AFTES176(Ventilation)

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1. PRESENTATION DE LA RECOMMANDATION- - - - - - - - 781.1. RAISON D’ETRE DE LA RECOMMANDATION - - 781.2. DEMARCHE GENERALE DES PROJETS

DE VENTILATION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 781.2.1. LES 3 PRINCIPES DE BASE- - - - - - - - - - - - - - - - - - 781.2.2. LES RÉGLEMENTS APPLICABLES - - - - - - - - - - - - 781.2.3. LA CONDUITE A SUIVRE - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 78

2. LES NUISANCES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 782.1. PROCEDURE D’IDENTIFICATION DES RISQUES 792.2. REGLES DE PREVENTION - - - - - - - - - - - - - - - - - 792.3. ANALYSE DES RISQUES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 79

2.3.1. LA QUALITE DE L’ATMOSPHERE - - - - - - - - - - - - - 792.3.2. SECURITE ET SANTE AUX POSTES DE TRAVAIL- - 80

2.3.2.1. Les polluants - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 802.3.2.2. La ventilation de chantier- - - - - - - - - - - - - 802.3.2.3. La qualité de l'air et le confort aux postes

de travail- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 802.3.3. EVALUATION DES POLLUANTS- - - - - - - - - - - - - - 80

2.3.3.1. Les valeurs limites - - - - - - - - - - - - - - - - - - 802.3.3.2. Les mélanges de substances - - - - - - - - - - 802.3.3.3. Les poussières- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 802.3.3.4. Les gaz - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 812.3.3.5. La chaleur - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 812.3.3.6. L’incendie - Fumées et gaz- - - - - - - - - - - - 82

3. PROJET DE VENTILATION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 823.1. LES REGLES MINIMALES - - - - - - - - - - - - - - - - - - 82

3.1.1. LE TRAITEMENT DES POLLUANTS - - - - - - - - - - - 823.1.2. LES BESOINS EN AIR NEUF - - - - - - - - - - - - - - - - - 82

3.2. CONCEPTS GENERAUX DE VENTILATION - - - - 823.2.1. VENTILATION SOUFFLANTE - - - - - - - - - - - - - - - 83

3.2.1.1. Avantages de la ventilation soufflante - - - 833.2.1.2. Inconvénients de la ventilation soufflante - 83

3.2.2. VENTILATION ASPIRANTE - - - - - - - - - - - - - - - - - 833.2.2.1. Avantages de la ventilation aspirante - - - - 833.2.2.2. Inconvénients de la ventilation aspirante - 833.2.2.3. Conseils de mise en œuvre - - - - - - - - - - - 833.2.2.4. Cas particulier : aspiration par une galerie pilote- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 84

3.2.3. VENTILATION PAR ECOULEMENT DE L’AIR DANS LE RESEAU DE GALERIES - - - - - - - - - - - - 843.2.3.1. Avantages de la ventilation par écoulement de l’air dans le réseau de galeries - - - 843.2.3.2. Inconvénients de la ventilation par écoulement de l’air dans le réseau de galeries - - - 84

3.2.4. COMBINAISON DES DIFFERENTES SOLUTIONS 843.2.5. VENTILATION POUR LES OUVRAGES PERCES - - 853.2.6. UTILISATION DES GAINES DE VENTILATION

DEFINITIVES OU DE PUITS INTERMEDIAIRES - - - 853.3. DONNEES D'ENTREE - HYPOTHESES DE CALCULS 85

SOMMAIRESOMMAIRE

AFTES RECOMMANDATIONS RELATIVES A LA

VENTILATION DES OUVRAGES SOUTERRAINSEN COURS DE CONSTRUCTION

76 TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 176 - MARS/AVRIL 2003

Ont participé au travail du Groupe de Travail GT 27 "Ventilation des Tunnels en phase de Chantier" ,à l’élaboration et à la rédaction de la présente Recommandation et des 2 Annexes les personnes dont les noms figurent ci-après :

J.P. BAUD (APAS MBTP) - J.P. BARRAL (TEC INGENIERIE) - Dr BOULAT (Médecin Conseil) - B. BROUSSE (CETU)R. FREANT (BORIE SAE) - D. GABAY (RATP) - J.P. GUICHARD (CRAM Rhône Alpes) - P. HINGANT (SCETAUROUTE) -

G. LECUYER (RAZEL) - M. LETOUBLON (OPPBTP) - A. MERCUSOT (CETU) - J.P. MEYER (INRS) - M.C. MICHEL (OPPBTP) - D. PAYOT (SOTRABAS) - J. PHILIPPE* (SNCF)- J. RICARD (ALPETUNNEL / SNCF) -

M.O. SENCE (SEITHA) - D.VALLET (CRAM Rhône-Alpes) - J.S.VILLEGAS (VINCI Construction)

La Recommandation et les Annexes ont été relues par les personnes dont les noms figurent ci-après

A. GUILLAUME (SOCATOP) - G. PIQUEREAU (CAMPENON TP) - P. LONGCHAMP (BOUYGUES)G. COLOMBET (COYNE et BELLIER) - P. FAUVEL (SNCF)

L’A.F.T.E.S. recueillera avec intérêt toute suggestion relative à ce texte.

Version 01 – approuvée par le Comité Technique.

*Jean PHILIPPE a largement contribué aux lancement et à la constitution du GT.

77TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 176 - MARS/AVRIL 2003

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

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3.3.1. CARACTERISTIQUES PROPRES AUX OUVRAGES ET AUX TERRAINS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 85

3.3.2. METHODES DE REALISATION DES TRAVAUX - - - 853.3.3. MOYENS MIS EN OEUVRE - - - - - - - - - - - - - - - - - 853.3.4. DETERMINATION ET CARACTERISATION

DES SOURCES DE POLLUTION- - - - - - - - - - - - - - 853.3.5. DETERMINATION DES BESOINS EN AIR NEUF - - 86

3.3.5.1. Débit pour la dilution des gaz d'échappement des engins à moteurs diesel (QDdt) 863.3.5.2. Débit d'évacuation des poussières soulevées et non localisées par le roulage (QEpr) - 863.3.5.3. Débit de captage des poussières et des gaz émis par les ateliers localisés (QCpa) - - - - 86

3.4. PRINCIPES DE VENTILATION RETENUS ET DISPOSITIONS GENERALES- - - - - - - - - - - - - - - - 86

3.4.1. TRAITEMENT DES POUSSIERES - - - - - - - - - - - - - 863.4.1.1. Attaque à l’explosif - - - - - - - - - - - - - - - - - 873.4.1.2. Machines à attaque ponctuelle - - - - - - - - 873.4.1.3. Tunnelier- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 87

3.4.2. DILUTION DES GAZ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 873.4.3. RENOUVELLEMENT DE L’AIR / ARRIVÉE

D’AIR NEUF - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 873.4.4. FAISABILITE DE LA SOLUTION RETENUE - - - - - - 873.4.5. SCHEMAS DE PRINCIPE - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 87

3.4.5.1. Exemple de ventilation soufflante - - - - - - 873.4.5.2. Exemple de ventilation aspirante - - - - - - - 883.4.5.3. Exemple de ventilation soufflante et aspirante- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 88

4. MISE EN ŒUVRE- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 884.1. LE MATERIEL - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 88

4.1.1. LES VENTILATEURS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 884.1.1.1. Généralités - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 884.1.1.2. Ventilateurs axiaux - - - - - - - - - - - - - - - - - 884.1.1.3. Ventilateurs centrifuges - - - - - - - - - - - - - - 894.1.1.4. Accélérateurs - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 89

4.1.2. LES CONDUITS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 894.1.2.1. Conduits souples en matières synthétiques - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 894.1.2.2. Types de conduits - - - - - - - - - - - - - - - - - - 90

4.1.3. LES EQUIPEMENTS ANNEXES DE VENTILATION- 904.1.3.1. Dispositifs de répartition - - - - - - - - - - - - - 904.1.3.2. Dispositifs de protection - - - - - - - - - - - - - 904.1.3.3. Dispositifs d’insonorisation - - - - - - - - - - - 904.1.3.4. Equipements électriques - - - - - - - - - - - - - 90

4.1.4. LES DISPOSITIFS DE CAPTAGE ET DE TRAITEMENT DES POUSSIERES - - - - - - - - - - - - - 914.1.4.1. Limitation de la production de poussières 914.1.4.2. Captage à la source- - - - - - - - - - - - - - - - - 914.1.4.3. Dispositifs de confinement - - - - - - - - - - - 914.1.4.4. Dépoussiéreurs - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 91

4.1.5. LE TRAITEMENT DES GAZ D'ECHAPPEMENT- - - 914.1.5.1. Les moteurs à l'essence - - - - - - - - - - - - - - 914.1.5.2. Les moteurs diesel- - - - - - - - - - - - - - - - - - 914.1.5.3. Les différents carburants - - - - - - - - - - - - - 914.1.5.4. Les dispositifs de traitement des gaz d'échappement - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 91

4.1.6. LE TRAITEMENT DE LA CHALEUR - - - - - - - - - - - - 92

4.1.6.1. Traitement des sources de chaleur - - - - - - 924.1.6.2. Refroidissement de l'air - - - - - - - - - - - - - - 924.1.6.3. Réchauffement de l’air- - - - - - - - - - - - - - - 92

4.2. INSTALLATION ET MISE EN ŒUVRE- - - - - - - - - - 924.2.1. LES VENTILATEURS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 92

4.2.1.1. A la tête du tunnel- - - - - - - - - - - - - - - - - - 924.2.1.2. Dans la zone d’avancement - - - - - - - - - - - 92

4.2.2. LES CONDUITS DE VENTILATION - - - - - - - - - - - - 924.2.2.1. Montage et suspension des conduits souples - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 924.2.2.2. Montage et suspension des conduits rigides- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 934.2.2.3. Remplacement des conduits - - - - - - - - - - 934.2.2.4. Passage dans les équipements- - - - - - - - - 934.2.2.5. Dans la zone d'avancement - - - - - - - - - - - 93

4.3. PROCEDURES ET CONSIGNES D’UTILISATION DE LA VENTILATION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 93

4.4. DISPOSITIFS DE PROTECTION DU PERSONNEL 934.4.1. PROTECTIONS COLLECTIVES- - - - - - - - - - - - - - - 934.4.2. PROTECTIONS INDIVIDUELLES- - - - - - - - - - - - - - 93

5. MAINTENANCE ET CONTROLES - - - - - - - - - - - - - - - - - 935.1. GENERALITES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 935.2. LA MAINTENANCE ET LES VERIFICATIONS- - - - 94

5.2.1. LA FORMATION ET L’INFORMATION - - - - - - - - - 94DU PERSONNEL DE MAINTENANCE - - - - - - - - - 94

5.2.2. LE REGISTRE DE MAINTENANCE - - - - - - - - - - - - 945.3. LES CONTROLES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 94

5.3.1. GENERALITES- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 945.3.2. LES CONTROLES DE L’ENTREPRISE - - - - - - - - - - 94

5.3.2.1. Contrôles aérauliques et électriques - - - - 945.3.2.2. Contrôles d’atmosphère - - - - - - - - - - - - - 945.3.2.3. Contrôles techniques - - - - - - - - - - - - - - - 97

5.3.3. LE CONTROLE EXTERIEUR - - - - - - - - - - - - - - - - - 975.3.4. APPAREILS DE MESURE - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 97

5.3.4.1. Mesure de débit - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 975.3.4.2. Mesure de pression - - - - - - - - - - - - - - - - - 975.3.4.3. Mesure de teneur de gaz- - - - - - - - - - - - - 975.3.4.4. Mesure de poussières - - - - - - - - - - - - - - - 97

5.3.5. FREQUENCE DES CONTROLES - - - - - - - - - - - - - 98

6. ORGANISATION - CADRE ADMINISTRATIF - - - - - - - - - 986.1. DEMARCHE GENERALE- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 98

6.1.1. NIVEAU D’INTERVENTION DES DIFFERENTS ACTEURS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 986.1.1.1. Avant-projet et projet - - - - - - - - - - - - - - - 986.1.1.2. Réalisation - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 98

6.1.2. LES INTERVENANTS DANS LE PROJET DE VENTILATION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 98

6.2. LA CONSULTATION DES ENTREPRISES - - - - - - - 996.3. LE PROJET DE VENTILATION DE L’ENTREPRISE 99

6.3.1. L’OFFRE TECHNIQUE - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 996.3.2. LE COUT - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 996.3.3. LA REALISATION- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 99

7. TEXTES REGLEMENTAIRES- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1007.1. REGLEMENTATION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1007.2. NORMES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 100

SOMMAIRESOMMAIRE



1. PRESENTATION DE LARECOMMANDATION

1.1. Raison d'être de la recommandation

Tout au long de la réflexion qui a présidé àl’établissement de la présente recommanda-tion, il est apparu clairement que la ventila-tion n’était que l’une des dispositions, certesfondamentale mais non suffisante à elleseule, pour assurer une atmosphère sainedans les ouvrages souterrains en construc-tion.

L’objectif de la recommandation est de servirde guide pour concevoir le système de venti-lation d’un chantier souterrain, c’est-à-direl’ensemble de dispositions et d’appareillagespermettant de respecter le niveau de salu-brité et l’état de pureté de l’atmosphère parla limitation des concentrations des diffé-rentes substances polluantes, définie par lesrèglements, en vue de préserver la santé despersonnes sur les lieux de travail.

En conséquence, l’engagement qui est prispar l’entreprise lorsqu’elle présente un projetde ventilation est de garantir des volumes oudébits d’air neuf suffisants pour respecter cesrèglements, et de les maintenir quelles quesoient les configurations de chantier.

1.2. Démarche généraledes projets de ventilation

1.2.1. Les trois principes de baseLes études de ventilation doivent com-prendre trois volets qui reflètent les principesde base suivants :

• Tout d’abord, il est primordial de chercher àsupprimer ou à limiter au mieux, sur les diffé-rents sites du chantier souterrain, l’émissionde substances polluantes, gênantes, voiredangereuses, en prévoyant des techniquesappropriées d’excavation, marinage, soutè-nement, etc. ;

• Le deuxième principe est de favoriser lecaptage de tous les produits dégagés (enparticulier les poussières) au plus près de lasource, afin qu’ils ne se répandent pas dansl’atmosphère du chantier ;

• Enfin et seulement à ce stade, il convient dediluer les polluants résiduels non captés ouneutralisés à la source, afin de maintenir leurconcentration au-dessous des seuils admis-sibles.

1.2.2. Les règlements applicablesLes règles générales de la Caisse Nationaled’Assurance Maladie (R352), définies dans

les " Recommandations aux Entreprises rele-vant du Comité technique national des indus-tries du Bâtiment et des Travaux publics "adoptées le 27 juin 1990, ne sont pas remisesen cause par la présente recommandation :celle-ci reprend les concentrations maximalesde polluants et les débits minimaux de venti-lation indiqués dans ce document.

Cependant, les moyens à mettre en œuvrepar l’entreprise pour maintenir la qualité del’atmosphère au niveau prescrit ne sont pasfigés. En particulier, les évolutions techniquesrécentes (ventilation aspirante, moteurs élec-triques…) peuvent conduire à proposer dessystèmes de ventilation variés, permettant derespecter les concentrations maximales endérogeant éventuellement aux débits d’airde la R352. L’objet de la présente recomman-dation est justement de fournir aux proje-teurs tous les éléments nécessaires pourdimensionner et justifier un système de venti-lation adapté à toutes les phases d’un chan-tier.

1.2.3. La conduite à suivre Pour conduire le projet de ventilation d’unouvrage souterrain en construction, ilconvient d’examiner plusieurs aspects suc-cessifs, qui correspondent aux chapitres 2 et3 de la présente recommandation :

• L’étude de base commence par une analysedes risques, c’est à dire à la fois des émissionsde polluants et des conditions de travail dupersonnel ; c’est l’objet du chapitre 2 (Lesnuisances) ;

• L’application des règles minimales définiespar la CNAM (recommandation R352), rappe-lées au § 3.1(Les règles minimales) permetune première approche des débits d’air àfournir ;

• L’étape suivante est le choix d’un parti deventilation, après comparaison éventuelle deplusieurs variantes ; ce parti dépendra enparticulier de la géométrie de l’ouvrage, dela méthode d’exécution et du phasage envi-sagé pour les travaux. Les principaux sys-tèmes de ventilation actuellement mis enœuvre sont décrits au § 3.2 (Concepts géné-raux de ventilation) ;

• Les méthodes détaillées de calcul desdébits à garantir compte tenu des sources depolluants sont exposées au § 3.3 (Hypothèsesde calcul); de plus, l’annexe 1(Dimensionnement)rappelle les méthodes de dimensionnementdes conduits et ventilateurs pour obtenir undébit donné ;

• Les dispositions pratiques qui en résultentdoivent alors être détaillées, sur la base desrecommandations exposées au § 3.4(Principes de ventilation), à la fois pour le trai-tement des poussières et pour la dilution des gaz.

