La présente invention est relative à un procédé de contrôle du compactage d'un remblai d'enrobage d'une conduite, tel que décrit dans le préambule de la revendication 1.
Un tel procédé est connu par exemple de la demande de brevet DE-A-37 12 455.
Un remblai d'enrobage d'une conduite doit être suffisamment compacté, c'est-à-dire avoir une densité suffisante pour constituer une fondation efficace pour la conduite et ce, en particulier, lorsqu'elle est destinée à cheminer sous une route.
Par ailleurs, il est connu d'utiliser un pénétromètre pour contrôler le compactage d'un remblai.
Une autre technique connue consiste à utiliser une sonde gamma et à mesurer l'absorption des rayons gamma par le remblai.
De façon générale, ces techniques ne permettent pas d'obtenir une indication précise de la qualité du compactage d'un remblai, et en particulier de la zone d'enrobage d'une conduite, dans la mesure où, d'une part, cette zone est difficilement accessible, et d'autre part, où la qualité du compactage peut varier rapidement dans cette zone, dans la direction verticale, entre le radier et la clé, et dans la direction horizontale, les mesures s'effectuant de façon ponctuelle.
Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients.
Elle a donc pour objet un procédé de contrôle du compactage d'un remblai d'enrobage d'une conduite, tel que précité, comprenant en outre les étapes de la partie caractérisante de la revendication 1.
Des modes particuliers de réalisation du procédé figurent dans les revendications dépendantes 2 et 3.
L'invention a également pour objet un appareil de contrôle du compactage d'un remblai, comprenant les caractéristiques de la revendication 4.
L'appareil de contrôle peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques des revendications dépendantes 5 à 11.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique montrant une section en coupe transversale d'un remblai avant et après déformation,
- la figure 2 est une vue en perspective partiellement éclatée d'un appareil de contrôle du compactage du remblai de la figure 1.
Sur la figure 1, on a représenté une vue en coupe transversale d'un remblai, désigné par la référence numérique générale 10, dans lequel chemine une conduite 12.
Dans l'exemple de réalisation représenté, le remblai 10 comporte deux zones dont l'une, 14, constitue une fondation pour une chaussée 16 et dont l'autre zone, 18, constitue une zone d'enrobage de la conduite 12.
Sur la figure 1, on a représenté également un appareil de contrôle du compactage de la zone d'enrobage 18, désigné par la référence numérique générale 20, et disposé dans la conduite 12.
Cet appareil 20 contrôle le compactage du remblai 10 en appliquant un effort F sur la surface interne de la paroi de la conduite 12 de manière à la déformer, comme représenté en traits mixtes sur cette figure, cette déformation s'accompagnant d'une déformation consécutive de la zone d'enrobage 18 du remblai.
Pour obtenir une indication de la qualité du compactage de cette zone d'enrobage 18, l'appareil calcule la densité sèche du remblai à partir des valeurs de l'effort appliqué et de la déformation du remblai, ainsi que de la nature de ce dernier, puis compare la densité sèche ainsi calculée avec une valeur de densité sèche correspondant à un compactage optimum du remblai.
On va maintenant décrire l'appareil 20 de contrôle du compactage du remblai 10 en référence à la figure 2.
On voit sur cette figure que l'appareil 20 comporte, montés sur un châssis 22, des moyens 24 pour appliquer un effort sur la paroi de la conduite 12, et des moyens 26 de mesure de la déformation résultante du remblai par mesure de la déformation D de la paroi de la conduite.
Les moyens 24 pour appliquer un effort sur la paroi de la conduite comportent des vérins, 28,30,32 et 34 disposés par paires de telle sorte que les vérins 28 et 30 de l'une des paires exercent, en fonctionnement, un effort sur la surface interne de la paroi de la conduite 12 selon un sens opposé à celui exercé par les vérins 32 et 34 de l'autre paire.
Comme on le voit sur cette figure 2, les vérins de chacune des paires sont disposés de part et d'autre des moyens 26 de mesure.
Ils sont par exemple constitués par des vérins à air capables d'exercer une pression sur la conduite selon une plage allant de 0 à 10 bars et sont, de préférence, des vérins à double effet, c'est-à-dire capables d'être commandés sélectivement en traction ou en poussée.
Les vérins 28,30,32 et 34 sont connectés à un organe 36 de raccordement des vérins à une source d'alimentation en fluide sous pression (non représentée).
Un capteur de pression 38, de type classique, est disposé dans le circuit fluidique d'alimentation de chaque vérin, entre l'organe 36 de raccordement et ces derniers, en vue de mesurer l'effort F appliqué sur la paroi de la conduite.
Les moyens 26 de mesure de la déformation de la paroi 12 de la conduite comportent deux cannes de mesures 40 et 42 s'étendant dans le prolongement l'une de l'autre.
Ces cannes de mesure 40 et 42 sont des cannes de mesure de type classique, appropriées pour l'utilisation envisagée. Elles ne seront donc pas décrites en détail par la suite.
On notera toutefois qu'elles sont dotées chacune d'une pointe d'extrémité active telle que 44, destinée à être appliquée contre la paroi de la conduite et s'étendant à partir d'une tête tronconique 46.
