Diagnostic en ENAC Démarches et outils de mesures

1. Diagnostic en ENACDémarches et outils de mesures Thème : Mesures sur les structures

2. Table des matières • Introduction • Méthodes des mesures et résultats: • Laser • Comparateur mécanique • Pots hydrostatiques • Inclinomètres • Comparaison des 4 méthodes • Conclusion

3. Introduction

4. Buts principaux

5. Vue extérieuredu pont

6. Intérieur du pont (caisson)

7. Intérieur du pont, endroit du QG

8. Présentation du pont • Nom : pont sur la Lutrive • Lieu : Belmont/Lausanne – tronçon autoroute A9 • Caractéristiques : • Pont en poutres alignées par encorbellement (consoles) • Pont en béton armé précontraint • 4 travées • 2 joints • Année de construction : 1971

9. Pourquoi étudier ce pont

10. Méthodes de mesures à effectuer • Méthode par laser : méthode ponctuelle (sur un point) • Comparateur mécanique : méthode ponctuelle • Pots hydrostatiques : ensemble du tablier • Inclinomètres : ensemble du tablier

11. 1. Méthode du Laser

12. Methode : outils et but But: • Le but est de mesurerl’influencede la températuresur la flèche. • Instruments : thermomètre a thermocouple et laser

13. Protocole • Mesurer la distance avec l’outil laser entre sol et tablier ( a mi-travée), où les déformationssont les plus grandes. • Introduire les mesuresdans le tableur et en déduire la flèche par difference entre chaquemesure et celle de référence. • Pour le relevé on a égalementnoté les conditions météorologiques.

14. Paramètres qui influencent… Les paramètressuivantspeuvent faire varier la température et indirectement la flèche: • L’heure • L’ensoleillement • La vitesse et la direction du vent • Hauteur et azimut du soleil

15. Mesures… Pause de midi Erreurdans le protocole

16. Interprétations… L’augmentation de température de l’airintérieur correspond à un abaissement du tablier à mi-travée.

17. Interprétations… Les conditions météorologiquesrelevéespermettent de valider les pics de températureextérieure.

18. Remarques et imprecisions… Un changement du protocole(par exemple entre groupes) peutfausser les résultats.

19. Qualité et efficacité • On remarquel’importance du protocole qui , lorsqu’il change peutintroduire des erreursdans les mesures. • Les erreursont un ordre de grandeur important par rapport a la précision de la mesure • La mesureestfaite en un seul point et ne permetdonc pas d’etudier des déformations à l’ échelle de l’ensemble du pont. • Précision du milimètre • Mais la méthode a l’avantage d’être simple, à condition de respecter le protocole.

20. Conclusions de la méthode laser • La flècheest plus influencée par la temperature intérieure qui variepeu • La température de l’airextérieur qui varie en permanence influence moins la tendance, mais on remarqueunecorrespondance entre les pics. • La température de l’airchauffeprogressivement le tablier et l’airintérieur, qui euxsontliés à la flèche. • Une augmentation de la température fait varierpositivement la flèche (le tablier à mi-travées’abaisse).

21. 2. Méthode du comparateur mécanique

23. Variations du comparateur

24. Variations en fonction de la température

25. Sources d'erreurs • Circulation sur le pont • Température : dilatation du câble • Humaine : erreur de lecture sur le cadrant

26. 3. Méthode des pots hydrostatiques

27. Fonctionnement: • Circuit total: • continu sur toute la longueur du pont • Divisé en plusieurs sous-circuits • Intersection par superposition • Chaque sous-circuit: • Volume d’eau constant, pression atmosphérique => niveau d’eau constant

28. Les pots: • Pas tous à la même hauteur => valeur lue sur la graduation diffère. • Référence sous-circuit: • Chaque premier pot mit à 0. Puis les autres pots sont redéfinis pour cette référence. • Référence circuit total: • Tout les sous-circuits sont reliés entre eux et ainsi recalculés par la référence totale placée à l’extrémité gauche du pont. • Les valeurs finales trouvées seront soustraites par les valeurs référentielles de 2000.

29. Calculs: Sous-circuit: 0 /-10 0/-3 0/5/0 (calculé par soustraction) Circuit total: 0/-10 -10/-13 -13/-8/-13 (calculé par addition) Le circuit initial avant déformation était à 0. Déformation: 0, -10, -13, -8, -13 ….

30. Analyse: • 13 mesures sur une journée • Tendance commune • Points extrêmes aux joints / milieu de travée à 117m et 260m • Points extrêmes aux piliers 58m 195m et 339m • La flèche à chaque position varie dans le temps (la température et le trafique change dans le temps). • Erreurs de mesures.

32. 4. Méthode de l‘Inclinomètre FOTO Inclino

33. Inclinomètre

34. Principed‘inclinométrie • Mesure de l‘inclinaison • différence de rotation par rapport à une inclinaison de référence • Acquisition des données: automatiquement par ordinateur • φj,i : rotation mesurée au point j à la mesure i • φj,0 : rotation mesurée au point j à la mesure de référence  la première mesure de la série de mesures de chaque inclinomètre) ∆φj,i= φj,i- φj,0 : différence de rotation mesurée à l‘inclino j à la mesure i depuis la première mesure de la série [mrad]

35. φj,i : rotationmesurée au point j à la mesure i • φj,0 : rotationmesurée au point j à la mesure de référence 0  la premièremesure de la série de mesures de chaqueinclinomètre)

36. Principed‘inclinométrie • Le but de toutceci la courbedéforméepour la mesure i • on veutcalculerwj,i : flèche à l‘inclino j à la mesure i [mm] • wi(x) estapproché par unpolynôme de degré 4: wi(x) = a’x4 + b’x3 + c’x2 + d’x + e‘ • ∆φi(x) en est la dérivée: ∆φi(x) = ax3+ bx2 + cx + d • nousconnaissons les x (positions des inclinomètres) et les ∆φi(x) • ilnousreste à trouver les paramètres a, b, c, d resp. a‘, b‘, c‘, d‘ et e‘

37. Dépouillement

38. Traitement Bazooka pour tirer sur des mouches : Moyenne pondérée localisée dans le temps (moyenne) Transformée de Fourrier (fréquences de déformation) Analyse différentielle (Correction des mesures) Méthode retenue : écart-type petit (mesure à garder) Correction à la main (par le prof) (Correction des mesures)

39. Résultat

40. Lundi Dimanche Samedi Vendredi Jeudi Mardi

41. Comparaison des 4 méthodes

42. Le pont a varié d’environ 7mm durant la journée. La méthode du laser n’est pas prise en compte car moins précise.

43. Estimation des prix

44. Conclusion • POURQUOI  COMMENT  QUOI mesurer • Meilleur perception de l’importance de la mesure et des difficultés qui peuvent être rencontrées sur le terrain • On a appris à ne pas mesures juste parce que c’est possible ou facile, mais parce que ça est signifiant pour répondre à une question parfaitement identifiée e définie • On a compris l’importance de l’interprétation des résultats, de leur comparaison et de la répétition des mesures. • La journée du terrain nous a permis de nous confronter avec des instruments des mesure et de comprendre leur fonctionnement, de comprendre les difficultés de faire des misures en-situ et d’en savoir plus sur les structures

45. Conclusion • Un travail collectif entre les section AR-GC-SIE • Possibilité de travailler avec des étudiants jamais rencontrées et qui possèdent des différents «backgrounds» et ont de manières de travailler pas identiques • Les conditions de travail n’étaient pas faciles, mais on a réussi a nous organiser, discuter ensemble et garder toujours un bon feeling de groupe.

46. Questions?

47. Merci pour votre attention!