A l’appui de ces différentes phases d’élabo-ration du projet de ventilation, le lecteur trou-vera dans la présente recommandation :

• Une description détaillée des matériels deventilation disponibles et des méthodesd’installation sur le chantier (chapitre 4 : Miseen œuvre) ;

• Des recommandations sur la maintenace dusystème de ventilation et sur les processus etméthodes de contrôle de la qualité résul-tante de l’atmosphère (chapitre 5 :Maintenance et contrôles) ;

• Un rappel du cadre administratif et contrac-tuel du “sous-projet de ventilation”, avec desconseils sur le rôle dévolu aux différents inter-venants et sur le déroulement souhaitabledes études et contrôles, depuis l’étude préli-minaire jusqu’aux notices d’exécution (cha-pitre 6 : Organisation et cadre administratif).

1.3. Domaine d'application

La présente recommandation concerne laconception, le dimensionnement, le mon-tage, l’entretien et le contrôle des installa-tions de ventilation artificielle permettant demaintenir, pendant la construction d’ou-vrages souterrains, des conditions d’atmo-sphère conformes à la réglementation envigueur en France. Elle s’adresse :

• à tous les intervenants impliqués dans l’actede construire : maître d’ouvrage et sonCoordonnateur Sécurité/Santé, Maîtred’œuvre, Bureaux d’études, Entreprises deconstruction, Organismes de contrôle et deconseil en matière de sécurité et d'améliora-tion des conditions de travail,

• aux services publics de secours.

N.B. Le problème spécifique du désenfu-mage d’un tunnel lorsque survient un incen-die en cours de travaux n’est pas traité dansle présent document et il n’y a pas lieu d’entenir compte pour dimensionner le systèmede ventilation des tunnels courants (hormisles spécifications relatives aux matériauxemployés). Le rôle que peut jouer dans cecas la ventilation de chantier est un problèmedifficile qui nécessite une analyse spécifique,avec examen de divers scénarios de réfé-rence. Il doit être examiné par le groupe detravail "Sécurité, Santé et conditions de tra-vail" de l’AFTES (GT12). Par ailleurs, cetteanalyse est à coordonner avec les différentsintervenants chargés de la sécurité, y comprisles secours extérieurs.

2- LES NUISANCESCe deuxième chapitre de la recommandationprécise en particulier :



• Les nuisances liées à l’éxécution des tra-vaux, donc les risques que peuvent prévenirune ventilation appropriée du chantier,

• Les valeurs limites de polluants et pous-sières retenues par la règlementation fran-çaise.

Les risques envisagés ici sont essentiellementliés à la qualité de l'air que les personnessalariées respirent dans les travaux souter-rains. La prévention consiste à assurer la maî-trise de cette qualité dans tout le déroule-ment du chantier.

2.1. Procédured'identification des risques

Avant de définir le système de ventilation dechantier, il est nécessaire de bien estimer lesrisques auquel le personnel sera soumis. Ilconvient donc de procéder aux opérationssuivantes :

• dresser un inventaire général des dangersexistants,

• évaluer les polluants émis par les différentsmatériels, et si possible sélectionner ceux-cien conséquence,

• estimer les risques de pollution résiduels,

• aménager et organiser au mieux les postesde travail vis-à-vis de ces risques.

Une réflexion sur ce sujet a été apportéedans la recommandation de l'AFTES "Luttecontre les nuisances dans les travaux souter-rains ", publiée dans la revue TOS (N° 134,mars-avril 1996).

Par ailleurs, rappelons que la ventilation estune opération qui s’intègre dans le processusd’avancement du chantier. L'étude de venti-lation doit donc tenir compte, en plus del’évaluation des risques qui la justifie, denombreuses contraintes externes, telles que :

• la conception générale des travaux,

• les délais partiels de réalisation,

• les phases d'exécution.

Il convient enfin de tenir compte descontraintes propres à la ventilation elle-même, telles que :

• la nécessité d’assurer une surveillance, uncontrôle et une bonne maintenance du sys-tème de ventilation,

• l'adaptation nécessaire des installations deventilation à l’avancement du chantier et àl’évolution des volumes excavés,

• les risques liés à l'activité de pose et dedépose des moyens de ventilation méca-nique.

2.2 - Règles de Prévention

La démarche de prévention en matière d’hy-giène et sécurité repose sur les règles essen-tielles suivantes édictées par l'article L230.2du Code du Travail – Principes Généraux dePrévention.

• Eviter les risques professionnels et d'envi-ronnement,

• Evaluer ceux qui ne peuvent être évitésnotamment ceux qui sont exportés et/ouimportés,

• Combattre les risques à la source dans laconception et l'agencement des éléments del'ouvrage et dans le choix des structures etdes équipements associés,

• Adapter le travail à l'homme, en particulieren ce qui concerne :

- la conception des postes de travail,

- le choix des équipements de travail,

- les méthodes de travail et de production envue notamment de limiter le travail mono-tone et le travail cadencé, et de réduire leseffets de ceux-ci sur la santé.

• Tenir compte de l'état d'évolution de latechnique, des matériels et des méthodes,

• Remplacer ce qui est dangereux par ce quin'est pas dangereux ou moins dangereux,

• Planifier la prévention en y intégrant dansun ensemble cohérent :

- la technique,

- l’organisation du travail,

- les conditions de travail,

- les relations sociales et l'influence des fac-teurs ambiants.

• Prendre des mesures de protection collec-tive en leur donnant la priorité sur lesmesures de protection individuelle en inté-grant leur mise en place dans les procédureset/ou dans les éléments des ouvrages,

• Donner des instructions appropriées auxtravailleurs.

Dans tout lieu de travail, l'employeur a l’obli-gation générale d'assurer la sécurité et deprotéger la santé des travailleurs dans tousles aspects liés au travail.

2.3 - Analyse des risques

2.3.1 - La qualité de l’atmosphère L'atmosphère dans les travaux souterrains estconstituée d’air pouvant contenir un grandnombre de polluants provenant soit du ter-rain environnant, soit de l’activité du chantier.

L'homme ne peut pas vivre dans un milieudont les caractéristiques de l'air ambiant necorrespondent pas à son système respiratoireet ne peut s'adapter qu'à des variations rela-

tivement faibles des composants chimiquesprésents.

En effet, les capacités d’épuration de l'orga-nisme ont des limites.

De plus, certains produits chimiques inhalésconstituent des poisons par les effetstoxiques qu’ils engendrent.

Ces effets dépendent :

• des caractéristiques physico-chimiques dela substance,

• de la dose réellement absorbée par l'orga-nisme,

• de la durée et de la fréquence d’exposition.

La voie d'entrée principale des substancestoxiques est la voie respiratoire, mais il nefaut pas négliger la voie cutanée qui peutêtre très importante si la peau est lésée(plaie, irritation, eczéma..).

Récemment, les études épidémiologiquessur le cancer ont démontré que certainessubstances (silice, hydrocarbures, gazd'échappement, ... ) ont des propriétés can-cérigènes ou mutagènes et compte tenu desfaibles doses susceptibles d’entraîner le can-cer chez l'homme, la recherche pourraitconduire à de sérieuses modifications del'approche de la prévention.

Les valeurs de référence sont préciséeschaque fois qu'elles sont connues.

L’amplitude et la fréquence respiratoires del'être humain varient selon l’individu, son acti-vité, ses caractéristiques physiologiques.L'apport d’air doit couvrir au minimum lesbesoins respiratoires de l'homme.

La composition "normale" de l’air dans lemilieu ambiant non pollué est environ :

- 21% d’oxygène

- 78 % d'azote

- 0,04 % de gaz carbonique

- 0,96 % de gaz rares.

Or, dans les travaux souterrains :

• le confinement de l’air dans une galerie encul-de-sac, ou dans un puits borgne, favorisel'augmentation de la teneur en polluants et ladiminution de la teneur en oxygène,

• l’activité du chantier est génératrice de pol-luants divers qui apportent eux même unetoxicité spécifique,

• le terrain peut être générateur de pollutionsdont la maîtrise est aléatoire : gaz toxiques,explosibles, pollution citadine, bio-orga-nismes, radioactivité naturelle ...,

• la respiration humaine, par le rejet de gazcarbonique et la consommation d'oxygène,modifie la qualité de l'air. Ceci est sans doutenégligeable dans le creusement de galeries



de grande section mais peut être un élémentdéterminant dans certaines interventions par-ticulières comme les puits.

En conséquence, préserver la santé des tra-vailleurs dans leurs conditions de travailnécessite :

• de renouveler l'air nécessaire à la respira-tion humaine sans danger, notamment par unapport d'air neuf,

• d'assurer le maintien de la qualité de l’airpour que les caractéristiques soient prochesde celles de la composition "normale" del’air neuf,

• le cas échéant, de diluer des polluants.

2.3.2 - Sécurité et santé auxpostes de travail

2.3.2.1 - Les polluants

Dans les travaux souterrains sont examinés :

• les gaz, les fumées de tir, les gaz émis parles moteurs diesel, les gaz naturels (méthane,radon...), les gaz produits par des activitésannexes (soudage des films d’étanchéité,pose de revêtements bitumineux, applicationde peintures...),

• les poussières.

2.3.2.2 - La ventilation de chantier

Pour la santé des travailleurs, on doit assureraux postes de travail et dans les zones de tra-vail une atmosphère inférieure à une valeurlimite admissible pour les polluants et cer-taines substances chimiques par :

• D’une part un apport et un renouvelle-ment d’air neuf minimal nécessaire à larespiration des personnes. Le débit estentre 25 à 90 m3/h/personne en fonctionde l ’act iv i té physique et du travai lRecommandation R352).

• D’autre part, une atmosphère inférieurea une valeur limite admissible pour lespolluants et certaines substances chi-miques par :- l’aspiration des poussières et des polluantsau plus près de la source,- le cas échéant, la dilution des polluants noncaptés.

2.3.2.3 - La qualité de l'air et le confortaux postes de travail

La ventilation des ateliers doit égalementréguler :

• la température de la galerie dans desconditions admissibles à l'égard de l’activitédes personnes à leurs postes de travail,

• l'humidité de la galerie afin d’éviter laconstitution de brouillard,

• la vitesse de circulation de l'air dans lesgaleries.

2.3.3 - Evaluation des polluants

2.3.3.1 - Les valeurs limites

Les valeurs limites indiquées dans le présentdocument sont celles en vigueur à la date desa publication.

La V.L.E. ou valeur limite d’exposition à courtterme représente la concentration dans l’airque peut respirer une personne pendant untemps déterminé (15 mn maxi) en fonction dela nature du risque, des conditions de travailet des possibilités techniques de mesurage ;son respect permet d’éviter les risques d’ef-fets toxiques immédiats.

La V.M.E ou valeur limite moyenne d'exposi-tion est la valeur admise pour la moyenne surun poste d'une journée, c'est à dire 8 heures,des concentrations auxquelles un travailleurest effectivement exposé. La VME peut êtredépassée sur de courtes périodes, sousréserve de ne pas dépasser la VLE.

Ces valeurs s'expriment en terme de concen-trations dans l'atmosphère et la seule voie depénétration est la voie respiratoire. Des indi-cateurs complémentaires doivent s'ajouter àces concentrations lorsque la pénétration sefait par la voie digestive ou cutanée, notam-ment par des indicateurs biologiques.

Ces valeurs sont exprimées :

• pour les gaz et les vapeurs, soit en ppm(cm3/m3) soit en milligrammes par mètre cube(mg/m3),

• pour les aérosols liquides ou solides, en mil-ligrammes par mètre cube seulement.

2.3.3.2 - Les mélanges de substances

Les valeurs limites sont valables pour desexpositions de substances pures.

Cependant, lorsque plusieurs substancesnocives se rencontrent à un même poste detravail, il peut exister un phénomène depotentialisation ou une inhibition réciproquede la toxicité des substances en présence.

Ces effets sont approchés :

• pour des substances agissant sur un mêmeorgane ou dont les effets s’accroissent, enappliquant la formule de toxicité suivante :

dans ce cas , il convient de maintenir lesconditions de ventilation de telle sorte que

l’inégalité précédente soit respectée.

Ci et VLi représentent respectivement lesconcentrations et les valeurs limites pour cha-cun des polluants répertoriés.

• pour des substances agissant sur desorganes différents ou dont les effets toxiquesne se potentialisent pas en appliquant la for-mule suivante :

dans ce cas, quel que soit i, le non-respectd'une des inégalités suffit à déclarer la qualitéde l’air inacceptable pour le poste de travail.

NO et NO2 ainsi que CO et CO2 présententd'après certains auteurs un phénomène desynergie et le renforcement des effets cumu-lés.

2.3.3.3 - Les poussières

Les poussières sont définies comme étanttoute particule solide dont le diamètre aéro-dynamique est au plus égal à 100 micro-mètres ou dont la vitesse limite de chute,dans les conditions normales de tempéra-ture, est au plus de 0,25 m/s.

a - Les poussières totales

Ce sont les poussières retenues dans lesappareils de prélèvement. Cette mesure per-met d'évaluer la poussière qui se déposedans les trois niveaux des voies respiratoires :nez, pharynx, larynx, trachée, arbre bron-chique, alvéoles.

La VME pour les poussières totales est : 10 mg/m3.

b - Les poussières alvéolaires

Ces poussières sont celles qui arrivent jusquedans les alvéoles pulmonaires. Ce sont cellesqui pénètrent le plus profondément dans lespoumons.

Les particules dont le diamètre est inférieur à5 micromètres ont un taux de pénétrationsupérieur à 50 %. Elles sont donc considéréescomme les plus dangereuses.

La VME pour les poussières alvéolaires est :5 mg/m3.

c- Toxicité de certaines poussières

La silice

Les poussières de silice ont un effet potentia-lisant. En effet, en plus de générer une sur-charge respiratoire, ces poussières favorisentle développement de tissus fibreux et denodules qui aggravent les difficultés respiratoires.



La silice cristalline est la forme la plus nociveet trois composants ont été identifiés dans lemécanisme de la silicose :

- le quartz,

- la tridymite,

- la cristobalite.

L'effet nocif cumulatif est évalué par la formule :

Cns représente la concentration en pous-sières alvéolaires non silicogènes (mg/m3),Vns est la valeur limite moyenne d’expositionen poussières alvéolaires, soit actuellement5 mg/m3.

Cq, Cc Ct représentent respectivement lesconcentrations en quartz, cristobalite, tridy-mite (mg/m3), leur VME étant respectivementde 0,1 ; 0,05 et 0,05 mg/m3.

L’amiante

Elle se rencontre à l'état naturel dans les mas-sifs anciens. Il convient de réaliser un repé-rage géologique de la présence d'amiante.Le BRGM dispose d’informations géolo-giques précises. Une analyse des terrainsrencontrés peut être opportune pour caracté-riser la présence et le type d'amiante. Lors dela réalisation de chantier, les mesures d'em-poussièrement doivent être menées fré-quemment. La valeur limite admissible sur 1heure de travail est de 0,1 fibre/cm3. Dans ledoute ou en cas de dépassement de cettevaleur, la méthode de travail doit être remiseen cause. Des protections collectives ouindividuelles pour les salariés ainsi que desdispositions pour l’environnement doiventêtre mises en œuvre.

2.3.3.4 - Les gaz

Les tableaux ci-après définissent les valeursde référence des VME et VLE données soitdans des textes réglementaires soit dans desrecommandations internationales. Les réfé-rences du document d’origine figurent dansla colonne "références" et renvoient à labibliographie à la fin de cette recommanda-tion. Il n'est pas limitatif des produits maisfournit les limites de concentrations des pro-duits les plus fréquemment rencontrés dansles travaux souterrains.

a - Valeurs pour les fumées de tir

b -Valeurs pour les gaz diesel

c - Valeurs pour les substances naturelles

d - Valeurs pour les autres substancesémises par l’activité

2.3.3.5 - La chaleur

L'homme a un organisme homéotherme,c’est à dire que sa température centrale doitrester stable (37°C ± 0,5°C).

Pour réguler cette température, il échangeavec le milieu extérieur de la chaleur selon 4modes :

• le rayonnement : échanges thermiques parrayonnement entre des parois chaudes etl'homme,

• la conduction : échanges thermiques parcontact direct entre la peau et un objet solideou liquide,

• l’évaporation : déperdition de la chaleurdue à l'évaporation de la sueur sur l'enve-loppe cutanée et respiratoire (la transpirationpeut être limitée par un air très humide),

• la convection : échange dû à la vitesse del'air au contact de la peau.

Par ailleurs, l'activité de l'homme est produc-trice de chaleur interne intense dans lesmuscles ; c'est le métabolisme énergétique.

Par rapport au milieu externe, ces échangespermettent à l'homme de réguler cet équi-libre thermique. De manière interne, desmécanismes spécifiques sont mis en jeu pourmaintenir la température centrale stable.

Les principaux paramètres pouvant causer undéséquilibre thermique sont :• le travail physique,• la température moyenne du rayonnement,• la température de l’air,• l’humidité de l’air,• la vitesse de l’air.

Le travail dans une atmosphère chaudepeut générer selon la nature et le tempsd'exposition :

* Risque de pénétration percutanée : ces valeurs n’excluent pas l’apparition de céphalées qui généralement ne sub-sistent pas après accoutumance ; si la concentration est inférieure à 0,2 mg/m3, les céphalées n’apparaissent pas.

