peut comporter une étape consistant à creuser au moins deux tranchées de profondeur supérieure ou égale à la hauteur des dites au moins deux fondations puis à déposer ou à construire lesdites au moins deux fondations dans ces tranchées, éventuellement sur une galette de propreté. Selon une autre caractéristique, lesdites au moins deux fondations sont constituées de pieux, par exemple métalliques. Selon une autre caractéristique mise en oeuvre pour éviter l'effondrement des parois de l'une au moins des dites galeries lorsque, par exemple, le sol est meuble, ou pour réduire les dimensions de la structure de transfert, un procédé selon l'invention comporte une étape de blindage de tout ou partie des parois de ladite première galerie et/ou seconde galerie, par exemple par la mise en place de parois berlinoises. Selon une autre caractéristique permettant de piéger les éclats et de dissiper l'onde de choc générés par l'explosion de l'engin explosif, la galerie comporte une chicane, par exemple en formant elle-même un coude ou en disposant des sacs de sable décalés ou des structures connues sous le nom de bastion-Wall ou de caissons remplis de sable. Selon une autre caractéristique, la structure de transfert est constituée par des poutres, préférentiellement en forme de T inversé et comportant, préférentiellement une structure de type rail sur la face inférieure de sa base pour faciliter la manutention de l'engin explosif. Selon une caractéristique permettant de faciliter la circulation des personnes, la seconde galerie a, au moins en partie, une hauteur au moins égale à 1,80 mètre. L'invention porte donc sur une méthodologie d'approche de la munition. Le principe de l'invention consiste donc à mettre en ceuvre une structure porteuse de transfert sur fondation profonde ou superficielle et supportant un remblai de protection avant réalisation d'une fouille, blindée ou non blindée, sous la structure porteuse permettant l'approche et la mise à nue de munitions enterrées sous différentes épaisseurs. La méthodologie de mise en oeuvre associée a pour principal objectif de conserver une épaisseur de remblai de protection adaptée en toutes circonstances et notamment pendant toute la phase d'approche et de mise à jour de la munition, ce qui permet de réaliser l'ensemble de l'opération de dépollution à savoir approche, mise à jour, neutralisation ou destruction, avec des zones de danger réduites. En effet, le phasage des opérations garantit une couverture de terre sur la munition pendant toute la phase d'approche de la cible. Le respect de cette exigence permet ainsi de réduire de façon considérable 30 les zones de danger. L'un des intérêts de l'invention est la réduction du nombre de riverains devant être évacués pendant les opérations d'approche des cibles et les phases de neutralisation ou destructions des munitions si les cibles s'avèrent être des engins pyrotechniques. L'impact sur l'activité économique peut être considérable dans le cas de sites situés en agglomération et proches des axes de communication. Par ailleurs, l'invention concerne aussi un procédé de neutralisation ou de destruction d'un engin explosif enfoui sous terre, caractérisé en ce qu'il comporte un procédé d'approche voire de mise à jour d'un engin explosif selon l'invention. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront dans la description d'un mode de réalisation de l'invention au regard des figures 1 à 10 parmi lesquelles : - la figure 1 montre un schéma d'une vue en coupe d'une étape de creusement de tranchées de chaque côté d'une bombe, - la figure 2 montre un schéma d'une vue en coupe de la mise en place de fondations dans lesdites tranchées, - la figure 3 montre un exemple d'un bloc pouvant être utilisé pour constituer une partie des dites fondations, - la figure 4 montre un exemple de fondations sur pieux, - Les figures 5a et 5b présentent une coupe d'une première galerie en pente inclinée et d'une partie d'une seconde galerie, respectivement avant et après la mise en place de la structure de transfert, - La figure 6 montre en coupe une structure de transfert reposant sur les fondations, - La figure 7 montre un exemple d'une poutre pouvant constituer une partie de la structure de transfert, - Les figures 8a, 8b et 8c présentent des schémas en coupe de ladite première galerie avec des techniques de terrassement différentes suivant la nature du terrain, respectivement fouille non blindée, fouille blindée et avec fouille blindée de type paroi berlinoise, - La figure 9 montre le remblai de protection mise en ceuvre sur la structure de transfert avant mise à jour de la munition. Peuvent être disposés des protections complémentaires comme un écran en sortie de galerie et une chicane pour piéger les éventuels éclats, - La figure 10 montre les terrassements nécessaires à la mise à jour de la munition, ces opérations étant réalisées sous la dalle de transfert et son remblai de protection. Les figures 1 à 5 montrent certaines étapes d'un exemple de procédé selon l'invention appliqué au désamorçage d'une bombe 1 de 250 kg enfouie à 3 m du sol Dans une