Transcript PPV (mm/s) - Association Tunisienne de Mécanique des Roches

ASSOCIATION TUNISIENNE DE MECANIQUE DES ROCHES
‫الجمعية التونســــية لميكــــانيك الصخور‬
Cadre législatif et réglementation pour les vibrations
induites par les tirs
HATEM GASMI
Assistant ENSIT
Secrétaire Général
Membre fondateur de l’ATMR
Gammarth, 15 janvier 2014
Unité de Recherche Ingénierie Géotechnique
ENIT, BP37 Le Bélvédère 1002 Tunis, Tunisie.
1
Problématique
tirs
d’abattage
Massifs
rocheux
Vibrations produites
par les tirs d’abattage
Nuisances
inévitables
2
Problématique
Les effets des vibrations sur les constructions comprennent
L'évaluation des effets est faite avec des moyens
et des méthodes variables selon l'opérateur
Besoin de
législation
Il est nécessaire d'harmoniser ces moyens et méthodes et de fixer des
normes pour éviter les gênes ressenties par les personnes ou les dommages
subis par les constructions.
3
Contenu de la présentation
Généralités sur les vibrations
Évaluation de la vitesse de vibration
Législations internationales
Conclusion
4
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Généralités sur les vibrations (1)
 En carrière, les vibrations proviennent essentiellement des tirs de mines
effectués pour l’abattage de matériaux.
 Les principaux paramètres qui interviennent dans l’évaluation des
vibrations sont :
- La fréquence ;
- Le déplacement, la vitesse ou l’accélération;
- La durée du phénomène.
 Le déplacement, la vitesse et l’accélération sont liés entre eux par
l’intermédiaire de la fréquence.
 En augmentant la fréquence, pour une même vitesse particulaire,
l’amplitude de déplacement sera diminuée, ce qui réduira les nuisances
susceptibles d’être ressenties.
5
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Généralités sur les vibrations (2)
 Le niveau des vibrations, induit par les tirs de mines, résulte de
plusieurs facteurs qui doivent être analysés :
Distance du lieu
d’explosion
Dispositif
d’amorçage
Nature des terrains
traversés
vibrations
charge d’explosifs
Couple vitessefréquence
Nature des
explosifs
6
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Généralités sur les vibrations (3)
 L'expérience montre que la vitesse particulaire maximale (PPV)
est le paramètre le plus significatif des effets des vibrations sur
les constructions
 La PPV est l'indicateur le plus approprié et précis des
dommages possibles à l'environnement et aux structures.
Pour cette raison, la plupart des législations
internationales sont basées sur ce paramètre.
7
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Évaluation de PPV
 Plusieurs formules ont été proposées par divers chercheurs pour
estimer la vitesse particulaire maximale.
Equation développée par
USBM (Duvall & Fogelson,
1962)
Formule
PPV  K (
R

)
1
Q2
Ambraseys & Hendron
(1968)
PPV  K (
Langefors & Kihlstrom
(1978)
PPV  K (
Indian Standard Predictor
(1973)
PPV  K (
R

)
1
Q3
Q
2
3
Avec
Q : charge d’explosif (kg)
R : distance entre le point de tir
et le point de mesure (m)
PPV : (mm/s)
K : facteur geologique
β : facteur de transmission
moyenne

)
1
(R ) 2
Q
2
3
)
(R )
8
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Législations internationales
 Les études systématiques relatives aux dégâts provoqués aux
constructions par les vibrations dues aux tirs d’explosif restent à ce jour
peu nombreuses.
 Rares sont en effet les expérimentateurs qui ont essayé de provoquer
des dégâts aux constructions tout en mesurant l’intensité des vibrations
les ayant produites.
 Plusieurs pays ont établi leurs propres normes en se basant sur des
investigations faites dans leurs mines, et ceci durant plusieurs années.