VME VLEProduitsppm mg/m3 ppm mg/m3 Références

Oxyde de carbone CO 50 55 Sécurité Sociale

Tableau Maladies Professionnelles

Dioxyde de carbone CO2 5000 9000 Circulaire du MT et directive 91/322

Monoxyde d'azote NO 25 30 Circulaire du MT et directive 91/322

Dioxyde d'azote NO2 3 6 Circulaire du MT et directive 91/322

Nitroglycol - nitroglycérine 0,15* 1,5* Circulaire du MT et directive 91/322

VME VLEProduits

ppm mg/m3 ppm mg/m3 Références

Oxyde de carbone CO 50 55

Dioxyde de carbone CO2 5000 9000 Circulaire MT et directive 91/332

Monoxyde d’azote 25 30 Circulaire MT et directive 91/332

Dioxyde d'azote N02 3 6 Circulaire du MT et directive 91/322

Dioxyde de soufre S02 2 5 5 10 Circulaire du MT et directive 91/322

VME VLEProduits

ppm mg/m3 ppm mg/m3

Méthane 10 000

Hydrogènesulfuré 5 7 10 14

VME VLEProduits

ppm mg/m3 ppm mg/m3

Aldéhyde formiqueHCHO (formol) 0,5 1

Acide nitriqueHNO3 2 5 4 6

Acide sulfurique 1 3



• des coups de chaleur ou des accès d’hyper-thermie,

• des syncopes (évanouissement, pâleur),

• un déficit hydrique ou une déshydratation,

• un déficit sodique.

Les conséquences sont variables selon lescapacités fonctionnelles individuelles (âge, fré-quence cardiaque, force) et l'accoutumancede l'opérateur (habitude de métier, originegéographique, habitude climatique …).

Trois principes sont donc à retenir pourfavoriser le rétablissement de l’équilibrethermique :

• faciliter la sudation,

• diminuer la dépense énergétique ( mesuréepar la fréquence cardiaque),

• diminuer la température de l'air.

L’évaluation des contraintes thermiques estcomplexe et les indicateurs divers (notam-ment la fréquence cardiaque,... ) nécessitentdes études importantes.

A défaut de pouvoir caractériser actuelle-ment de manière précise les indicateurssimples, dans les cas de travaux souterrains,la température sèche de l’air ambiant estprise comme référence.

Ainsi dans les travaux souterrains, on recom-mande que les opérateurs ne soient pasexposés à une température ambiante auposte de travail supérieure à 26°C en atmo-sphère humide.

Cette température devra être modulée enfonction de l'hygrométrie et en cas de tra-vaux particulièrement pénibles.

Dès lors, les principes de prévention à retenirsont :

• réduire les sources de chaleur ou les isolerthermiquement,

• réfrigérer si nécessaire,

• réaliser une ventilation appropriée demanière à maintenir la température au des-sous de la température limite ( attention àl'inconfort à l’air froid et aux différences ther-miques de plus de 6°C),

• agir sur la vitesse de l'air pour favoriser laconvection thermique sans toutefois gênerles travailleurs à cause de vitesses d'airlocales trop élevées (solution = diffuseur pourbaisser la vitesse),• mécaniser la tâche difficile ou contrai-gnante afin de diminuer la dépense énergé-tique,• limiter la durée d’exposition si la chaleur estimportante,• créer un microclimat à l'emplacement du

travailleur, par exemple : cabines d’engins cli-matisées,• accroître l'apport hydrique,• tempérer l'eau de boisson ; comprise entre10 et 15°C, légèrement sucrée et aromatiséeavec apport de 100 à 500 ml/heure enmoyenne,• limiter les boissons sucrées (0,5l/j - jus defruit, lait fruité, boissons gazeuses..) ou le café(400 mg/jour),• interdire les boissons alcoolisées.• accroître l'apport sodique par l’alimentationou par les boissons (bouillons de viande, delégumes, jus de tomate),• prévoir des douches et des armoires chauf-fantes pour le séchage des vêtements,• maintenir des protections individuelles spé-ciales dans certaines circonstances.

2.3.3.6 - L'incendie – Fumées et gaz

Le risque incendie (incendie d'engin, oxydé-coupage, soudures de plastiques…), quin'est pas le thème retenu dans la présenterecommandation, doit être évalué et fairel'objet de dispositions de prévention adé-quates intégrant non seulement le rôle de laventilation, mais aussi de tous les élémentsde sécurité permettant de limiter les consé-quences du feu (extinction, désenfumage,moyens d'alerte, protection et évacuation)

3 - PROJET DE VENTILATION

3.1. Les règles minimales

3.1.1 - Le traitement des polluantsLes principes de ventilation essentiels pourtraitement les polluants émis par les activitésdu chantier sont :

• pour les poussières :

- la réduction de l’émission au points de pro-duction,

- le captage des poussières produites locale-ment si possible,

- le rejet de l’air enpoussiéré vers l’extérieur,

- l’arrosage par pulvérisation d’eau pour fairetomber les poussières,

- l’installation des dispositifs d’aspiration àproxilité des machines,

- l’équipement des cabines préssurisées,

- la recherche d’une meilleure étanchéitépossible entre le tunnelier et le terrain pource cas...

NB : les poussières ne se diluentpas dans l’at-

mosphère, seleument par captage ou parévacuation.

• pour les gaz de tirs ou de terrains :

- le captage à la source et l’évacuation desgaz directement vers l’extérieur.

• pour les gaz d’échappement des moteursdiesels :

- le choix du matériel et de l’entretien desmoteurs,

- le captage à la source et le traitement desgaz,

- la dilution par ventilation dans l’ouvrage.

3.1.2 - Les besoins en air neufLa détermination des besoins en air neufrésulte de l’examen des polluants générésdans l’ensemble du souterrain et de lamanière dont on devra les traiter.

Les valeurs de base recommandées pour ledimensionnement du circuit de ventilation sont :

• Pour la dilution des gaz émis par lesmoteurs thermiques : 50l/s par ChevalVapeur (CV) effectivement développé.

• Pour l’évacuation et le captage des pous-sières, des gaz de tirs et des gaz contenusdans les terrains : 300l/s par m2 de sectiond’ouvrage (en général section excavée) auminimum.

Les deux débits ne sont pas cumulatifs.C’est le débit le plus important qui estretenu.

Par ailleurs, deux autres principes importantssont à prendre en compte :

• D’une part, respecter entre le front et l’aspi-ration la distance de 5 logS (distance en m-S=section excavée en m2), vérifiée par l’expé-rience pour le captage des polluants à lasource.

• D’autre part, quels que soient la solution etle type de ventilation mis en œuvre, de véri-fier la vitesse de retour d’air en galerie quidoit rester en tre 0,5m/s (mini) et 1,5m/s(maxi) pour le confort des ateliers.

3.2. Concepts généraux deventilations

Les dispositifs de ventilation installés en sou-terrain se rattachent à un nombre réduit defonctionnements de base, quelle que soit latechnique de creusement et de réalisationdes structures intérieures :

• Ventilation soufflante

• Ventilation aspirante

• Ventilation par écoulement de l’air dans leréseau de galeries



Ces différents types de ventilation peuventêtre combinés entre eux, association de ven-tilations soufflante et aspirante, ventilateursréversibles…

3.2.1 - Ventilation soufflante

En ventilation soufflante, le conduit de venti-lation apporte l’air neuf au front. L’air pollués’écoule par la galerie elle-même depuis lefront jusqu’à l’extérieur. (Figure 1)

3.2.1.1 - Avantages de la ventilationsoufflante

• Les zones les plus actives des ateliers detravail à front (et éventuellement au droit desateliers situés en arrière) sont alimentés en airneuf.

• La vitesse d’éjection de l’air permet un bonbalayage du front.

• La dilution des gaz polluants est bienassurée.

• Le ventilateur, en général à l'extérieur, restefixe et indépendant de l'avancement dufront.

• Il est possible de maîtriser la températurede l’air apporté.

3.2.1.2 - Inconvénients de la ventilationsoufflante

• Les poussières et notamment la silice sontdispersées.

• Même dilué le bouchon de tir ou les pollu-tions générées au front parcourent tout letunnel et nécessitent l'évacuation de l'en-semble du personnel en souterrain, tempsimportant dans le cycle de travaux.

• Les gaz de tir qui se dégagent du tas demarin pendant le marinage ne sont pas reprisà la source.

• Le gradient de pollution croît depuis lefront jusque vers l’extérieur.

• Les ateliers en arrière du front se trouvent

dans le retour d’air pollué par le front.

• L’air froid envoyé à front, s’il n’est pasréchauffé au préalable, peut entraîner ungrand inconfort en hiver.

• L’air pollué ressortant du tunnel ne peut pasêtre traité.

• En cas d'incendie on ne peut pas extraireles fumées.

3.2.2 - Ventilation aspirante

En ventilation aspirante, le conduit de venti-lation extrait l’air pollué à proximité de l’ate-lier de travail, l’air neuf arrivant depuis l’exté-rieur par le tunnel jusqu’au front. (Figure 2).

3.2.2.1 - Avantages de la ventilationaspirante

• Permet l’aspiration des polluants à lasource, notamment des poussières et desgaz dégagés au marinage (front et éventuel-lement ateliers répartis en arrière), à condi-tion de respecter entre le front et l’aspira-tion la distance de 5 logS.

• Donne une évacuation rapide du bouchonde tir, sans qu’il pollue le tunnel en arrière du front.• N’amène pas d’inconfort de températurepour le chantier à front.

• Permet de traiter le rejet d’air pollué à lasortie du tunnel.• Apporte un balayage d'air neuf de l'exté-rieur vers le front . • Peut extraire des fumées d'incendie.

3.2.2.2 - Inconvénients de la ventilationaspirante

• Le ventilateur doit être installé en galerie(sauf à utiliser un conduit rigide depuis l’exté-rieur), ce qui impose d’avancer régulièrementle ventilateur.

• Le gradient de pollution augmente de l’ex-térieur vers le front.

• Toute la pollution est ramenée vers la zonela plus active à front.

• Pour des raisons pratiques, si le point d'as-piration reste loin du front, l'extrémité du tun-nel en cul-de-sac n'est plus renouvelée et leniveau pollution devient incontrôlable (appa-rition de zones mortes).

• L’efficacité reste limitée à une courte dis-tance du front.

3.2.2.3 - Conseils de mise en œuvre

• L’extrémité du conduit de ventilation aspi-rante doit être maintenue très près du frontet les installations de ventilation, y comprisles opérations de maintenance des disposi-tifs, doivent être très bien organisées.

• Pour éviter l'instauration d'une zone morteau front, un recours possible est de mettre enœuvre un ventilateur de brassage branché àun conduit prenant de l'air à l'amont de l'as-piration mais cette solution présente l'incon-vénient de mettre les poussières du marin ensuspension si le dimensionnement ne prendpas en compte ce critère (Figure 3).

Figure 2

Figure 1



3.2.2.4 - Cas particulier : aspiration parune galerie pilote

La réalisation d’une galerie pilote préalable-ment au creusement du tunnel principal per-met, entre autres, de résoudre efficacementles problèmes de ventilation :

• On installe le ventilateur à l’extrémité de lagalerie pilote.

• On se sert de la galerie elle-même commeconduit de ventilation; toute la pollution dufront, poussière et gaz, est alors directementaspirée à la source et évacuée à l’extérieur. Ilest également possible de traiter sans diffi-culté l’air aspiré avant de le rejeter à l’atmo-sphère (Figure 4).

3.2.3 - Ventilation par écoulementde l’air dans le réseau de galeries L’ensemble de l’air des ouvrages en souter-rain est mis en circulation entre deux points,l’entrée d’air et le retour d’air. C’est le prin-cipe d’aérage le plus communément utilisédans les mines souterraines.

On opte la plupart du temps pour une instal-lation de ventilateur aspirant sur le retourd’air, l’entrée par un puits ou une galeried’entrée d’air étant libre.

Sur le circuit d’aérage, ou pourra alors bran-cher des dispositifs de ventilation de chan-

tiers en cul-de-sac en utilisant l’une des deuxméthodes précédentes.

3.2.3.1 - Avantages de la ventilation parécoulement de l’air dans le réseau degaleries

• Ce type de ventilation est adapté dans lecas de la réalisation d’un ensemble complexede galeries et de cavités s’apparentant à unréseau minier

• Il autorise de grands débits d’air car ce sontles galeries elles-mêmes qui constituent lesconduits de circulation de l’air

• Il permet d’alimenter plusieurs chantiers pardes dispositifs de ventilation secondairebranchés sur le circuit principal d’air neuf

• Les pertes de charge sont faibles et de cefait il résulte une économie d'énergie

3.2.3.2 - Inconvénients de la ventilationpar écoulement de l’air dans le réseaude galeries

• La pollution des différents chantiers est par-fois rejetée dans le circuit principal • Le gradient de pollution augmente de l’en-trée d’air vers la sortie d’air• Elle impose des débits importants de manièreà assurer une qualité d’air suffisante à tous leschantiers mais avec des vitesses de retour d'airqui peuvent devenir insupportables.

3.2.4 - Combinaison des différentessolutionsLes différentes possibilités de ventilationpeuvent se combiner entre elles de manièreà cumuler les avantages des différents sys-tèmes : la combinaison d’une ventilationaspirante au plus proche du front avec uneventilation soufflante apportant l’air neuf en

arrière présente une grande souplesse et lameilleure efficience tant pour le balayage dufront en air neuf que pour l’aspiration despolluants (fumées de tir, gaz des engins,poussières). Ce système nécessite enrevanche l'installation de deux conduitesparallèles sur toute la longueur de l'ouvrageet l'encombrement comme le coût (investis-sement, exploitation et maintenance) sontplus importants qu'en solution soufflante ouaspirante.

Lorsqu’on combinera ventilation soufflante etventilation aspirante, on devra tenir compte dece que le débit en soufflage doit égalementcompenser le débit aspiré. Par ailleurs, la miseen œuvre d’un tel système exige un contrôleplus important des conditions de fonctionne-ment pour assurer sa pleine efficacité.

On peut également utiliser des ventilateursréversibles fonctionnant, suivant les phasesde chantier, en soufflage ou en aspiration, àcondition bien entendu que le réseau deconduites et de ventilateurs soit conçu pouraccepter les deux modes de ventilation(Figure 5).

Figure 3

Figure 4

Figure 5



3.2.5 - Ventilation pour les ouvrages percésIl s'agit de la phase de fin de travaux degénie civil, par exemple la réalisation descouches de bitumineux très polluants, etd'équipements, par exemple la peinture des

piédroits.

On utilise dans ce cas le principe de ventila-tion du type longitudinal. Le courant d'airnaturel peut être renforcé mécanique s'il estinsuffisant ou aléatoire grâce à des accéléra-teurs insonorisés placés dans le tunnel ouéventuellement en obturant provisoirementle tunnel par une cloison intégrant un ventila-teur capable de faire circuler le débit d'airrequis (Figure 6).

3.2.6 - Utilisation des gaines deventilation définitives ou de puitsintermédiairesIl s'agit des gaines de ventilation des tunnelsroutiers ventilés en système du type transver-sal définitif ou de galerie technique. De nom-breux exemples montrent qu'il faut tirer profitde l'existence de ces galeries dont la réalisa-tion suit le front, mais à distance, qui permetle démontage des conduites provisoires enbénéficiant à la place des sections de transitsouvent plus largement dimensionnées queles éléments provisoires (Figure 7).

On pourra également avoir avantage à utili-ser des puits intermédiaires prescrits au pro-jet ou éventuellement à créer pendant les travaux.

3.3 - Données d'entrée -Hypothèses de calculs

Ce sont tous les éléments techniques quipermettent de calculer les débits de ventila-tion nécessaires au chantier, de définir toutesles caractéristiques du système de ventilationet de déterminer son mode de fonctionne-ment.

3.3.1 - Caractéristiques propres auxouvrages et aux terrainsCe sont aussi bien les caractéristiques géo-métriques des ouvrages à réaliser (sectionsau creusement et après revêtement, lon-gueurs, dalles, état de surface…) que lescaractéristiques géologiques des terrains tra-versés, de manière à déterminer notammentla présence ou non de silice, d'amiante, ledégagement éventuel de gaz et la prise encompte d’un gradient de température.

3.3.2 - Méthodes de réalisation des travauxLa méthode de réalisation des ouvrages sou-terrains et des différents travaux annexes –donc les risques potentiels de pollution -intervient directement sur la conception etsur le dimensionnement de la ventilation.

On devra vérifier que pour chaque phase detravaux et pour chaque atelier, la conceptionde la ventilation permet d’assurer la qualitéde l’air conformément à la législation et à laréglementation.

On devra considérer notamment :• la méthode de creusement (explosif,machine ponctuelle, tunnelier..),• les différentes phases d’excavation (pleinesection, voûte, stross, fouilles, excavations annexes..),

• la mise en œuvre d’ateliers travaillant ensimultané (creusement à l’avant, puis à l’ar-rière réalisation de radier, d’étanchéité, deferraillage, de revêtement de voûtes, dedalles, d’équipements,…etc.),• les effets induits par les percements entregaleries, rameaux et avec l’extérieur dans lecas d’un réseau complexe de galeries,

• la réalisation des travaux de finition aprèspercement du tunnel.