première étape, il est procédé, comme présenté sur la figure 1, au creusement de deux tranchées 2 rectilignes et parallèles de 11,2 m de longueur, 1,1 m de profondeur et 2,1 m de largeur, de part et d'autre de la cible et centrées sur cette dernière, une verticale V passant par la bombe étant alors environ à la même distance des plans médians longitudinaux PMU et PML2 des tranchées. La distance entre les plans médians de ces deux tranchées est de 12 m donc à une distance suffisante de la bombe de façon à : - ne pas engendrer de vibration - disposer d'une épaisseur de couverture de terre suffisante. Comme représenté sur la figure 2, une galette de propreté 3 est ensuite réalisée au fond des dites tranchées puis des fondations 4, en l'occurrence des massifs parallélépipédiques préfabriquées 11, comme ceux représentés à la figure 3, de dimensions 1,2m x 2m x 1m, sont mises en place dans les tranchées 2 de sorte à ce que leur surface supérieure 5 soit sensiblement au niveau 6 du sol. Ces massifs comportent chacun un dé d'appui 12 en béton sur leur surface supérieure 13 permettant d'assurer l'appui de la structure de transfert de charges. Dans le cas d'un sol de faible portance, des fondations profondes, par exemple sur pieux 14 comme montré sur la figure 4, ou de type paroi berlinoise, peuvent être réalisés. Afin de ne pas exposer trop longtemps la fouille aux intempéries et surtout de ne pas excaver trop de terrain au voisinage de la cible, il est préconisé de mettre en ceuvre la fondation superficielle ou profonde au fur et à mesure de la réalisation de la fouille des tranchées 2. Une autre étape du procédé consiste à creuser une première galerie 15 en pente inclinée d'angle environ 15° en direction de l'engin explosif et constitutive d'une rampe d'accès et jusqu'à une distance d'environ 3m de la bombe comme montré sur la figure 5a. Cette phase de terrassement à ciel ouvert (et donc sans protection) sera réalisée jusqu'à cette distance de 3 mètres de façon à ne pas initier d'explosion accidentelle. Cette distance est fonction de la cible probable en présence détectée au préalable par des techniques de détection connues telles que par mesures magnétométriques et/ou par géo radar. Avant de mettre en oeuvre la structure 6 de transfert de charge, il peut être intéressant de procéder à la réalisation de cette rampe d'accès 15 et des premiers mètres 16 d'une seconde galerie 17 d'accès, comme montré sur la figure 5b cette seconde galerie 17 étant disposée au moins en partie entre les plans verticaux passant lesdites au moins deux fondations et au moins en partie sous la (future) structure de transfert de charge. La rampe d'accès 15 peut être implantée à l'air libre en amont de la structure 10 transfert. Cette anticipation des travaux de terrassement, c'est-à-dire le creusement de la première galerie 15 et des premiers mètres 16 de la seconde galerie 17 d'accès à la bombe avant la pose de la structure de transfert de charge 6, offre les avantages suivants : 15 - Facilité de réalisation, - Extraction de matériaux pouvant servir au remblaiement futur de la structure de transfert. La géométrie de la première galerie 15 d'accès doit présenter préférentiellement les caractéristiques suivantes : 20 - la largeur doit permettre au moins le passage d'un homme, une largeur plus importante, de l'ordre de 1,50 m, pouvant permettre le passage d'une mini pelle. - la profondeur doit être préférentiellement telle que l'on puisse dégager une hauteur utile de deux mètres après la pose de la structure transfert 6. La fouille de cette première galerie d'accès peut ou non être blindée ; ceci en 25 fonction de la nature du terrain et dans un souci de minimiser les mouvements de terrain. Les figures 8a, 8b et 8c représentent respectivement des fouilles non blindée en forme de V tronqué, blindée en U et blindée en U à paroi Berlinoise 22. Les parois verticales de tout ou partie de la seconde galerie 17 peuvent être 30 constituées par les fondations profondes de la structure de transfert comme dans le cas de fondations sur paroi berlinoise. Dans ce cas, les fondations devront être étudiées de façon à reprendre les composantes de poussées latérales. Par ailleurs, la première et/ou la seconde galerie peuvent comporter, comme montré par exemple sur la figure 10, au moins une chicane afin d'offrir un piège à éclat et un dissipateur d'énergie de l'onde de choc. La chicane pourra être réalisée directement à la pelle si le terrain présente une bonne cohérence. Dans le cas contraire, nous préconisons de disposer au fond de la fouille de la galerie des bigbags (sac de sable) 18 ou bastion-wall. La protection apportée par des écrans verticaux 19 implantés à l'extérieur de la rampe d'accès 15 apparaît moins efficace que dans le cas où la protection 18 est située sous la structure de transfert. Comme montré sur les figures 5b et 6, une structure de transfert de charges 6 est ensuite déposée sur les fondations 4. Cette structure est composée, comme montré sur la figure 7, par des poutres 7 en forme de T inversé dont l'une des extrémités 8 reposent sur l'une des