Bachelorarbeit Julien Marchais

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Diplomé
Julien Marchais
Professeur
Paul-Henri Cattin,
ingénieur géomètre et génie rural dipl. EPFL
Expert
Christian Hagin,
ingénieur géomètre et génie rural dipl. EPFL
Discipline
Auscultation et surveillance d’ouvrages
Jahr
2012
Géomonitorage à haute Fréquence
Contribution à l’auscultation de ponts par mesures GNSS haute fréquence
Ce projet a pour but de déterminer la con­figuration matérielle et logicielle la plus adaptée pour observer le déplacement cinématique d’ouvrages d’art par Global Navigation Satellite System (GNSS). L’objectif est d’étudier les divers apports des récepteurs GNSS haute fréquence (Leica GM10). Le pont sur la Gryonne-Barboleuse (RC719 – VD) sert de référence pour les différents tests effectués.

Le géomonitorage GNSS (Global Navigation Satellite System) offre de nouvelles perspectives en matière de surveillance dynamique de ponts, notamment grâce à la haute fréquence d’échantillonnage des observations (10 à 50 Hz) et à une flexibilité d’acquisition différente des méthodes d’auscultation traditionnelles.

Tests in situ
Le pont de la Barboleuse est monolithique en courbe, avec un caisson en béton armé à inertie variable. Il présente la particularité de supporter le trafic routier et ferroviaire (Bex–Villars–Bretaye). Ce dernier est mis en cause dans le déplacement tridimensionnel de la structure.
La surveillance s’est par conséquent orientée sur la réaction de l’ouvrage au passage du train, afin d’observer la déformation globale et le mouvement de torsion. La collaboration avec les ingénieurs civils a permis de définir huit points stratégiques, répartis en quatre profils d’observation. L’étude s’est portée uniquement sur la composante verticale, en combinaison avec des mesures de contrôle indépendantes réalisées par tachéométrie (Leica TS30 et Leica TCRA1201+).

À des kilomètres de là …
L’un des avantages du système GNSS est qu’il possède une horloge de haute précision, synchronisée entre chaque satellite. Ceci offre un référentiel temporel unique, ce qui constitue un atout majeur pour la comparaison des mesures cinématiques de déformation.
L’exploitation des mesures à l’aide de logiciels libres ainsi que différents algorithmes mathématiques et statistiques permettent de traduire le mouvement vertical observé à chaque point défini. La mise en relation des observations de chaque récepteur dans la même fenêtre temporelle (qui correspond au passage du train) permet de déduire la déformation verticale globale de l’ouvrage ainsi que les mouvements de torsion du tablier graphique 03. Le signal traité permet également de définir la fréquence d’oscillation du pont.

Résultats et conclusion
Les tests préalablement effectués en laboratoire ont fourni des résultats très satisfaisants. Ces derniers montrent clairement que le GNSS, dans un environnement favorable, peut donner des mouvements détectables d’environ 2 mm, et les résultats ont également mis en évidence que l’acquisition à haute fréquence permet de converger vers des solutions avec une meilleure précision. Dans le cas du site de la Barboleuse, le système GNSS a montré ses limites d’utilisation. Ceci peut s’expliquer par la faible amplitude du mouvement et l’environnement, qui ne sont pas favorables à une utilisation optimale de mesures satellitaires.
Le choix de la technique GNSS permet d’obtenir une information dynamique du pont, ce qui est difficile à atteindre avec des procédés traditionnels. La mise en place est plus flexible et moins onéreuse qu’une méthode terrestre, qui nécessite beaucoup de moyens pour garantir le même résultat. L’application GNSS promet de jouer un rôle considérable dans le géomonitorage.
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