La prise en compte des différentes phasesinflue :

• sur les débits à mettre en œuvre, par lamodification des moyens mécaniques enopération et donc des polluants émis,

• sur le circuit de ventilation lui-même du faitdes contraintes amenées par la traversée deplusieurs ateliers,

• sur les flux d’air, par les modificationsapportées au circuit aéraulique, notammentlors de percement entre chantiers ou à l'airlibre.

3.3.3 - Moyens mis en œuvreLes méthodes de réalisation des travaux per-mettent de déterminer le type et le nombred’engins employés, leur conditions d’exploi-tation, l’importance des équipes employées,le planning des opérations…etc.

Inversement, les problèmes de ventilationpeuvent conduire à des choix, ou à desoptions de matériels spécialisés (motorisationélectrique de matériel de reprise ou de char-gement par exemple)

3.3.4 - Détermination et caractéri-sation des sources de pollutionL’étude des méthodes et des moyens mis enœuvre débouche directement sur la détermi-nation des différentes sources de pollution etleurs caractéristiques, pour les plus cou-rantes.

Pour le creusement au tunnelier et pour laréalisation des structures intérieures

• Emission de poussière au moment du creu-sement

• Emission de gaz contenus dans les terrainsou dans les produits mis en œuvre

• Emission de poussière au moment du mari-nage (convoyeur..)

• Emission des gaz d’échappement desmoteurs thermiques (diesel, …)

• Emission de poussière pendant la réalisa-tion du béton projeté

Pour le creusement à l'explosif et pour laréalisation des structures intérieures

Figure 6

Figure 7



• Emission de fumées de tir

• Emission de gaz contenus dans les terrainsou les produits mis en œuvre

• Emission de poussière au moment du mari-nage

• Emission des gaz d’échappement desmoteurs thermiques (diesels ; engins etgroupes de secours..)


• Emission de chaleur par les engins et/oupar le terrain et/ou par le béton

Pour le creusement à la machine ponctuelleet pour la réalisation des structures inté-rieures

• Emission de poussière au moment du creu-sement

• Emission de gaz contenus dans les terrainsou les produits mis en œuvre

• Emission de poussière au moment du mari-nage

• Emission des gaz d’échappement desmoteurs thermiques (diesel, …)


• Emission de chaleur par les engins et/oupar le terrain et/ou par le béton

3.3.5 - Détermination des besoinsen air neufLa détermination des besoins en air neufrésulte de l’examen des polluants générésdans l'ensemble du souterrain et de lamanière dont on devra les traiter.

3.3.5.1 - Débit pour la dilution des gazd'échappement des engins à moteursdiesel (QDdt)

Que ce soit en ventilation soufflante ouaspirante, le débit de dilution (QD) à appor-ter par la ventilation est calculé sur la base de50l/s/CV effective développée pour tous lesengins diesel actifs présents simultanémenten tunnel.

La notion de puissance effective développéemérite quelques explications : si l’on consi-dère la puissance nominale indiquée par leconstructeur, la puissance effective dévelop-pée dépend :

• de la charge effective de l’engin,

• de la pente, du lieu (altitude) où il opère,

• de son état général (maintenance, vieillisse-ment..).

C’est donc une notion sujette à interpréta-tion, pour laquelle il conviendra de resterprudent, tout en considérant que prendresystématiquement la puissance nominale desengins peut conduire à des surdimensionne-ments.

3.3.5.2 - Débit d'évacuation des pous-sières soulevées et non localisées par leroulage (QEpr)

L'émission des poussières n'est pas localiséeet en ventilation soufflante comme en ven-tilation aspirante, le calcul du débit d'éva-cuation (QE) est fait sur la base moyenne de300l/s/m2 de section excavée. L'arrosage desradiers béton peut limiter cette pollution etde ce fait réduire le débit de ventilation.

3.3.5.3 - Débit de captage des poussières et des gaz émis par les ateliers localisés (QCpa)

Dans ce cas, le traitement est réalisé par uneventilation aspirante ponctuelle au plus prèsde la source émettrice ; l’air aspiré est rejeté àl’extérieur après passage éventuel dans undépoussiéreur. On déconseillera le recyclagede l’air traité qui, même avec un dépoussié-reur ne peut apporter une garantie constantede qualité.

Le calcul de débit de captage (QC) est fait surla base minimale de 300l/s/m2 de sectionexcavée.

L’expérience montre que dans le cas d’unemachine ponctuelle, le débit d’aspiration,pour être efficace, peut atteindre 3 fois la

valeur donnéepar la règle des300l.s/m2.

3.4 - Principes de ventilationretenus et dispositionsgénérales

La ventilation de chantier peut agir de plu-seurs manières ; capter, diluer, évacuer ouséparer les produits polluants générés dansle tunnel.

La ventilation doit permettre à tout momentde maintenir une atmosphère de travail saineau sens de la réglementation en vigueur : ilfaudra donc systématiquement rechercher laconfiguration de chantier la plus pénali-sante et définir le système de ventilationen conséquence.

L’examen des conditions de ventilation d’unchantier devra être mené depuis la phase deconception par le Maître d'Ouvrage et par leCoordonnateur Sécurité/Santé jusqu’à laréalisation de l’ouvrage par le Maître d'Œuvreet l'Entrepreneur.

De manière à traiter les problèmes le pluscomplètement possible nous recommandonsd’adopter les prescriptions suivantes.

3.4.1 - Traitement des poussièresEtant donné que c’est là le problème le pluscomplexe à traiter, c’est celui qu’il faudraregarder en premier lieu, en se posant lesquestions suivantes :

• Y-a-t-il des émissions de poussières ?

• Les poussières sont elles chargées en silice,en amiante, … ?

• Quels sont les points d’émission?

A partir des réponses à ces questions, ondevra déterminer de quelle manière on traite

les problèmes, en privilégiant les solutionsqui empêchent la production de poussièresou les éliminent à la source:

• Foration à l’eau ou à l’aide d’un fluide spé-cifique, béton projeté par voie mouillée, arro-sage si possible automatisé du marinage

• Captage à la source, utilisation de procédésde brumisation

• Arrosage et balayage avec aspiration des

QDdf (Dilution diesel front)

QDda (Dilution diesel ateliers)

QDdr (Dilution diesel roulage)

(m3/s) = 50 (l/s/cv) x Puissance (cv) / 1000

QDdt (Dilution diesel total - m3/s) = QDdf + QDda + QDdr

QEpr (Evacuation poussière roulage - m3/s) = 300 (l/s/m2) x Section (m2 )/ 1000

3

QCpt (Captage poussières tir) [gaz tir+gaz terrain+marinage]

QCpp (Captage poussières ponctuelle)[machine+gaz terrain+marinage]

QCprb (Captage poussières robot béton)[projection de béton]

QCpbr (Captage poussières brise roche)[machine+gaz terrain+marinage]

QCpa (Captage poussières ateliers - m3/s) = Max ( QCpt , QCpp , Qprb ,Qpbr)

(m3/s) > = 300 (l/s/m2) x Section (m2) / 1000



voies de circulation

• Aspiration localisée et traitement des pro-duits

• Aspiration générale

Eventuellement, choix des matériels d'abat-tage, chargement et transport et toutes lescombinaisons de ces différents moyens.

On gardera en mémoire les deux points sui-vants :

• La méthode de dilution ne s’applique pasaux poussières

• Une aspiration des poussières au front pourêtre efficace doit respecter la loi suivante :distance maximale entre le front et la gained'aspiration < 5logS. Le respect de cettecondition est souvent difficile mais l’utilisa-tion de système de canars télescopiques faci-lite sa mise en œuvre.

A la lumière d’exemples récents de réalisa-tion de tunnel, on constate que certainesconfigurations de galerie ou certains procé-dés d’avancement ne permettent pas d’éta-blir une ventilation de chantier présentantune efficacité suffisante pour assainir correc-tement l’atmosphère des postes de travail.

La filtration et le recyclage du rejet en souter-rain d'un air empoussiéré ne constituentjamais une solution satisfaisante et ne doi-vent de toute manière s'opérer que dans uncourant d'air de renouvellement suffisant.

Ces situations sont évoquées ci-après.

3.4.1.1 - Attaque à l’explosif

Dans un tunnel de 100m2 de section, l’appli-cation de la formule 5 logS qui permet dedéterminer la distance entre le front et l’ex-trémité du canar aspirant conduit à unevaleur de 10m.

Lorsque cette distance ne peut pas être res-pectée, l’expérience, confirmée par des cal-culs de ventilation prévisionnelle, a démontréque les expositions aux poussières de silicecristallisée mesurées sur les opérateursdépassent systématiquement les valeurslimites de moyenne d’exposition admises.L'application de la formule 5logS est doncvivement recommandée.

Nous indiquons ci-après des exemples demoyens mis en œuvre sur certains chantiers :

• Equipement des engins travaillant à frontde dispositif de pressurisation / climatisationdes cabines munis de filtres présentant uneefficacité suffisante vis à vis des poussièresdites alvéolaires ;

• Mise en place de systèmes de pulvérisationautomatique des poussières d’abattage ;

• Conception et mise en œuvre de dispositifstélécommandés d’avancement des ventubespermettant de les rapprocher du front après le tir.

3.4.1.2 - Machines à attaque ponctuelle

Pour respecter les valeurs limites d'exposi-tion, moyenne VME ou à court terme VLE, onpourrait être amenés à adopter un dispositifde télécommande permettant à l’opérateurde diriger sa machine tout en restant suffi-samment éloigné de la zone d’attaque.Cette méthode de travail s’est révélée tout àfait concluante.

En parallèle, des expériences ont été menéesafin de fiabiliser les systèmes de repérage surécran des positions de la fraise par rapport autracé optimum de la section d’excavation degalerie. Ce dispositif, dont l’objectif initialétait de limiter les hors-profils à l’excavation,peut s’avérer très utile pour compléter ladémarche décrite dans le paragraphe précé-dent. Des essais d’association de ces deuxtechniques permettant à l’opérateur de dis-poser d’un boîtier de télécommande équipéd’un écran pour contrôler le déplacement dela fraise sont actuellement en cours.

3.4.1.3 - Tunnelier

Sur les tunneliers ouverts, les prélèvementsréalisés pour mesurer les niveaux d’exposi-tion à la silice cristallisée montrent fréquem-ment des dépassements significatifs desvaleurs limites de moyenne d’expositionadmises.

Certains chantiers sont pourtant équipésd’un canar d’aspiration connecté à undépoussiéreur ; mais dans la mesure où lerejet de ce dépoussiéreur n’est pas connectéà un conduit d’évacuation à l’extérieur et oùl’air traité est recyclé dans la galerie, l’effica-cité du dispositif vis à vis de la teneur enpoussières alvéolaires de l’air à front ne peutêtre garantie.

3.4.2 - Dilution des gazLe débit d’air de ventilation doit diluer les gazpolluants (s’il n'y pas de dégagement deméthane - risque d'explosion) et les ramenerà des teneurs acceptables au sens de laréglementation en vigueur.

Il faudra toujours garder à l’esprit que lerecours à des engins électriques diminuenotablement la production de gaz polluants.Par ailleurs, de nombreux dispositifs de dimi-nution des polluants produits par les moteursdes engins existent : nous les décrivons danscette recommandation.

3.4.3 - Renouvellement de l’air /arrivée d’air neufEn fonction de l’examen des deux points pré-cédents, on pourra déterminer de quellemanière on assurera le renouvellement del’air et l’approvisionnement en air neuf.

On notera toutefois que c’est une ventilationsoufflante mécanique qui permet de mieuxgérer l'apport d'air neuf dans les partiesactives du tunnel.

3.4.4 - Faisabilité de la solutionretenue Lorsqu’on a arrêté une solution globale, ilfaut impérativement la soumettre à un exa-men critique sur la faisabilité et sur les pro-blèmes de mise en œuvre :

• les caractéristiques de l'ouvrage sont ellesadaptées?

• le positionnement et l’encombrement desdivers éléments sont-ils compatibles avec lefonctionnement du chantier, les manœuvresdes engins, les séquences de travail, etc. ?

• le fonctionnement de l’ensemble du sys-tème est-il possible à tout moment ?

• le passage des conduits au travers des ate-liers est-il assuré en permanence dans lesconditions prises en compte dans les calculs ?

• les débits déterminés sont-ils compatiblesavec le confort du travail dans les zonesconsidérées ?

3.4.5 - Schémas de principe3.4.5.1 - Exemple de ventilation souf-flante

Le débit QS retenu est calculé sur la base dela dilution des gaz émis par l'ensemble des

Figure 8



moteurs diesel (50l/s/cv) car supérieur auxdébits d'évacuation ou de captage des pous-sières soulevées dans les ateliers(>=300l/s/m2 ). (Figure 8).

3.4.5.2 - Exemple de ventilation aspi-rante

Le débit QA retenu est calculé sur la base ducaptage des poussières soulevées lors du tiret du chargement du marin (300l/s/m2) aufront car supérieur aux débits d'évacuationdes poussières soulevées au roulage(<<300l/s/m2 du fait de l’arrosage du radier)et de dilution des gaz émis par les moteursdiesel (50l/s/cv) (Figure 9).

3.4.5.3 - Exemple de ventilation souf-flante et aspirante

Le débit QA retenu est uniquement calculésur la base du captage des poussières soule-vées lors du tir et du chargement du marin(300l/s/m2).

Le débit QS retenu est calculé sur la base dela dilution des gaz émis par les moteurs die-sel (50l/s/cv) utilisés au front (chargement) etau roulage (transport du marin) (Figure 10).

4. MISE EN ŒUVRE4.1 - Le Matériel

4.1.1 - Les Ventilateurs4.1.1.1 - Généralités

Par analogie avec la circulation sanguine, lesventilateurs représentent le cœur du circuit

de ventilation alors que les conduits, les puitset les galeries d’air neuf correspondent auxartères et le circuit de retour d’air pollué auxveines.

Un ventilateur est généralement définicomme une turbomachine créant :

• un débit d’air continu (non pulsé),

• une différence de pressionlimitée entre son entrée et sa sortie(au-delà d’un rapport de pressionde 1,25, il s’agit d’un compres-seur).

Les caractéristiques aérauliquesessentielles d'un ventilateur selisent sur un diagrammedébit/pression sur lequel on peutvérifier le point de fonctionnementde la machine, branchée sur soncircuit, qui doit se situer dans uneplage correcte et éviter, notam-ment, la zone de comportementinstable et dangereux pour la conservationde l'appareil qui s'appelle zone de pompage(Figure 11).

Les ventilateurs peuvent être carénés (c’est-à-dire munis d’une enveloppe), entraînés pardes moteurs électriques et généralement

montés de manière quasi-étanche sur unegaine de ventilation (la totalité du débit deventilation passe ainsi à travers le ventilateur).

4.1.1.2 - Ventilateurs axiauxLeurs principales caractéristiques présententclassiquement : (Figures 12 et 13)

• un bon rendement sur une gamme de débit

étendue,

• des possibilités de vitesse de rotationélevée,

• la possibilité d’ajuster l’angle de pales,généralement à l’arrêt, mais parfois en

marche, dans la limite de puissance dispo-nible (ce dernier système s'avère de techno-logie complexe et n'est à utiliser que dans etpour des cas de circuits très particuliers àjustifier),

• une roue (hélice) généralement montéedirectement sur l’arbre d’un moteur élec-trique,

• des machines compactes, sans perte deplace,

• une variation de débit qui s'opère grâce àl'utilisation d'un variateur électronique quiprocure de nombreux avantages (limitationde la puissance au démarrage, souplesse del'ajustement du débit..).

La giration de l’écoulement en aval de laroue, peut être récupérée par des aubagesredresseurs qui permettent d’accroître l’aug-mentation de pression et le rendement duventilateur. Les aubages redresseurs en avalsont plus efficaces qu’en amont, ces derniersayant en plus tendance à augmenter leniveau de bruit. Cette giration est à prendreen compte lors du montage en série de deuxventilateurs (il y a intérêt à associer deux ven-tilateurs contrarotatifs).

Inversion du débit

Figure 9

Figure 10

Figure 11 - Exemple des courbes caractéristiques d’un ventilateur hélicoïde

Figures 12 - Schéma d’un ventilateur de type axial



Il est possible de renverser le sens du débiten inversant le sens de rotation. Les perfor-mances avec aubages redresseurs serontalors très mauvaises et entre 60 % et 70 % endébit sans redresseurs.

Par contre on peut obtenir un ventilateurréversible :

• soit en inversant une pale sur deux mais laperformance dans un sens ou dans l’autre estd’environ 85 % en débit de celle du ventila-teur initial,

• soit en basculant le calage des pales de180° (ventilateur à calage variable) et onconserve ainsi 100 % du débit du ventilateurinitial.

Rendement

Le rendement total est normalement prochede 80 % au point de fonctionnement nominalet peut être amélioré jusqu’à 90 % (ventila-teurs à haut rendement conçus pour un pointde fonctionnement donné).

4.1.1.3 - Ventilateurs centrifuges (Figure 14)

L’augmentation de pression est principale-ment due à la force centrifuge.