fondations 4 et l'autre extrémité 9 repose sur l'autre fondation. Cette structure 6 de transfert de charges, sorte de toiture de l'édifice sous lequel on réalisera l'excavation pour approcher la cible, repose dans cet exemple de réalisation sur des fondations superficielles. La structure 6 de transfert de charge est constituée de poutres juxtaposées en T inversé prenant appui sur les fondations 4. Cette structure 6 de transfert de charges peut être : - soit en bois si les portées sont relativement faibles (Cas particulier où la galerie d'accès est réalisée en paroi berlinoise), - soit en béton armé ou précontraint, - soit en métal (non conseillé par rapport aux mesures de détection des cibles). En fond de coffrage, la structure de transfert pourra avantageusement être équipée de système d'accrochage pour fixer des palans de manutention en vue de déplacer la cible. Par exemple, des rails de type Halphen pourront être disposés face inférieure à l'élément préfabriqué. De même, la structure de transfert pourra être pré-équipée de luminaires d'éclairage et de câblage. La pose de ces éléments se fera préférentiellement depuis la rampe d'accès 15 et en direction de la bombe afin de ne pas laisser le fond de fouille de la galerie d'accès exposé aux intempéries. Côté cible, les dimensions de la couverture doivent permettre de dégager 5 suffisamment d'espace afin de procéder, si besoin est, à la mise à jour complète de la bombe en vue de la neutraliser ou la détruire. Au dessus de la structure 6 de transfert de charge, au fur et à mesure de la pose des poutres 7 qui la constituent, un remblai de sable ou de terre 21 est mis en oeuvre. En effet, en cas d'explosion accidentelle, le remblai limiterait la projection 10 éventuelle d'éléments de structures. Le dimensionnement de la structure de transfert doit donc être tel que la structure puisse reprendre les poids de la terre qu'elle aura à supporter tout au long du processus, y compris après réalisation de la fouille 16 et 17. La hauteur du remblai dépendra de la réduction de la zone de danger 15 attendue par le dispositif. Une fois la structure de transfert mise en place ainsi que le remblai de protection, il est possible de prolonger en sous ceuvre la galerie d'accès jusqu'à la bombe en utilisant la rampe d'accès. Le creusement doit se faire minutieusement préférablement par un ou deux 20 opérateurs qualifiés en pyrotechnie. Le creusement pourra être réalisé à la mini pelle mais de préférence à la main avec détection régulière des masses métalliques. Le transport des déblais d'excavation pourrait se faire soit à la brouette, soit à la mini pelle ou par l'intermédiaire d'un tapis roulant. 25 L'opération est tout à fait sécurisée vis-à-vis de l'environnement puisque la structure de transfert de charges offre une parfaite protection grâce à l'apport de terre au dessus. Deux cas se présentent - La cible est un objet inerte. Dans ce cas, on peut enlever le remblai extérieur 30 et déposer la structure de transfert afin de retirer l'objet inerte - La cible est un engin explosif. On vient engraisser le remblai de protection afin de pouvoir sécuriser les opérations de mise à nu de la munition et soit on la désamorce soit on la neutralise par exemple par refroidissement à l'azote. II est à noter que la salle de neutralisation, c'est-à-dire tout ou partie de seconde galerie dans laquelle se situe la bombe, peut être de largeur plus importante que la première galerie 15 d'accès, et ce pour pouvoir manipuler la munition en toute sécurité. On pourra utiliser les fixations disposées en sous face de la structure de transfert pour disposer un palan en vue de soulever la munition. De nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit précédemment sans sortir du cadre de l'invention : -On peut être amené dans certains cas particulier comme dans des endroits avec peu ou pas de population, à ne pas remblayer au droit des futures fondations ni au droit de la structure de transfert. - Lorsque la bombe est disposée à une profondeur de plus de 4 mètres, il peut être envisagé de disposer un structure de soutènement solidaire à la structure de transfert afin d'éviter les effondrements de terre. - Si l'engin explosif se trouve proche de la surface, il sera procédé préalablement à une phase de remblaiement de façon à avoir toujours une couverture de terre suffisante au dessus de la munition. Le remblai doit être composé de terre ou de sable ne présentant pas de graves ou d'enrochement ou de matériau de récupération. Il doit être mis en ceuvre à la pelle mécanique, avec précaution. L'étalement et le nivellement du remblai doit se faire de préférence à la pelle plutôt que par un engin de type rouleau ou niveleuse. Les points d'appui de la pelle (chenille ou roue) devront être situés à une distance suffisante de la cible pour limiter les vibrations. -Le remblai de protection mis en ceuvre sur la dalle de transfert pourrait être remplacé, en tout ou partie, par d'autres matériaux : Réservoirs d'eau, paille.... Par ailleurs, la première galerie peut, par exemple avoir une section comprise entre 0,75 et 4m2.