 Ces normes présentent la variation de la limite admissible de PPV et
ceci fonction de la fréquence, le déplacement, le type de structure…
9
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Normes Allemandes (1)
 Normes Allemandes (d’après DIN4150-1 (1970))
PPV (mm/s) au niveau des fondations
<10Hz
10-50 Hz
50-100Hz
Bureaux et locaux
industriels
20
20-40
40-50
Structures à usage
résidentiel
5
5-15
15-20
Autres structures plus
sensibles à la vibration
3
3-8
8-10
10
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Normes Allemandes (2)
 DIN 45669-1 (1995) Effets sur les personnes dans les bâtiments
Cette norme définit pour une gamme de fréquence de 1-80 Hz, une
relation entre la perception humaine et la valeur pondérée en mm / s :
Vitesse pondérée
Description de la perception
De 0 à 0.1
0.1
0.1 à 0.4
0.4 à 1.6
1.6 à 6.3
> 6.3
N’est pas notable
Seuil de détection
Juste perceptible
Moyennement ressentie
Fortement ressentie
Très fortement ressentie
11
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Normes Allemandes (3)
 DIN 4150-3 1999, (part 3).
Vitesse maximale de vibration
Vmax (mm/s)
Fréquence
(Hz)
1-10
10-50
50-100
>100
Seuils
40
40-80
80-100
100
12
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Française (1)
 L’Association française des travaux en souterrain (AFTES) a proposé en
1974, 1976 puis en 1982, des valeurs limites de PPV qui constituaient une
synthèse de ce qui était proposé en Allemagne, en US et en suède.
 Recommandations de l'AFTES intéressent essentiellement
constructions courantes à usage d'habitation.
• v < 10 mm/s
. faible probabilité de dommages
• 10 mm/s < v < 30 mm/s
. nécessité d'un bon contrôle
. probabilité accrue de réclamations
• v > 30 mm/s
. non recommandée en zone habitée.
les
13
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Française (2)
 Ces seuils peuvent être modulés en fréquence si la gamme des fréquences
dommageables est connue.
Référence Date
Gamme de
fréquence
Considérée
(Hz)
Types de la construction
A- Monument ou B- Construction C- Bâtiment industriel
construction en courante de
et construction de
mauvais état
qualité moyenne qualité supérieure
AFTES
1976
>10
2.5 à 7.5
7.5 à 22.5
22.5 à 70
AFTES
1982
-
-
10 à 30
-
Référence Date Vitesse de
Types de la construction
propagation A
B
d’onde (m/s)
1500
AFTES
1974 3000
4500
C
2.5
7.5
25
5
15
50
7.5
22.5
75
14
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Française (3)
 (Circulaire de 1986) Le ministère chargé de l’environnement a publié en 1986
une règlementation relative aux vibrations émises dans l’environnement.
Type de configuration
• Vibrations
continues
• Vibrations
impulsionnelles
Fréquence
De 1 à 8 Hz
De 8 à 30 Hz
De 30 à 100 Hz
Résistante
5
6
8
Sensible
3
5
6
Très sensible
2
3
4
Type de configuration
Fréquence
De 1 à 8 Hz
De 8 à 30 Hz
De 30 à 100 Hz
Résistante
8
12
15
Sensible
6
9
12
Très sensible
4
6
9
15
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Française (4)
 Une courbe limite de surveillance des vibration due aux tirs de mines
définies par l’Arrêté ministériel du 22 septembre 1994.
 Ces valeurs constituent le seuil édicté légalement:
« les tirs de mines ne doivent pas être à l’origine de vibrations susceptibles
d’engendrer dans les constructions avoisinantes des vitesses particulaires
supérieures à 10mm/s mesurées suivant les trois axes de la construction »
16
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme suédoise
 Norme suédoise SS 460 48 66 (1992) dérivée de Langefors (1967)
Type de Structures
Limites de paramètres de vibration
Déplacement Vitesse
(mm)
(mm/s)
Accélération
(mm/s²)
Appartement dans un immeuble
en béton de bloc-moderne
0.4
100
-
Caverne souterraine de toiture de
roche dure, de travée 15-18 m
-
70-100
-
Bloc normal de briques plat
-
70
-
Bâtiments en béton léger
-
35
-
Structures des musées
-
25
Centre informatique
0.1
-
2.5
Chambre de disjoncteur
-
-
0.5-2.0
5
17
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Norvégienne
 La norme norvégienne NS 8176 (1999) précise les classes suivantes:
Valeur maximale de la
vitesse pondérée (mm / s)
Classe A
Classe B
Classe C
Classe D
0.1
0.15
0.3
0.6
 Classe A: vibration de très bonnes conditions
 Classe B : vibration des conditions relativement bonnes
 Classe C : vibration en relation avec la construction de nouvelles
installations de transport.