En général les principales caractéristiques deces ventilateurs présentent :

• des mauvaises performances si la sortien’est pas connectée à une canalisation,• un entraînement par moteur externe, sou-vent relié par une courroie (souplesse desélection de vitesses de rotation),• une possibilité de sortie avec une ou deuxouïes,• 3 ou 4 types d’aubes possibles (forme etinclinaison par rapport au sens de rotation),

• une seule courbe de fonctionnement parventilateur. Seul réglage possible : la vitessede rotation, sauf si le ventilateur est équipéde ventelles à calage réglable qui créent unepré-rotation de l’écoulement incident,• un rendement, limité pour certains à 60-70 %, peut atteindre 90 % pour les plus effi-caces, mais la zone de bon rendement estrelativement étroite,• une possibilité de pressions plus élevées

qu’avec les ventila-teurs hélicoïdes demême vitesse,• des courbes defonctionnementdes ventilateurscentrifuges généra-lement plus platesque celles desaxiaux,

• un risque de pompage moins importantque pour un ventilateur hélicoïde(axial).

4.1.1.4 - Accélérateurs

Il s'agit en général de ventilateurs detype axial couramment montés en cléde voûte des tunnels routiers ou desgaleries qui ont pour fonction d'induireun courant d'air longitudinal par créa-tion d'une pression dynamique dû à lagrande vitesse d'air interne à la masse d'airdu souterrain.

Ce dispositif présente l'intérêt, en phasefinale de travaux lorsque le tunnel est débou-ché, de compenser la ventilation naturelle quiest à elle seule souvent insuffisante et voirealéatoire. Dans certains cas, ce type de venti-lation peut conduire à un problème de pous-sières.

Le dimensionnement des accélérateurs s'ef-fectue en poussée délivrée en champ libre etnon en débit comme pour les ventilateursbranchés à un conduit. La poussée en champ

libre s'obtient par la formule F= ρ.Q.V danslaquelle ρ est la masse volumique, Q est ledébit du ventilateur et V la vitesse du jet.(Figure 15)

4.1.2 - Les conduits

4.1.2.1 - Conduits souples en matièressynthétiques

a - Types de conduits

Les conduits souples sont constitués d'untissu enduit d'une matière synthétique quidoit être ininflammable et ayant fait l'objetde tests de conduite de chaleur suivant unenorme précisée par le fabricant/fournisseur.

Les matériaux utilisés doivent présenter uncertain nombre de caractéristiques physiquespour pouvoir être utilisés en galerie.

On peut les diviser en deux types principaux :

• les conduits souples lisses ou ventubes qui

Figure 15 : Accelérateur

▲

Figure 14 - Schéma-type de ventilateur centrifuge

Figures 13 -



ne fonctionnent qu'en surpression,

• les conduits souples à spires ou spira-gaines, qui peuvent être utilisés en surpres-sion ou en dépression faible.

Les ventubes :

Ils sont entièrement pliables, en éléments delongueur variable allant jusqu'à 30m de lon-gueur munis à chaque extrémité d'un anneausemi rigide permettant le raccordement deséléments entre eux selon divers systèmespropres à chaque fournisseur. Ils conviennentpour tous les diamètres de 300 à 3000mm.

Ils sont équipés de 1 à 3 filières de dispositifsde suspensions.

Ils peuvent parfois être équipés de cintres derenfort à espacement régulier permettant degarder le ventube ouvert lorsque le ventila-teur est à l'arrêt, et également de sortie d'airradiale.

Les spiragaines :

Ils sont fabriqués dans les mêmes matériauxque les ventubes mais sont renforcés par unespire hélicoïdale continue. Ils peuvent ainsiêtre utilisés en faible surpression, mais leurcoefficient de frottement élevé limite leur uti-lisation à des tronçons courts, ou dans deszones particulières tels que des coudes.

b - Grandeurs caractéristiques

Elles sont les suivantes :

- la pression admissible,

- la résistance à la rupture,

- la résistance à la déchirure,

- la résistance à la perforation dynamique,

- la résistance à la flamme,

- la résistance électrique des deux faces,

- la résistance à la putréfaction,

- la résistance aux hydrocarbures ou aux pro-duits chimiques.

c - Dispositifs de stockage

On utilise couramment des magasins destockage pour des ventubes lisses qui per-mettent la libération de la gaine de ventila-tion au fur et à mesure de l'avancement touten la gardant tendue.

4.1.2.2 - Conduits en acier

a - Types de conduits

Ce sont des tuyaux en tôle mince qui peu-vent être utilisés aussi bien en soufflagequ'en aspiration. On les appelle aussi com-munément canars.

On distinguera :

Les tuyaux en tôle d'acier soudé à

collerette :

Ils sont en tôle d'acier soudée avec des colle-rettes d'assemblage aux extrémités qui peu-vent être vissées entre elles avec un joint encaoutchouc. Ce type de tuyaux est plutôt uti-lisé en conduit de dépoussiérage.

Les tuyaux en tôle d'acier roulée agrafée :

Ils sont réalisés en tôle d'acier mince souventgalvanisée enroulée en hélice, à pli simplepour les conduits ordinaires, ou à plis mul-tiples pour des conduits résistant aux déchi-rures. Les jonctions sont réalisées au moyende manchettes souples avec colliers de ser-rage ou de manchettes métalliques rivetées.

b - Grandeurs caractéristiques

Ils sont essentiellement caractérisés par lasurpression et la dépression admissibles, quidépendent de la qualité de l'acier, de l'épais-seur de la tôle et du diamètre du conduit. Lespoints faibles se situent aux raccords.

4.1.3 - Les Équipements annexesde ventilation

4.1.3.1 - Dispositifs de répartition

a - Les dérivations et bifurcations

Ce sont des éléments en général métal-liques, mais parfois réalisés en gaine souplequi permettent la répartition de l'air apportépar le conduit principal d'aération dans desconduits secondaires distribuant l'air dans lesdifférentes galeries du chantier.

Leur mise en œuvre doit prendre en compteles pertes de charge importantes qu'ils peu-vent apporter.

b - Les registres

Les registres sont des dispositifs qui permet-tent de moduler le débit d'une canalisationou de modifier la répartition des débits auniveau des dérivations ou des bifurcations.

Ils peuvent être à commande manuelle ouautomatique.

Ils permettent également, au démarraged'un ventilateur, de réguler le gonflage desventubes souples de grande longueur.

c- Entrées, sorties, raccordements

La géométrie des entrées et sorties d'air ainsique des dispositifs de raccordement des ven-tubes aux ventilateurs est un élément à amé-liorer pour optimiser les performances del'ensemble de l'installation de ventilation. Ilfaut donc attacher un soin particulier à la défi-nition de ces éléments si on veut réduire aumaximum les pertes de charge qu'ils engen-drent.

4.1.3.2 - Dispositifs de protection

Les orifices d'entrée d'air sont en généraléquipés d'une grille de protection, soit pouréviter toute collision des pales du ventilateuravec des corps étrangers, soit pour évitertoute projection d'objet à la sortie de lagaine.

Lorsque le ventilateur est installé à proximitédu front, et que le tunnel est creusé à l'explo-sif, on installe un bouclier de protectionmétallique afin de protéger le ventilateur desprojections de matériaux. Ce bouclier doitêtre commandé de l'arrière du chantier afind'effectuer la mise en route du ventilateursans avoir besoin de retourner à front avantl'évacuation des fumées.

4.1.3.3 - Dispositifs d'insonorisation

Les nuisances sonores créées par les ventila-teurs sont importantes et nécessitent la miseen place de dispositifs d'insonorisation quipeuvent être montés devant et derrière lesventilateurs.

a - Silencieux annulaires

Ce sont les plus couramment utilisés. Ils sontconstitués d'une enveloppe tubulaire insono-risée d'un diamètre équivalent à celui du ven-tilateur et sont montés en série avec celui-ci.Leur efficacité dépend du matériau d'insono-risation utilisé et de leur longueur.

Les mousses de polyuréthane ne doivent pasêtre utilisées comme matériau d'insonorisa-tion (production d'acide cyanhydrique en casd'incendie) et sont par ailleurs inefficaces enacoustique.

b - Silencieux à baffles

Lorsqu'on veut obtenir une baisse trèsimportante du bruit, on est obligé d'avoirrecours à des dispositifs à baffles, constituésde panneaux déflecteurs de sons parallèlesinsonorisés.

Leur efficacité est bien meilleure que celledes silencieux axiaux, mais leur coût est aussibeaucoup plus élevé, ainsi que leur encom-brement.

4.1.3.4 - Équipements électriques

Au cours du déroulement des travaux, onaura en général intérêt à faire varier la puis-sance des ventilateurs utilisés. On agit pourcela sur le moteur électrique, en considérantla variation de vitesse des moteurs asyn-chrones.

La vitesse du moteur est fonction de la fré-quence de rotation (N : fréquence de rotationen tr/s ou F : fréquence en Hz) et du nombrede paires de pôles P.

Pour faire varier la vitesse d'un moteur asyn-



chrone, on peut :

• soit changer le nombre de paires de pôles :solution mécanique réservée aux moteursdeux vitesses

• soit changer la fréquence d'alimentationdes moteurs : solution électronique, plussimple et avec une plus grande plage devariation de vitesse.

a - Solution mécanique

Moteurs à cage à couplage de pôles : cesmoteurs comportent 6 bornes et ne permet-tent que des rapports de vitesses de 1 à 2.Petite vitesse : couplage triangle; Grandevitesse : couplage étoile.

Moteurs à cage à enroulements statoriquesséparés : ce moteur comportant deux enrou-lements statoriques indépendants permetd'obtenir deux vitesses d'un rapport quel-conque.

Moteurs à bagues : le réglage de la vitessedes moteurs se fait par modification du glis-sement. Il suffit de faire varier les résistancesaux bornes du rotor à bagues. Plus la valeurde la résistance est forte, plus la vitesse dimi-nue. La variation des résistances est réaliséepar couplage comme pour un démarragerotorique.

b - Solution électronique

Le convertisseur de fréquence fournit, à partird'un réseau alternatif monophasé ou triphaséà fréquence fixe, une tension alternative devaleur efficace et de fréquence variables.

4.1.4 - Les dispositifs de captageet de traitement des poussièresOn retiendra comme principe de base qu’ilfaut s’efforcer de contrôler la production depoussière et ce, quelle que soit la techniquede ventilation utilisée :

• Limiter la production de poussière en ayantrecours à des techniques "humides".

• Eviter la dissémination de la poussière dansla galerie en la captant au plus près de lasource de production.

4.1.4.1 - Limitation de la production depoussières

On privilégiera les techniques évitant ou limi-tant la production de poussière telles que laforation à l’eau, à la mousse ou par tout fluideadapté au terrain, le recours au béton projetépar voie mouillée, ainsi que l’arrosage systé-matique des radiers béton lors du roulage etdu marin pendant l’opération de marinage.On fera appel de préférence pour ce dernierpoint à des rampes d’arrosage automatiquepour éviter l’exposition d’un opérateur à lapollution.

En ce qui concerne les machines ponctuelles,des techniques de brumisation peuvent per-mettre de rabattre efficacement la poussièreproduite (0,5 micron poussière est captée par0,5 micron gouttelette d'eau).

4.1.4.2 - Captage à la source

Il consiste à empêcher que les poussières sepropagent dans le milieu ambiant, en lesaspirant directement à leur point d’émissionou en créant une dépression au plus près dupoint d’émission de manière à les absorberavant qu’elles se diffusent. Le système d’aspi-ration sera soit directement raccordé à undispositif de traitement des poussières avantévacuation de l’air vicié à l’extérieur, soitconnecté au conduit d’aspiration rejetant l’airvicié à l’extérieur.

4.1.4.3 - Dispositifs de confinement

Il est recommandé d’enfermer autant quepossible les opérations polluantes à l’aide deparois, rideaux…. de façon à simultanément,contenir au maximum les polluants, diminuerles sections de passage de l’air et réduire leseffets nuisibles des courants d’air. Ce principepermet d’augmenter l ‘efficacité des disposi-tifs d’évacuation et de diminuer les débitsd’aspiration.

4.1.4.4 - Dépoussiéreurs

Un dépoussiéreur permet de séparer les par-ticules solides en suspension d’un écoule-ment gazeux.

On distingue quatre grandes classes dedépoussiéreurs :

Les dépoussiéreurs mécaniques (cyclone)qui peuvent fonctionner à sec ou avec injec-tion de liquide sous l’action d’une force cen-trifuge, inertielle ou de gravité.

Les dépoussiéreurs électriques : l’écoule-ment gazeux est soumis à une charge élec-trique (ionisation), les particules ainsi char-gées sont ensuite attirées sur des surfaces depolarité opposée sur lesquelles elles sedéposent.

Les dépoussiéreurs hydrauliques (laveurs) :les forces appliquées par ce système alour-dissent les poussières par agglomération decelles-ci au contact de fines gouttelettesd’eau et provoquent l’arrêt des agglomératsainsi formés lorsqu’ils se heurtent aux sur-faces humides.

Les dépoussiéreurs à couche poreuse :l’écoulement gazeux traverse une coucheporeuse qui retient par adhérence les parti-cules. La couche poreuse est généralementconstituée d’éléments séparés et empiléspour former des couches fibreuses ou granu-laires.

On retiendra que le recours à un dépoussié-reur ne permet toutefois pas de garantir quel’air rejeté est de qualité au moins égale à l’airneuf et donc, au regard du législateur, il nepeut pas être recyclé.

On devra donc connecter les conduits deventilation aspirante à des dépoussiéreursavant d'évacuer l'air directement vers l’exté-rieur.

4.1.5 - Le traitement des gazd'échappement

4.1.5.1 - Les moteurs à l'essence

Quelle que soit leur puissance, les moteurs àl'essence doivent être INTERDITS car lesémanations en CO (10 % des gaz émis) et envapeurs nitreuses sont très importantes et deplus inodores.

4.1.5.2 - Les moteurs diesel

Les émanations en CO sont beaucoup plusfaibles que dans le cas de moteurs à essencedans les mêmes conditions de fonctionne-ment. Les moteurs diesel sont égalementmoins producteurs d’hydrocarbures imbrûlésmais en revanche, ils sont plus producteursde dioxyde de soufre (SO2) Les autres pol-luants des moteurs diesel sont les vapeursnitreuses Nox, les acides minéraux, les suieset les fumées.

Les moteurs à chambre de pré-combustion età injection directe avec régulation électro-nique sont une solution qui donne aujour-d'hui les meilleurs résultats. Ces moteursdiminuent considérablement les problèmesde cycle d’utilisation mais également les nui-sances dues au bruit et aux vibrations.

4.1.5.3 - Les différents carburants

On parlera ici des fuels à très faible teneur ensoufre. Leur utilisation systématique permetd’éliminer à bon compte le SO2 des gazd’échappement des engins. Cette utilisationdes fuels désulfurisés est donc à recomman-der.

4.1.5.4 - Les dispositifs de traitementdes gaz d'échappement

On indiquera dans la suite les principaux dis-positifs qui existent à l’heure actuelle pourtraiter les gaz d’échappement à la sortie desmoteurs.

On notera d’une part que cette liste n’est pasexhaustive et d’autre part que la techniquedans ce domaine évolue constamment etque de nouvelles techniques apparaissentrégulièrement sur le marché.

a - Bac de barbotage



A l'origine, le bac de barbotage était destinéaux engins travaillant en atmosphère grisou-teuse et avait pour but d’éliminer le risqued'étincelle.

Il n'a donc aucun effet sur les gaz d'échappe-ment et retient seulement 30 % des parti-cules en suspension.

Son seul intérêt est de refroidir les gaz etdonc d'autoriser l’utilisation de filtre papierpour retenir les suies.

Son inconvénient est qu'il affecte le rende-ment du moteur et qu'il amène une humidifi-cation importante de l'air ambiant.

b - Dispositifs de dilution de fumées

Ce sont des dispositifs mécaniques qui semontent sur l'échappement et ont pour butd'accélérer les gaz de manière à favoriser leuréjection loin de l'opérateur vers une zonemieux ventilée. Ils agissent par effet centri-fuge.

c - Filtres papiers

Ils sont très efficaces pour éliminer les suies(80 % de suies éliminées). Mais ils ne sontutilisables qu'après refroidissement des gaz(T< 120 %) et nécessitent d’être changés fré-quemment (utilisation de 8 à 20 h suivant ledegré de pollution du moteur).

d - Filtres céramiques avec catalyseur

L'accumulation des suies dans le filtre céra-mique induit une augmentation de tempéra-ture qui provoque la réaction de catalyse quidétruit les suies. La température minimumrequise par la catalyse est de 300°C.

Ce système diminue de 50 à 70 % les suiesmais a également un effet sur les gaz (del'ordre de 50 % de diminution des polluants).

En ajoutant un catalyseur au gasoil, on peutabaisser la température nécessaire à la cata-lyse.

e - Pots d'échappement oxy-cataly-tiques

Ces pots doivent être conçus spécifiquementpour chaque moteur et demandent un entre-tien très sérieux.

Ils agissent par oxydation. Ils diminuent d’envi-ron 50 % l'émission de suie mais ont égalementune très bonne efficacité sur les gaz et détrui-sent notamment les noyaux aromatiques.

Par contre en présence de soufre, le SO2 émisse transforme en SO4 qui en milieu humide(bac de barbotage) donne du H2 SO4.

La présence de soufre dans les carburants apar ailleurs l'inconvénient de favoriser l’appa-rition de particules dures qui favorisent ladétérioration de la chambre de combustion.