L'effort F exercé sur la conduite est appliqué par l'intermédiaire de deux patins latéraux 48 et 50 montés chacun sur les extrémités actives d'un vérin de l'une des paires.
Pour ce faire, chaque patin 48 et 50 comporte deux zones d'extrémités opposées 52 et 54 dotées chacune d'une découpe, telle que 56, dans laquelle s'engage une extrémité active d'un vérin correspondant, et dont les parois sont dotées d'orifices, tels que 58, dans lesquels s'engagent des ergots, tels que 60, portés par l'extrémité active de chaque vérin.
On voit par ailleurs sur la figure 2 que la face active de la zone médiane 62 de chaque patin 48 et 50 est équipée d'un galet 64, fixé par exemple par vissage, avec interposition d'une rondelle 66, au moyen duquel l'effort fourni par les vérins est appliqué à la conduite 12.
Chaque patin 48 et 50 ainsi que chaque galet 64, et la rondelle 66 qui lui est associée, sont percés d'orifices coaxiaux, tels que 68, dans lesquels s'engage la pointe active 44 des moyens de mesure, un ressort 70 sollicitant la tête tronconique 46 de ces derniers en appui contre la face interne du patin 48 et 50 correspondant.
Chaque patin est en outre doté de roulettes, telles que 72, montées oscillantes sur un support 76 venant se monter sur les zones d'extrémité 52 et 54 de chaque patin.
L'appareil de contrôle qui vient d'être décrit est complété par une unité centrale de traitement (non représentée) à laquelle sont raccordés les moyens de mesure 26 ainsi que le capteur de pression 38.
Cette unité centrale peut être disposé sur la châssis où être placée à distance, à l'extérieur de la conduite 12. Elle comporte, stockés en mémoire des algorithmes de calcul permettant le contrôle du compactage du remblai, comme décrit en détail ci-dessus.
Enfin, deux patins 78 et 80 équipent le châssis 22 sur lesquels l'appareil repose dans la conduite. En variante, ces patins peuvent être remplacés par des roulettes.
Pour procéder au contrôle du compactage de la zone d'enrobage 18 du remblai 10, il convient de disposer l'appareil 20 dans la conduite 12.
En position d'attente, les patins 48 et 50 sont en appui contre la paroi de la conduite 12, par l'intermédiaire des roulettes 72.
On pilote ensuite, comme mentionné précédemment, les vérins de manière qu'ils appliquent un effort F en deux zones diamétralement opposées de la conduite, de manière à ovaliser sa section en coupe transversale, comme représenté sur la figure 1.
L'unité centrale de traitement reçoit en entrée la valeur D du déplacement consécutif de la paroi 12 de la conduite, laquelle représente la valeur de la déformation du remblai.
On calcule la raideur du remblai à partir d'un calcul de la raideur globale R de la conduite, en établissant le rapport entre la valeur F de l'effort appliqué et la valeur D de la déformation résultante.
A partir de la raideur R calculée, l'unité centrale procède à un calcul du module élastique Es à partir de la raideur globale R et de la raideur propre de la conduite, selon la relation suivante :
- Dm désigne le diamètre moyen de la conduite, et
désigne la raideur réduite centrée de la conduite définie par la relation:
- Rc désignant la raideur propre de la conduite à l'air libre dépendant de la nature du matériau utilisé pour le remblai, égale par exemple à
A partir du module élastique Es et de la nature du remblai, l'unité centrale de traitement procède à un calcul de la densité sèche γd selon la relation suivante:
p' désigne la pression effective régnant dans le sol, à la profondeur de la conduite, et
A est un coefficient qui dépend de la nature du remblai.
Le compactage optimum étant obtenu lorsque la valeur de la densité sèche atteint une valeur maximale, connue sous l'appellation "Optimum Proctor", il convient ensuite simplement de comparer la densité sèche γd calculée avec une valeur de densité correspondant à l'Optimum Proctor, parmi un ensemble de densités sèches stockées en mémoire dans l'unité centrale de traitement correspondant chacune à un compactage optimum du remblai, pour un type de matériaux susceptible d'entrer dans la constitution du remblai.
Après avoir effectué une mesure, les vérins 28,30,32 et 34 sont commandés en traction de manière à exercer un effort s'exerçant à l'encontre de l'effort exercé par le ressort 70, pour repositionner les patins 48 et 50 en position d'attente, dans laquelle les roulettes 72 sont appliquées contre la paroi de la conduite 12.
L'appareil peut alors être aisément déplacé jusqu'à un autre emplacement de contrôle.
On conçoit qu'il est ainsi possible de procéder à un très grand nombre de contrôles le long de la conduite et donc d'obtenir un contrôle sensiblement en continu sur toute la longueur d'une canalisation.
On notera enfin que les galets 64 ont, de préférence, une forme de disque dont le diamètre est sensiblement égal à 1/10 du diamètre de la conduite afin de conserver une similitude mécanique avec les modèles utilisés pour l'établissement des relations mentionnées précédemment permettant le calcul de la densité sèche.