 Classe D : vibrations dans le développement de logements existants.
18
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Britannique
 La norme britannique BS 6472 (1993) donne niveaux de vibration en
mm / s, pour une gamme de fréquences de 8 Hz à 80 Hz, susceptibles
de provoquer des commentaires défavorables
Type
Heure Vibration continue
d’occupation du jour
Habitation
Vibration avec plusieurs
occurrences par jour
Verticale Horizontale
mm/s
mm/s
Verticale
mm/s
Horizontale
mm/s
Jour
0.3 – 0.6 0.8 – 1.6
8.4 – 12.6
24 – 36
Nuit
0.2
2.8
8
0.6
19
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Italienne
 La norme Italienne a défini des limites afin de contrôler les vibrations induites
par les tirs, pour certains projets
Code du Vibration causée par Risque d’endommagement de
projet
P01
Abattage superficiel
Conduite de gaz
PPV limites
(mm/s)
6
P02
Abattage superficiel
Chemin de fer opérationnel
20-25
P04
Abattage au tunnelier
Château de Bizantine (monument) 3
P05
Abattage superficiel
Tunnel en cours d’utilisation
50
P08
Abattage sup et tun
Temple Bysantin
DIN4150/L3
P10
Abattage sous eau
Industrie chimique
DIN4150/L3
P11
Abattage au tunnelier
Autoroute nationale
150
(Baliktsis 2010)
20
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Hongroise
Type de structures
Construction exigeant une protection spéciale,
militaires, aéroport, barrages, les ponts qui ont une
longueur de plus de 20 m
Limites admissibles
(mm/s)
Avis supplémentaire de
l'expert
Temples, monuments, conduite de pétrole et de gaz
2
Maisons et structures en cours d’exécution
5
Structures en bon état, tours, installation d'eau
10
Structures en béton, tunnels et canaux
20
Voie publique, lignes de chemin de fer, lignes
téléphoniques et électriques
50
21
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme suisse
 Norme Suisse VSS (1978)
Type de structures
Bande de
fréquence
10-60 (10-30)
Structures en acier: usines,
murs de soutènement, ponts,
60-90 (30-60)
tours en acier, canaux…
Bâtiments avec fondation et en 10-60 (10-30)
béton, tunnels avec
60-90 (30-60)
maçonnerie
Construction avec des murs en 10-60 (10-30)
maçonnerie et plafonds en bois 60-90 (30-60)
Objets d'intérêt historique ou
d'autres structures sensibles
10-60 (10-30)
60-90
PPV induite
par l’explosif
30
30-40
18
PPV induite par
Trafic/machine
12
12-18
8
18-25
8-12
12
5
12-18
8
8-12
5-8
3
22
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Russe
 Normes Russe (USSR)
PPV admissible (mm/s)
Type de structure
Répétée
Une fois
Hôpitaux
8
30
Structures résidentielles et institutions pour enfants
15
30
Bâtiments résidentiels et publics
30
60
Bureaux et structures industrielles, canalisations en
béton armé, chemin de fer, tunnel
60
120
Structures industrielles à un seul étage, structure en 120
charpente métallique
240
Ouvertures de mines secondaires et acheminements 240
480
23
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Américaine
 United States Bureau of Mines, (USBM) R.I. 8507 (1980)
Type de structure
Fréquence
(<40Hz)
PPV (mm/s)
Fréquence
(>40Hz)
Maisons modernes
18.75
50
Maisons plus
anciennes
12.5
50
24
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Coréenne
Au début des années 80, le ministère de l’environnement
Coréen a proposé une norme concernant les travaux
d’abattage à l’explosif, applicable dans le cas de travaux
miniers en zone urbaine.