D'où la recommandation établie aux USA quivise à diminuer la présence de soufre dans les

carburants (teneur < 0,05 % de poids en soufre).

f - Pots catalytiques avec brûleurs

Le couplage du pot catalytique à un brûleurfait passer la température des gaz à 600°C cequi améliore les résultats de la catalyse.

Des recherches sont menées en Allemagnepour les voitures mais aussi pour les loco-tracteurs.

4.1.6 - Le traitement de la Chaleur4.1.6.1 - Traitement des sources de chaleur

Les engins utilisés pour la réalisation des tra-vaux constituent des sources de chaleur dontl’importance peut conduire à une élévationde température préjudiciable, au moins loca-lement, aux conditions de travail. C’est enparticulier le cas des tunneliers. Il faudra alorsmettre en œuvre un système complet derefroidissement pour évacuer les calories àl’extérieur.

4.1.6.2 - Refroidissement de l'air

Le refroidissement de l’air neuf injecté dansles chantiers, par des techniques industriellesde climatisation / réfrigération, pourra s’avé-rer nécessaire notamment lorsqu’on setrouve confronté à un gradient de tempéra-ture lié à l’approfondissement du chantier ouà un environnement géologique de type vol-canique actif.

4.1.6.3 - Réchauffement de l’air

Inversement, lorsque l’air neuf est pris à l’ex-térieur à une température trop basse, ilpourra s’avérer nécessaire de le faire transiterdans un dispositif de réchauffage avant del’injecter dans les chantiers.

4.2 - Installation et mise en œuvre

4.2.1 - Les ventilateurs L’installation des ventilateurs devra se faire enrespectant les indications qui sont donnéespar le fournisseur.

On soulignera tout particulièrement que lesventilateurs doivent :• rester accessibles en permanence afin depermettre leur entretien et leur réparation,• être équipés de silencieux pour limiter leurbruit lorsqu'ils sont installés à proximité dezones de travail ou dans un environnementhabité,• être munis d’une grille de protection mon-tée sur l’entonnoir d’aspiration,• être raccordés au premier tronçon de ven-tube par l’intermédiaire d’un élémentconique de raccordement présentant unangle au sommet minimum de 20°.

4.2.1.1 - A la tête du tunnel

Tout ventilateur installé à la tête du tunnel (ouau portail) devra obligatoirement tenir comptedes conditions météorologiques particulièresau site et de la topographie du terrain.

Le positionnement et l’installation du ventila-teur peuvent conduire au recyclage de l’airvicié ou de son mélange avec l’air neuf.

En zones urbaines, la prise en compte de ceséléments, combinée à celle des émissions depoussières, d’odeurs et de bruit, sera déter-minante pour le choix de l’emplacement duventilateur et de son orientation.

Tout tronçon de conduit à l’air libre devra êtreprotégé contre les dangers liés à la circula-tion des engins de chantier, aux chutes depierres, à la formation de glace, etc.

4.2.1.2 - Dans la zone d’avancement

L’installation de ventilateur dans la zoned’avancement se présente en particulier lors-qu’on veut disposer d’une ventilation aspiranteà proximité du front. Elle peut aussi s’appliquersi on veut effectuer un balayage du front par del’air frais pris en arrière dans le tunnel.

Il est en général difficile de placer le ventila-teur lui-même près du front. Aussi il est la plu-part du temps installé en arrière du front, parexemple sur un portique réservant le passagedes engins, et prolongé vers l’avant par untronçon de conduit rigide ou souple suivantle type de ventilation, escamotable ou non.

L’installation de ventilateur dans la zoned’avancement reste toutefois souvent problé-matique soit à cause de l’encombrement dela machine, soit à cause des nuisancessonores qu’elle engendre.

4.2.2 - Les conduits de ventilationDe la qualité de l’installation des conduits deventilation dépendent bien souvent à la foisle rendement général de l’installation et laqualité de l’air distribué.

Il faudra donc porter une attention particulièreaux dispositifs de suspension des conduits.

4.2.2.1 - Montage et suspension desconduits souples

Les conduits en matière synthétique souplesont suspendus à des câbles tendus.

On aura avantage, surtout en l’absence derégulateur de démarrage des ventilateurs, àgarder toujours ouverte une partie de la sec-tion du ventube, afin de diminuer l’effet dechoc lors de la mise en route du ventilateur.

Pour cela, on adoptera soit une suspensionsur deux câbles, soit une suspension sur unseul câble mais par l’intermédiaire d’un cintresupport.

L’assemblage des éléments de conduit se faità l’aide d’accouplement à bride avec ferme-ture à vis ou fermeture à excentrique.



On devra corriger l’allongement des conduitssouples lors de leur montage par une remiseen tension et on apportera un soin particulieraux points de fixation des câbles et à la résis-tance et à la tenue à l'incendie des produitsutilisés.

4.2.2.2 - Montage et suspension desconduits rigides

Les éléments de conduit rigide à soudure lon-gitudinale ou hélicoïdale doivent être suspen-dus en plusieurs points, pour éviter les défautsd’étanchéité à l’assemblage dus aux déforma-tions sous leur poids propre.

Les joints doivent rester peu sollicités par desmoments ou des efforts de cisaillement.

4.2.2.3 - Remplacement des conduits

Pour limiter les fuites importantes qui peuventse produire notamment dans les zones de tra-vaux complémentaires, la suspension desconduits doit être conçue de manière à per-mettre le remplacement rapide des élémentsendommagés.

4.2.2.4 - Passage dans les équipements

La conduite des travaux d’un tunnel peut ame-ner à avoir plusieurs ateliers successifs que lesconduits de ventilation devront traverser (ate-lier d’étanchéité, de bétonnage de radier, debétonnage de voûte,…etc).

Ces passages devront être particulièrementétudiés, afin qu’ils ne soient pas à l’origine depertes de charge supplémentaires ou de dété-rioration du conduit lui-même.

4.2.2.5 - Dans la zone d'avancement

C’est dans cette zone que les conduits sont lesplus exposés, soit à cause du déplacementdes engins qui sont particulièrement impor-tants dans cette zone, soit et surtout par lestirs en cas d’utilisation d’explosif.

Le dernier tronçon de conduit étant le plusexposé, on gardera toujours ce même élé-ment en extrémité tant qu’il restera utilisable.

On pourra aussi adopter la mise en œuvred’éléments télescopiques que l’on pourrareplier au moment du tir.

4.3 - Procédures etconsignes d’utilisation de laventilation

Même si la conception du système de ventila-tion d’un chantier est adaptée, le dimension-nement de ses éléments correct et la mise enœuvre faite dans les règles, la ventilation estparfois insuffisante dans certaines phases detravaux, simplement parce que son fonction-nement est mal compris ou que son utilisationau jour le jour n’est pas correcte.

Il est donc indispensable que le Chef d’éta-

blissement établisse un document précisantles procédures et consignes d’utilisation dusystème de ventilation du chantier indiquantnotamment :

• la séquence de mise en route des ventila-teurs en fonction des phases de travail,

• le processus d’avancement des gaines deventilation et les distances à respecter par rap-port au front,

• la fréquence des différentes opérations decontrôle,

• les opérations d’entretien régulier et leur fré-quence,

• d’une manière générale, toutes dispositionsà prendre pour assurer un fonctionnementsatisfaisant de la ventilation installée.

4.4 - Dispositifs de protection du personnel

Compte tenu des principes de préventionénoncés plus haut, le recours aux dispositifsque nous citerons ci-après ne peut être qu’ex-ceptionnel ou ne constituer qu’un appoint auxdispositions plus générales destinées à assu-rer la qualité de l’air pendant l’exécution destravaux.

4.4.1 - Protections collectivesIl s’agit essentiellement des cabines pressuri-sées et/ou climatisées dont sont équipés lesengins de production, notamment lesmachines à attaque ponctuelle, les robots deprojection de béton ou encore les engins dechargement du marin.

Dans cette rubrique on classera également lacabine "Respir", local collectif pressurisé ali-menté en air neuf depuis l’extérieur, qui apour vocation de mettre en sécurité l’équipede creusement pendant la phase d’évacuationdu bouchon de tir, en lui évitant de ressortir àl’extérieur.

4.4.2 - Protections individuellesOn citera pour mémoire dans cette rubriqueles équipements de protection respiratoiresspécifiques auxquels on aura recours unique-ment en cas de danger ou de nécessité abso-lue de pénétrer dans une zone à atmosphèrepolluée.

5. MAINTENANCE ETCONTROLES5.1 - GénéralitésAfin d’assurer la sécurité et de protéger lasanté des travailleurs de son Etablissement,les dispositions réglementaires imposent auChef d’Etablissement et au travailleur indé-pendant de prendre, notamment, les mesures

d’organisation propres à déceler, en tempsutiles, toute détérioration susceptible de créerdes dangers.

Parmi celles-ci, le Code du Travail prévoit quedes vérifications et contrôles périodiquesseront effectués pour s’assurer du bon état deconformité tant des locaux, des installations etéquipements de travail que des moyens etéquipements de protection.

Les vérifications et contrôles périodiques selimitent, en outre, aux seules obligationsissues du Code du Travail et ne comportentpas celles imposées par d’autres ministères(Industrie – Urbanisme et Logement –Transport …).

La nature et le contenu de chaque vérificationet contrôle sont définis dans les arrêtés spéci-fiques auxquels il y a lieu de se reporter pouren connaître le détail.

La périodicité des vérifications correspond àune prescription minimale et des examens etvérifications s’imposent notamment à la suitede toute défaillance ayant entraîné ou non unaccident ou après tout effort anormal ou inci-dent ayant pu provoquer un désordre dansl’installation (article 22 du décret du08.01.1965).

Par ailleurs, l’inspecteur du travail peut, à toutmoment, prescrire des vérifications supplé-mentaires.La vérification est une inspection de l’installa-tion en vue de s’assurer de son bon fonction-nement et doit s’insérer dans une action demaintenance.

Définitions

• Le contrôle est une estimation de la confor-mité d’un matériel ou d’une situation. Il esteffectué, le plus souvent, par un organismeagréé de contrôle technique ou par l’adminis-tration.

• Le terme "visite" renvoie parfois à la notiond’examen. Il est utilisé le plus souvent par laréglementation lorsqu’on est en présence decuves, de canalisations, de réservoirs, de réci-pients creux ou d’appareils présentant unecavité.

• La notion d’entretien renvoie à des opéra-tions de nettoyage ou de réparations cou-rantes sur l’appareil.

• Le terme "épreuve" est utilisé notammentdans le domaine des appareils à pression.L’épreuve consiste à soumettre l’appareil àune pression hydraulique appropriée, supé-rieure à la pression maximale en service. Cettepression est maintenue pendant tout le tempsnécessaire à l’examen complet de l’appareil eten particulier de ses parois. L’appareil seraréputé avoir subi l’épreuve avec succès, s’il asupporté la pression d’épreuve sans fuite nidéformation permanente.


5.2 - La maintenance et les vérifications

Pour les équipements de travail ne faisant pasl’objet d’un arrêté spécifique, ils sont soumisaux obligations définies par l’article L 233.5-1du Code du Travail qui précise ceux qui doi-vent être maintenus en état, d’où la nécessitéde faire procéder à une maintenance.

Des essais fonctionnels sont à déterminer enfonction du matériel et du site sur lequel il estinstallé. Ceux-ci sont précisés dans le livret demaintenance.

La maintenance du matériel doit être assuréeafin de préserver la sécurité et la santé des tra-vailleurs.

Il est de la responsabilité de l’Entrepreneur derechercher toutes les anomalies et détériora-tions de l’installation susceptibles de nuire auxconditions de travail et d’affecter la sécurité etla santé des travailleurs.

Pour ce faire, l'Entrepreneur doit désigner uneou plusieurs personnes chargées de la main-tenance des équipements qui doivent alorsêtre désignées de façon spécifique et être for-mées spécialement pour respecter les pres-criptions et conditions d’exécution de leurstâches (Articles R 233-9 et R 233-10 du Codedu Travail).

Par ailleurs, les essais et vérifications initiaux etpériodiques sont prévus pour un grandnombre d’équipements, par le Code duTravail qui en fixe la périodicité et le contenu(voir tableaux ci-après).

L’article R 233-11 précise que ces "vérifica-tions sont effectuées par des personnes quali-fiées, appartenant ou non à l’établissement,dont la liste est tenue à la disposition de l’ins-pecteur du travail ou du contrôleur du travail.Ces personnes doivent être compétentesdans le domaine de la prévention des risquesprésentés par les équipements de travail".

Le résultat des vérifications générales pério-diques est consigné sur le registre de sécu-rité de l’Etablissement.

Lorsque les vérifications périodiques sont réa-lisées par des personnes n’appartenant pas àl’établissement, les rapports établis à la suitede ces vérifications doivent être annexés auregistre de sécurité.

Le registre de sécurité doit être tenu à disposi-tion de l’Inspection du travail, du servicePrévention de la CRAM et de l’OPPBTP.

5.2.1 - La formation et l'informa-tion du personnel de maintenanceL’article R233-2 du Code du Travail prévoitque le chef d’Etablissement doit informer, demanière appropriée, les travailleurs chargés

de la mise en œuvre ou de la maintenancedes équipements de travail :• des conditions d’utilisation ou de mainte-nance de ces équipements de travail,• des instructions ou consignes les concer-nant,• de la conduite à tenir face aux situationsanormales prévisibles,• des conclusions tirées de l’expérienceacquise permettant de supprimer certainsrisques.

Cette information est élaborée sur la base dela Notice d’instructions normalement remiselors de l’acquisition de tout équipement detravail conforme aux règles de mise sur lemarché.

La "manière appropriée" consiste en une for-mation à la sécurité, dont l’article R 233-3nous dit qu’elle "doit être renouvelée et com-plétée aussi souvent qu’il est nécessaire pourprendre en compte les évolutions des équipe-ments de travail dont ces travailleurs ont lacharge".

5.2.2 - Le registre de maintenance Ce registre doit indiquer le matériel à vérifier,la périodicité de ces vérifications et lecontenu.

Sur ce registre, doivent être mentionnés lescontrôles, leurs dates et les matériels concer-nés.

Le suivi des observations et constatations doitêtre clairement indiqué et émargé par la per-sonne chargée des travaux de remise enconformité et de la suppression des défauts.

Ce registre peut être informatisé, sous réservede l’accord de l’Inspection du Travail.

5.3 - Les contrôles

5.3.1 - GénéralitésDes contrôles et des travaux d’entretien doi-vent être effectués de manière régulière afin,en premier lieu, de vérifier que les hypothèsesprises en compte dans le dimensionnementsont bien vérifiées et que les caractéristiquesde ventilation obtenues sont bien conformesau calcul, et, en second lieu, d’assurer un bonfonctionnement de l’installation pendanttoute la durée du chantier.

L’entrepreneur est responsable des travauxd’entretien et de contrôle de l’installation deventilation du chantier et doit prendre toutesles mesures nécessaires pour assurer cettemission de manière satisfaisante.

5.3.2 - Les contrôles de l'Entreprise

Les différents contrôles à effectuer peuvent serépartir de la manière suivante :

◗ les contrôles aérauliques et électriques quipermettent de vérifier les quantités d’air fraisamenées aux différents points du chantier,

◗ les contrôles de teneur en poussières et engaz polluants qui permettent de vérifier que laqualité de l’atmosphère est bien conforme àla réglementation,

◗les contrôles techniques de l’installation elle-même, concernant notamment le contrôledes fuites sur les conduites ou le fonctionne-ment des ventilateurs.

L’ensemble des contrôles effectués sera consi-gné dans un registre spécialement prévu à ceteffet et qui sera tenu à la disposition du Maîtred’Œuvre et des organismes de contrôle et deprévention.

5.3.2.1 - Contrôles aérauliques et élec-triques

L'Entrepreneur doit mesurer les caractéris-tiques du réseau de ventilation, notamment :

• les mesures de débit et de pression dans lesconduites représentatives (en amont et enaval des ventilateurs, changement de section,conduites non étanches..),

• les mesures de puissance électrique desventilateurs.

Ces mesures de contrôle peuvent montrer desinsuffisances de débit et en conséquencel'Entreprise doit procéder aux réparations etaux modifications nécessaires pour maintenirl’installation en parfait état.

Les mesures de débit et de pression se ferontde préférence dans des sections de mesuresinstallées à cet effet. Les points de mesuredevront être installés à une distance des venti-lateurs ou des points singuliers supérieure à30 fois le diamètre du conduit considéré.

Le chantier devra disposer en permanencedes instruments de mesure de débit et depression adaptés au chantier et les mesureselles-mêmes feront l’objet d’une procédureparticulière.

5.3.2.2 - Contrôle d’atmosphère

L’Entrepreneur doit procéder régulièrementaux contrôles d’atmosphère qui ont pour butde vérifier les concentrations des élémentspolluants, gaz et poussières, concentrationsqui ne doivent pas dépasser les valeurs pres-crites par les textes réglementaires au niveaudes différents postes de travail.

Ces contrôles s’effectueront séparément surchacun des éléments polluants pris encompte dans la conception de la ventilationdu chantier, la fréquence de ces contrôlesdevant être déterminée en accord avec les

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organismes de prévention en fonction del’avancement des différentes phases du chan-tier.

Les contrôles doivent être réalisés au front etaux postes de travail répartis le long des diffé-rentes sections de l'ouvrage ventilées etconcernent notamment :• les teneurs en gaz et vapeurs : gaz carbo-nique, oxyde de carbone, vapeurs nitreuses,anhydride sulfureux,• les teneurs en poussières,• les teneurs en silice.

La teneur en polluant doit en tout état decause, en tout lieu et à tout instant, demeurerinférieure à chacun des seuils définis dans lestextes réglementaires en vigueur tel parexemple le décret n° 97-331 du 10 avril 1997relatif à la concentration en poussière siliceusesur les lieux de travail.

Les résultats du contrôle de l’Entreprise seronttransmis chaque semaine au Maître d’Oeuvreet chaque document doit comporter au mini-mum :• le type d’appareil de mesure de la pollutionet les dispositions de traitement des informa-tions,• le dispositif d’alarme de façon à procéder àl’évacuation de tout le personnel en souter-rain en cas de dépassement de seuil autorisé,• le rapport circonstancié adressé au Maîtred’Œuvre et au coordonnateur S.P.S indiquantnotamment :- le niveau de pollution mesurée,- les dispositions immédiates prises sur lechantier,- l’origine et les causes de dépassement duseuil ainsi que les dispositions prises pour yremédier à l’avenir.

Lorsque cela sera possible, l’Entreprise pourraproposer d’ajouter à ces mesures des disposi-tifs d’enregistrement permanent de certainspolluants; le projet de l'Entreprise doit dansce cas définir les caractéristiques et les prixdes matériels utilisés.

5.3.2.3 - Contrôles techniques

Les contrôles de l'Entreprise concernent tousles éléments mécaniques qui participent à laconception de la ventilation, aussi bien lesventilateurs et les conduites que les dispositifsparticuliers tels que les installations dedépoussiérage et les dispositifs de traitementde gaz.

Pour les conduites, ces contrôles porteront enparticulier sur les points suivants :

• fuites,

• défauts d’étanchéité des raccords,

• suspensions et fixations,

• accumulation d’eau ou de poussières auxpoints singuliers.

En ce qui concerne les ventilateurs, lescontrôles porteront sur le point de fonctionne-ment effectif des ventilateurs et sur les opéra-tions d’entretien prévues par le constructeur.

Pour ce qui est de tous les autres dispositifsdont la fonction est d’éliminer tout ou partiel-lement tel ou tel polluant produit par lesengins de travail ou par l’activité même duchantier, les contrôles s’attacheront à vérifierque l’efficacité de ces dispositifs est bienconforme à ce qui a été pris en compte dansla conception du traitement des polluants.

Dans le cas particulier des dépoussiéreurs, cescontrôles porteront notamment sur :

• les filtres,

• la sédimentation dans les conduits d’ame-née,

• la maîtrise des poussières jusqu’au point dedécharge,

• l’alimentation en eau et l’état des busespour les dépoussiéreurs par voie humide.

5.3.3 - Le contrôle extérieurLe contrôle extérieur , organisme spécialisémandaté par le Maître d'Œuvre, a pour mis-sion :

◗Concernant les installations de ventilation :

• de vérifier les dispositions du mémoire tech-nique de l'Entreprise lors de la mise au pointdu marché,

• de viser les procédures d'exécution relativesau dimensionnement, la note de calculs et lesphases,

• de lever les points d'arrêt au cours des diffé-rentes modifications des installations.

◗En terme de qualité d'atmosphère :

• de définir, dès l'étude de l'Entreprise, lesmoyens de contrôle et les méthodes de mesu-rage (matériel de mesure, taux maximum à nepas dépasser..) de toutes les nuisances identi-fiées (gaz, poussières, hydrométrie, tempéra-ture) à contrôler pendant les travaux, aussibien en souterrain qu'à l'air libre

• de faire respecter sur le chantier lesconsignes arrêtées et planifiées dans lespoints critiques ou d'arrêt,

• de surveiller les volumes mal ventilés en sou-terrain (fouilles, garages, niches..) pouvantêtre envahies par les gaz toxiques,

• de tenir à jour un registre sur lequel les diffé-rents résultats seront consignés.

5.3.4 - Appareils de mesure

5.3.4.1 - Mesure de débit

Généralement, le débit est calculé à partir de lamesure de la vitesse de l’air et de la section duconduit. Différents types d’appareils peuventêtre utilisés pour mesurer la vitesse d’air :

• Tube de Pitot (mesure de la pression dyna-mique)

• Anémomètre à fil chaud

• Anémomètre à moulinet

• Anémomètre à ultrasons

Le débit peut également être mesuré par tra-çage. Le débit est calculé par mesurage de laconcentration d’un gaz traceur émis en quan-tité connue en amont du point de mesure.

5.3.4.2. Mesure de pression

Les mesures de pression peuvent être réali-sées au moyen de manomètres hydrosta-tiques, mécaniques ou électroniques.

5.3.4.3. Mesure de teneur de gaz

Les mesures de concentration en gaz peuventêtre réalisées au moyen d’appareils portablesà réponses instantanées ou d’appareils fixes. Ilconviendra d’utiliser un type d’appareil demesure adapté à la nature du ou des gaz.

a.Tubes colorimétriques

Ce matériel bon marché et d’un emploi simpleoffre une précision et une sensibilitémédiocres.

b.Appareils à cellules électrochimiques

Ces appareils sont faciles à utiliser. Cependantle résultat de la mesure peut être faussé parles interférences liées à la présence simulta-née de plusieurs polluants. De plus, Il estnécessaire d’étalonner régulièrement cesappareils pour tenir compte du vieillissementdes cellules de mesure.

c. Analyseurs à absorption dans l’infra-rouge

Ce type d’appareil permet de mesurer ungrand nombre de polluants avec une bonneprécision. De plus, ils autorisent la mesure dela concentration de plusieurs gaz simultané-ment. Cependant ils nécessitent des étalon-nages fréquents qui ne peuvent être réalisésque par des spécialistes. Ces appareils sontrelativement fragiles et d’un coût plus élevé.

d.Analyseurs à chimiluminescence

Ces appareils, très précis, sont plus particuliè-rement utilisés pour la mesure chimique desconcentrations en monoxyde et dioxyded’azote. Ils sont relativement fragiles et d’uncoût plus élevé. Ils ne peuvent être mis enœuvre que par un personnel qualifié.

5.3.4.4. Mesure de poussières

L’article 3 de l’arrêté du 10 avril 1997, relatif aucontrôle de la santé des travailleurs exposés





aux poussières de silice cristalline, stipule quela détermination de la concentration moyennedes poussières alvéolaires en silice cristallinedoit être réalisée en respectant les méthodesnormalisées suivantes (ou selon toute autreméthode équivalente normalisée) :

• Norme AFNOR NF X 43 - 295 -Détermination par rayons X de la concentra-tion de dépôt alvéolaire de silice cristalline etéchantillonnage par dispositif à coupellerotative (type CIP 10).

• Norme AFNOR NF X 43 - 296 -Détermination par rayons X de la fractionconventionnelle alvéolaire de silice cristallineet échantillonnage sur membrane filtrante(cyclone 10 mm).

5.3.5. Fréquence des contrôlesLa mise en œuvre des contrôles et de la fré-quence des différents types de contrôle feral’objet d’un protocole qui sera basé surl’avancement des différents ateliers, le pha-sage des opérations et les différentes modifi-cations que subit le chantier au cours de sonavancement.

Nota : Le contrôle externe fera appel à desorganismes agréés dont la liste pourra êtreobtenue à tout moment auprès des CRAMou de l’OPPBTP.

6. ORGANISATION - CADREADMINISTRATIF

6.1 - Démarche générale

La ventilation de chantier constitue un deséléments clés de la construction d’unouvrage souterrain. Sa conception et sa miseen œuvre sont donc intimement liés à l’éla-boration du projet dans son ensemble depuisson initiation jusqu’à sa réalisation.

■ Au cours d’un projet interviennent :

• Le Maître d’Ouvrage

• Le coordonnateur Sécurité / Santé –Conception / Réalisation

• Le Maître d’Œuvre

• Les Entreprises

• Les Pouvoirs Publics

• Les Organismes de Contrôle et de Prévention

Toutes ces entités ont un rôle à jouer – parleurs avis et leurs décisions - dans la mise aupoint et la réalisation du projet comportantnotamment, sujet de cette recommandation,la conception et l’exploitation de la ventila-tion de chantier.

6.1.1 - Niveau d’intervention desdifférents acteursAu cours de la réalisation d’un projet les troisacteurs principaux dont l’intervention vadéterminer la conception finale de l'ouvragesont :

• Le Maître d’Ouvrage et son coordonnateurSécurité / Santé

• Le Maître d’Œuvre

• L’Entreprise

et chacun a un rôle à jouer dans les diffé-rentes étapes du projet :

• Avant-Projet

• Projet

• Réalisation

6.1.1.1 - Avant-Projet et Projet

Le Maître d’Ouvrage :

- définit le programme général del’Opération,

- effectue toutes les formalités administra-tives nécessaires à la réalisation del’Opération,

- met en place le Coordonnateur Sécurité /Santé en phase de conception et lui donnel'autorité et les moyens nécessaires à sa mis-sion,

- fait établir par le Coordonnateur Sécurité /Santé le P.G.C-S.P.S de l’Opération,

- tient compte des observations duCoordonnateur Sécurité / Santé,

- informe les acteurs principaux des observa-tions du Coordonnateur Sécurité / Santé.

Le Maître d’Œuvre :

- réalise pour le compte du Maître d’Ouvrageles études d’Avant Projet et de Projet del’Opération en vérifiant la faisabilité tech-nique des ouvrages proposés conformé-ment à la réglementation en vigueur,

- invite le Coordonnateur Sécurité / Santé auxréunions,

- informe le Coordonnateur Sécurité / Santédes dispositions prévues et lui remet tousles documents requis,


6.1.1.2 - Réalisation

a.Le Maître d’Ouvrage :

- effectue toutes les formalités administra-tives nécessaires à la réalisation del’Opération,

- met en place le Coordonnateur Sécurité /Santé en phase réalisation avec l'autorité etles moyens nécessaires à sa mission,

- veille à l’application du P.G.C-S.P.S del’Opération,


- demande les P.P.S.P.S aux entreprises,

- constitue le C.I.S.S-C.T si les conditions sontréunies.

b.Le Maître d’Œuvre :

- s'assure que les études d'exécution de laventilation répondent aux besoins du pro-gramme,

- invite le Coordonnateur Sécurité / Santé auxréunions,

- informe le Coordonnateur Sécurité / Santédes dispositions prévues et lui remet tousles documents requis,


- participe aux activités du C.I.S.S-C.T,

- veille à l’application du P.P.S.P.S et à la miseen œuvre des dispositions prévues enmatière de sécurité.

c.L’Entreprise :

- détermine les risques liés à son activité dansla réalisation de l’opération,

- étudie les dispositions de chantier en fonc-tion des méthodes et des moyens d’exécu-tion qu’elle propose au moment de l’appeld’offre ou qu’elle met en œuvre au momentde la réalisation,

- établit le P.P.S.P.S,

- effectue tous les contrôles et toutes les opé-rations nécessaires au bon fonctionnementde ces installations et au respect de la régle-mentation.

6.1.2 - Les intervenants dans leprojet de ventilationL’ensemble des dispositifs de ventilation etde maîtrise de la qualité de l’atmosphèred’un chantier doit être considéré comme unouvrage à part entière et doit donc être étu-dié comme tel en suivant la logique habi-tuelle de l’étude de tout ouvrage :

■ Recueil des données de base, qui com-porte en particulier :

• les caractéristiques géométriques des ouvrages,

• les phases de réalisation des travaux,

• les méthodes employées,

• les caractéristiques des différentes sourcesde pollution,

• la détermination des besoins en air neuf.

■ Principe de ventilation adopté et caracté-ristiques générales,

■ Dispositions particulières de maîtrise dessources de pollution et de protection contreles risques,

■ Dimensionnement des différents éléments,

■ Dispositions constructives, plans et schémas,

■ Mise en œuvre et contrôles.

■ Dans ce processus, la phase la plus délicatereste la conception du système de ventilationet le choix des méthodes permettant derépondre aux besoins du chantier en air neuf.

6.2 - La consultation desEntreprises

Le choix du système de ventilation et la déter-mination des débits d’air dépendent en géné-ral de la méthode d’excavation et des moyensmis en œuvre.

Le dossier d’appel d’offres comportera doncun certain nombre d’articles spécifiques serapportant à la ventilation de chantier et éga-lement aux conditions physiques du milieu.

Notamment sur le dernier point :

• caractéristiques des terrains,

• présence de silice, d’amiante,

• radioactivité,

• gaz.. / méthane…,

• conditions de température.

La ventilation de chantier étant une prestationà part entière, nous recommandons d’indivi-dualiser clairement dans les documents d’appeld’offres la rémunération des dispositifs deventilation :

◗de préférence par un ensemble de prix uni-taires accompagnés d’un quantitatif, faisantapparaître les différentes parties de l’installa-tion, les dispositifs particuliers, le coût del’énergie, de manière à faire suivre au plusprès la rémunération de la ventilation avec samise en œuvre.

◗ éventuellement par un prix global et forfai-taire payé en plusieurs fractions ; dans ce casl’entreprise doit fournir un sous-détail des prixforfaitaires proposés :

• xx % après réalisation des installations deventilation générale,

• xx % dans un délai de xx mois après le pre-mier versement,

• xx % après démontage des installations etrepli des matériels.

Nous préconisons également que le contrôleexterne de la qualité de l’air fasse l’objetd’une rémunération séparée.

6.3 - Le projet de ventilationde l’Entreprise

6.3.1 - L'offre technique L’Entreprise remet avec son offre globale unprojet de ventilation de chantier afin de justi-fier l’adéquation du système de ventilationaux méthodes d’exécution proposées.

L'Entreprise s’attachera à rechercher des solu-tions qui limitent au maximum l’émission depollution, en privilégiant notamment lerecours à des équipements électriques.

• La priorité doit être donnée à l'aspirationdes gaz, poussières et fumées le plus prèspossible des zones d'émission des polluantsafin de les capter à la source (front de taille,reprise de stross, atelier de soutènement, ate-lier de revêtement...).

• Si ces conditions ne peuvent être réalisées,(ateliers provisoires..) une ventilation auxiliairesoufflante devra être installée pour ne pas lais-ser subsister de zones mortes.

L'offre doit comporter :

• tous les éléments nécessaires relatifs audimensionnement de la ventilation,

• toutes les contraintes de mise en œuvre desmatériels pour la réalisation du souterrain,

et particulièrement en détail, les points sui-vants :

- hypothèses en besoins d'air frais ou d'extra-ction en fonction des travaux à réaliser,

- principe et schémas de ventilation (souf-flage-aspiration..),

- calculs aérauliques et électriques,

- caractéristiques des ventilateurs (débits,pressions, positions),

- caractéristiques des conduits,

- dispositifs particuliers et caractéristiques desmatériels mis en œuvre tels que dépoussié-reurs, silencieux, etc.

6.3.2 - Le coût Qu’il soit clairement identifié dans le contratpar une série de prix unitaires et/ou par unprix global et forfaitaire "Installation deséquipements de ventilation", ou qu’il soitréputé inclus dans les "Installations géné-rales", le coût des équipements de ventilationdoit comprendre :

• la mise à disposition de la totalité des équi-pements de ventilation, nécessaires à l'exécu-tion des travaux en souterrain,

• les essais de démarrage et de fonctionne-ment,

• l’entretien et la maintenance de la ventilation,

• les remaniements, réglages, renforcementset déplacements des équipements pendanttoute la durée du chantier en fonction desphases des travaux,

• la maintenance et l'entretien de l'armoire decomptage permettant de mesurer lesconsommations d'énergie,

• les études d'exécution des équipements quiseront à soumettre au visa du Maître d'Oeuvreet qui comportent à la fois :

- les études aérauliques dans toutes les confi-gurations du chantier,

- le dimensionnement des installations,

- la fourniture des plans des équipements etdu matériel,

• les procédures de suivi de fonctionnementet notamment les mesures aérauliques deperformance à effectuer régulièrement (nouspréconisons tous les mois) au fur et à mesurede l'avancement du front de taille et de l'al-longement des conduits de ventilation ainsique les mesures de contrôle du taux de pollu-tion, et ce dans les conditions définies dans leP.G.C-S.P.S,

• les dépenses en énergie,

• le repliement des installations.

6.3.3 - La réalisation Dans l’exécution du projet, l’Entreprise doitdéfinir les dispositions détaillées de la solutiontechnique choisie au moment de la soumis-sion et les moyens qu’il appliquera à mettreen œuvre.

Le projet de ventilation en phase d’exécutiondoit notamment comporter :

• les plans donnant l'installation générale deventilation (ventilateurs, conduites, por-tiques…), les installations électriques (transfor-mateurs, armoires…) et les installations parti-culières (dépoussiéreurs, silencieux…),

• le programme des phases et les schémasnécessaires à l’exécution des travaux (avance-ment du front et des ateliers polluants..),

• les calculs justificatifs des installations deventilation et les caractéristiques de celles-cipour chacune des phases d’exécution.