Type de structure
Vitesse limite (cm/s)
Structures antiques
0,2
Structures résidentielles,
0,5
Structures à usage commercial
1,0
Usines, structures en béton armé 1,0-4,0
25
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Indienne (1)
 Critère Indien recommandé par « the Directorate General of Mines
Safety » (DGMS, 1997), présente la PPV admissible pour différents
types de structures et 3 intervalles de fréquences.
Type de structure
Fréquence dominante (Hz)
<8
8-25
Structure n’appartenant pas au propriétaire
>25
Maisons
5
Structures industrielles 10
10
20
15
25
Monuments
2
Structure appartenant au propriétaire
5
10
Maisons
10
Structures industrielles 15
15
25
25
50
26
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Indienne (2)
 Norme CMRI (Central Mining Research Institute)(1973)
Conditions de sols altérés ou mous
70 mm/s
Condition de roche dure
100 mm/s
 Norme CMRI (Central Mining Research Institute) (1993)
PPV(mm/s)
Types des structures
Immeubles d'habitation, Structures
de construction avec voiles, pont
Bâtiments industriels, structures en
acier ou en béton armé
<24 Hz
>24 Hz
5.0
10.0
12.5
25.5
27
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Australienne (1)
 Norme australienne (As A-2183) (1987)
Type de structures
Bâtiment historique et des monuments et des
bâtiments présentant un intérêt particulier
Maisons et faible hauteur des bâtiments
résidentiels, bâtiments commerciaux non inclus
ci-dessous
Bâtiments commerciaux et industriels ou des
structures en béton armé ou en acier
Limite de PPV (mm/s)
2
10
25
28
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Norme Australienne (2)
 Norme Australienne AS 2187.2 (1987)
Type de structure
Valeur maximale
Monuments, structures
historiques
Déplacement de 0.2mm pour des
fréquences inférieures à 15Hz
Maisons, bâtiments
commerciaux
PPV de 19mm/s pour des fréquences
supérieures à 15Hz
Bâtiments commerciaux et
industriels ou structures en
béton armé
Déplacement maximal de 0.2mm
correspondant à une PPV de 12.5mm/s à
10Hz et 6.25mm/s à 5Hz.
29
Plan
1. Problématique
2. Généralité sur 3. . Évaluation de
2. Théorie
3. Simulations
les vibrations
PPV
4. Législations
internationales
Conclusion
Récapitulatif
Pays
Angleterre
Allemagne Fedérale
(RFA)
Allemagne de l’Est
Australie
Autriche
France
ISO
Russie
Suède
Suisse
USA
Tchécoslovaquie
Référence
Date
Gamme de
fréquence
(Hz)
Ashay Parks
DIN 4150
DIN 4150
DIN 4150
KDT
1976
1971
1975
1983
1972
8 à 80
6 à 60
< 10, 50,100
3,30, 60, 100
Types de la construction
Mauvais état Qualité
moyenne
7.5
12
2
4à8
4
8
3 à 10
5 à 20
2 à 14
10 à 70
ASCA
NOT
AFTES
AFTES
Projet GB
Langefors
Persen
VSS
USBM
Chae
CSN
1967
1980
1976
1982
1972
1967
1980
1978
1981
1978
1973
>10
8 à 80
10 à 90
4, 10, 40, 100
-
15
3à5
2.5 à 7.5
(4, 15)
10
18
25
8 à 12
12 à 25
10
25
10
7.5 à 22.5
10 à 30
8.3
30
35
35
12 à 25
13 à 50
50
20 à 25
Qualité
supérieure
25
10 à 40
30
20 à 50
30 à 200
50
10 à 40
22.5 à 70
(16, 6)
?
70
70 à 100
30 à 40
100
35 à 80
Conclusion
 Le travail à l’explosif lié aux activités minières et de construction
peut avoir des impacts sur les personnes, la faune et les structures
environnantes
 On doit adopter des limites afin de contrôler les vibrations induites
par les tirs.
 Pour cette raison, le cadre réglementaire en Tunisie s’avère
nécessaire.
 Ce travail vise à présenter quelques législations et règlementation
internationales afin de mettre un cadre législatif pour les vibrations
induites par les tirs en Tunisie.
31
Merci de votre
attention