Dans l'étude d'exécution, pour chaque phased’avancement du front de taille et pourchaque type de composition d’atelierconcerné, les hypothèses prises en compteconcernant les émissions de gaz et de pous-sières doivent être vérifiées.

Elle doit également prendre en compte lesfuites éventuelles du réseau de conduites etles interférences entre les différents chantiersponctuels en souterrain.



ANNEXES A LA RECOMMANDATION

ANNEXE I - DIMENSIONNEMENT1.1 - DIMENSIONNEMENT DES ÉLÉMENTS DE VENTILATION1.1.1 - HYPOTHÈSES DE CALCUL1.1.2 - PRINCIPES DE CALCUL - ÉQUATIONS FONDAMENTALES

1.1.2.1 - Pertes de charge dans les conduits de ventilation1.1.2.2 - Calcul des ventilateurs1.1.2.3 - Calcul particulier de ventilation dans un réseau

de galeries1.1.2.4 - Données atmosphériques

1.2 - RÉSULTAT DES CALCULS – INTERPRÉTATION1.3 - CONCEPTION FINALE – MISE EN ŒUVRE

ANNEXE II - GLOSSAIRE

SOMMAIRESOMMAIRE



7. TEXTES REGLEMENTAIRES

7.1 - Réglementation

• Décret n° 84-1093 du 7 décembre 1984"Aération et assainissement"

• Décret n° 97-331 du 10 avril 1997 relatif à laprotection de certains travailleurs exposés àl'inhalation de poussières siliceuses sur leurslieux de travail.

• Décret n° 2001-97 du 1er février 2001 relatifaux règles particulières de prévention desrisques cancérogènes, mutagènes outoxiques pour la reproduction.

• Décret n° 2001-1016 du 5 novembre 2001portant création d'un document relatif àl'évaluation des risques pour la santé et lasécurité des travailleurs prévu par l'articleL 230-2 du code du travail et modifiant leCode du Travail.

• Code du travail – Arrêté du 15/3/1953 et du9/6/1993

7.2 - Normes

• Norme AFNOR NF X 43 - 295 -Détermination par rayons X de la concentra-tion de dépôt alvéolaire de silice cristalline etéchantillonnage par dispositif à coupelle

rotative (type CIP 10).

• Norme AFNOR NF X 43 - 296 -Détermination par rayons X de la fractionconventionnelle alvéolaire de silice cristallineet échantillonnage sur membrane filtrante(cyclone 10 mm).

• Norme AFNOR NF X 44-052 -Détermination des débits des ventilateurs surle site.

Pages

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1.1 - Dimensionnement deséléments de ventilation

Le calcul du système de ventilation d’unchantier doit être conduit de manière àdémontrer que les débits d’air neuf et les dis-positions prises permettent de respecter lesvaleurs limites prescrites en tout point et àchaque phase du chantier.

Les calculs d’aérage reposent sur les lois fon-damentales de la ventilation. Ils doivent per-mettre de déterminer :• le nombre, la position et les caractéristiquesdes différents ventilateurs installés,• le diamètre optimal et les caractéristiquesdes conduites, • les consommations énergétiques du sys-tème de ventilation.

1.1.1 - Hypothèses de calculPour pouvoir conduire des calculs de manièresimple, un certain nombre d’hypothèsesquant au comportement de l’air doivent êtreprises en compte :• on considère que l'air est incompressiblepour le niveau de pression couramment ren-contré en ventilation de chantier,• on se place en écoulement stationnaire,• on considère les pertes de charge pour unécoulement turbulent de type "tuyau".

1.1.2 - Principes de calcul - Équa-tions fondamentalesLa circulation de l’air dans un réseau consti-tué par les ventilateurs, les conduites d’aéra-tion, les galeries où l’air est distribué, conduità des pertes de charge qu’il faut évaluer :c’est l’objet du calcul de la ventilation.

L’équation de base de Bernoulli complétéed'un terme de pertes de charge entre deuxpoints d'un conduit permet d’écrire :

où :

H charge de l’écoulement (Pa)p pression statique dans la section (Pa)ρ masse volumique de l’air (kg/m3)g accélération de la pesanteur (m/s2)z altitude de la section considérée (m)V vitesse débitante de l’air dans la sec-

tion (m3/s) = Débit/Section

D’une manière générale, la perte de chargetotale ∆H est égale à la somme des pertesde charge linéiques ou frictionnelles ∆H Fcausées par le frottement du fluide le longdes parois du conduit et des pertes decharge singulières ∆H S liées au décollementdes filets ou à la formation de turbulences aupassage d’obstacles ou de points singuliers.

Nota : Etant donné la faible masse volu-mique de l'air (1,2 kg/m3 à 20°), le terme ρ gzn'est généralement pas pris en compte

1.1.2.1 - Pertes de charge dans lesconduits de ventilation

La pression fournie par le ventilateur prenden compte les pertes de charges généréespar le ventilateur lui même, les accessoires(insonorisation, embouchures..), les conduitsde ventilation, les fuites des conduits et desraccordements et toutes les phases deconstruction, phases qui sont souvent carac-térisées par une longueur croissante desconduits.

Dans certains cas, il faut également prendreen compte les pertes de charge dues àl'écoulement de l'air dans la galerie.

La pression totale que le ventilateur fournits’obtient donc en évaluant l’ensemble despertes de charge.

a - Symboles

L (m) longueur du conduitdx (m) longueur du tronçon de conduit

concerné (i)DH (m) diamètre hydraulique du

conduit ou tronçon (=4.S./PH)S (m2) section du conduit ou tronçonPH (m) périmètre mouillé du conduit ou

tronçonρ (kg/m3) masse volumique de l’air (valeur

usuelle = 1,2kg/m3 à 20°C)v(m/s) vitesse du flux d’air dans le

conduit (pas de fuite)dv (m/s) variation de vitesse dans le tron-

çon (i)vx (m/s) vitesse du flux d'air dans le tron-

çon (i) à l'abscisse xpx (Pa) pression statique dans de tron-

çon (i) à l'abscisse xdp (Pa) variation de pression dans le

tronçon (i)

ζ coefficient de singularités(entrée, sortie, coudes, rétrécis-sements, bouches, fuites…)

λ coefficient de frottement moyendu tronçon de conduit

ƒ'(mm2/m2) rapport de la surface de fuite àla surface périmétrique

(i) indice relatif au tronçon deconduit

(x) abscisse dans le conduit à partirdu point x=0

b - Calcul des pertes

• Pertes de charge frictionnelles dans leconduit

- Pour un tronçon ne comportant aucune fuite(vitesse d'air constante)

- Pour un tronçon comportant des fuites(variation de vitesse )

variation

de pression :

variation de vitesse :

Nota :

Un réseau comporte toujours des points pré-sentant des défauts d’étanchéité, petitsaccrocs ou joints imparfaits entre éléments.Pour le calcul on admettra que ces défautsinévitables sont répartis de manière uniformesur toute la longueur du tronçon et que lespertes par fuites sont proportionnelles à la

ANNEXE I - DIMENSIONNEMENT

Pfrictionnelle = λ . L . ρ v2

DH 2



surface de fuite et à la vitesse du flux d’airdans la fuite.

Les fuites importantes et isolées ne sont pasprises en compte dans cette méthode de cal-cul, car elles peuvent être facilement détec-tées et doivent être éliminées.

• Perte de charge aux points singuliers

La valeur de ζ peut être obtenue dans descatalogues spécialisés, comme par exemplecelui de I.C. Idel-Cik.

• Classes de conduits souples

Les 3 grandes classes de conduits souplesutilisés dans les réseaux aérauliques et défi-nis dans la Recommandation Suisse Sia sontrepris :

• Conduits de la classe de qualité S : conduitsneufs, très bien montés avec grand soin etrégulièrement entretenus composés delongs éléments (≥ 100 m) avec peu d’accou-plements (très petites fuites et peu de pertespar frottement).

• Conduits de la classe de qualité A :conduits neufs bien entretenus, montés avecun faible risque de détérioration (défautsd’étanchéité et pertes dues au frottementminimes). Leurs caractéristiques ne sontadmissibles que pour une exécution par"phases successives".

• Conduits de la classe de qualité B : conduitsen service depuis un certain temps ou réutili-sés, entretenus régulièrement (défautsd’étanchéité et pertes dues au frottementd’importance moyenne).

• Coefficients de pertes frictionnelles etsingulières

1.1.2.2 - Calcul des ventilateurs

a - Pression

La pression du ventilateur (P totale du ventila-teur) résulte de la somme des pertes friction-nelles et singulières et permet de déterminerla puissance du ventilateur. On y ajoute uneréserve de pression statique forfaitaire(Pforfaitaire) pour une éventuelle modifica-

tion du circuit (phasage) etune réserve de pression sta-tique prenant en comptel'action du vent frappant latête du tunnel et la hauteurde la couverture monta-gneuse.

b - Choix du ventilateur

Les courbes caractéristiques des ventila-teurs indiquent pour chaque débit d’air ladifférence de pression totale entre dessections déterminées d’une part du côtéde l’aspiration et d’autre part du côté de lapulsion du ventilateur. Si ces deux sectionssont égales, les pressions dynamiques dechaque côté du ventilateur le sont aussi etl’augmentation de la pression totale cor-respond à l’augmentation de la pressionstatique.

c - Puissance électrique

La puissance électrique est fonction de lapression totale P, du débit calculé Q audroit du ventilateur et des rendements :

N (kW) puissance électrique du ventilateurQ (m3/s) débit du ventilateurP (Pa) perte de charge totale du ventila-

teurηv coefficient de rendement aérau-

lique (selon abaque du ventilateur)ηM coefficient de rendement du

moteur (selon indications du four-nisseur)

En général, le rendement global est del'ordre 0,6 à 0,7.

Si des variateurs de fréquence sont utilisés, ilconviendra de tenir compte, en plus de celuidu moteur, du coefficient de rendement desvariateurs.

d - Utilisation de ventilateurs relais

Pour des modifications de phasage, la pres-sion nécessaire peut être supérieure à la pres-sion calculée au projet. Dans ce cas, l’utilisa-tion de ventilateurs relais peut permettre unesolution économique. La somme des puis-sances des ventilateurs (tête du tunnel +relais) peut être inférieure à celle qui seraitnécessaire pour des ventilateurs montés ensérie au droit de la tête du tunnel. (Voirschéma page suivante).

Quelques règles simples peuvent utiliser lecircuit relais défini dans la recommandationsuisse :

• un tube d’acier de longueur L ≥ 5 Dn doitêtre monté à l’extrémité du conduit souple nqui peut être réduit par l’aspiration provo-quée par la dépression du ventilateur duconduit suivant (tronçon n+1)

Exemple : rétrécissement local de la section du conduit

Pertes frictionnelles dans les conduits (gaines de soufflage et/ou aspiration)

Classe de conduit Coefficient de frottement λMétallique 0,010 à 0,015

Béton 0,015 à 0,02

Souple Conduit S 0,015

Conduit A 0,018

Conduit B 0,024

Spiragaines > 0,025 et fonction de la conception

Pertes frictionnelles dans les galeries (circulation d'air)

Classe de parements Coefficient de frottement λ

Parois béton ou maçonnerie 0,02

Excavation tunnelier 0,02 à 0,05

Excavation minage sans soutènement 0,04 à 0,10

Excavation minage avec soutènement 0,06 à 0,15

Pertes par fuites dans les conduits souplesClasse Surface de fuite f' Coefficient de

des conduits m2/m2 fuite ζ(défauts d'étanchéité)

Souple

Conduit S 5 . 10-5

De 0,10 à 20Conduit A 10 . 10-5

Conduit B 20 . 10-5

Spiragaines 5 à 20. 10-5 De 0,10 à 20

Pertes singulières

Singularités Coefficient ζPrise d'air libre 2 à 4

Prise d'air avec grille 0,2 à 40

Rejet 1

Ouie d'aspiration 0,1 à 0,5

Convergent 0,05 à 0,2

Diffuseur 0,05 à 0,35

Rétrécissement brusque 0,05 à 0,60

Elargissement brusque 0,05 à 1

Registre d'isolement 0,15 à 0,3

Coude à 45° 0,1 à 0,25

Coude à 90° 0,15 à 0,8

Dérivation 0,1 à 1,3

P totale du ventilateur ≥ P forfaitaire

psingulière


• le débit d’air du tronçon n par rapport autronçon n+1 doit être suffisant pour que leventilateur du conduit n+1 n'aspire pas del’air du tunnel au lieu de l’air neuf amené parle conduit n.

• le diamètre intérieur Dn+1 de l’entonnoirdu conduit n+1 doit être égal ou inférieur à0,8 Dn et la distance d entre l’extrémité dutronçon n et l’entonnoir du tronçon n+1 doitrépondre à la condition suivante : 0,5Dn ≤ d ≤1,0 D n

• la quantité d’air Qn doit être supérieure de10-20 % à la quantité Qn+1

1.1.2.3 - Calcul particulier de ventilation dans un réseau de galeries

Dans une galerie ou dans un puits, les pertespar fuites sont quasiment inexistantes. Leséquations usuelles de flux dans un tube –pertes totales composées des pertes decharges frictionnelles et singulières - sontdonc applicables à un système de ventilationpar circulation d’air.

1.1.2.4 - Données atmosphériques

a - Variation de la masse spécifique del’air

Le tableau ci-dessous donne les caractéris-tiques de l'atmosphère standard internatio-nale pour la plage d'altitude entre 0 et 2000 m

Dans un système par circulation d’air, lespertes de pression dynamiques sont faibles

(même vitesse entre galerie et échappe-ment). Il faut par contre, si le gradient ther-mique de la roche est important, tenircompte des différences de pression résultantdes variations de la masse spécifique de l'airdues aux variations de la températuremoyenne.

b - Influences atmosphériques

Des différences de pression, non négli-geables dans le calcul de la pression totale,peuvent se produire dans des systèmes à cir-culation d’air comportant de longs puits oudescenderies. Il convient donc de tenircompte de la pression supplémentaire que leventilateur devra fournir.

La différence de pression s’exprime en pre-mière approximation de la façon suivante :

∆ρ différence de pression (Pa)

∆h hauteur du puits [m]

ρe masse volumique de l’air extérieur(kg/m3)

ρp masse volumique de l’air dans le puits(kg/m3)

Des différences de pression allant jusqu’à100 Pa peuvent en outre se manifester, pourdes raisons météorologiques, entre lesentrées (parfois appelé portail) d’un tunnel

ou d’une galerie horizontale per-cés.

c - La formation de brouillard

Dans certaines conditions, onobserve la formation debrouillard extrêmement gênantpour le travail. C’est par exemplele cas lors de la réalisation d’en-robé de chaussée en atmosphèreparticulièrement humide.

Cela se produit également dansun réseau de galeries notam-ment en mine.

Ce fut aussi le cas lors du creuse-ment du puits de ventilation du

Tunnel du Fréjus : le brouillard se formait auniveau du débouché de l’avant trou del'Alimak sur le puits en pleine section, par unphénomène de condensation par détente del’air chaud venant du tunnel.

On adaptera le système de ventilation demanière à pouvoir contrôler le point derosée.

En hiver, dans le cas de ventilation aspirante,l'air frais peut geler les venues d'eau au voisi-nage de l'entrée du tunnel. Le problème doitdonc être pris en considération dans laconception du système de ventilation.

1.2 - Résultat des calculs –Interprétation

D'une manière générale, les résultats des cal-culs de ventilation ne doivent pas conduireaux limites de fonctionnement du matérielchoisi et de l’installation.

La validité de la solution du projet ne peutêtre retenue que si elle est associée à uneétude de sensibilité dans laquelle les condi-tions d’exécution du chantier doivent êtreconsidérées comme une marge demanœuvre, telles que l'augmentation dunombre des engins polluants, l’allongementdu chantier à ventiler (cas d’attaque par lesdeux extrémités d’un tunnel), etc.

1.3 - Conception Finale –Mise en œuvre

Le dimensionnement ayant été effectué sur lecas le plus défavorable et le plus contrai-gnant (hypothèses et étude de sensibilité), ilfaudra ensuite étudier l’adaptation de la solu-tion retenue aux différents cas de figure quivont se présenter au cours du chantier .

La conception du système de ventilationdevra prendre en compte les contraintesd’installation du matériel, de prolongementet de déplacement des différentes unités(ventilateurs, ventubes) de passage au traversdes ateliers successifs, de réalisation d’ou-vrages annexes ainsi que de l’exécution detous les travaux de finition, revêtementbéton, peinture, enrobé. L’établissement deschémas pour chaque configuration permet-tra une bonne compréhension des disposi-tions adoptées.

Altitude Température Pression Masse volumique de l'air(m) (°C) (hPa) ρ(kg/m3)

0 15 1013 1,23200 13,7 989 1,2400 12,4 966 1,18600 11,1 943 1,16800 9,8 921 1,131000 8,5 899 1,111200 7,2 877 1,091400 5,9 856 1,071600 4,6 835 1,051800 3,3 815 1,032000 2 794 1,01




Systèmes de Ventilation

Soufflage Air pulsé par des gaines prolongées jusqu’aux emplacements de travail

Aspiration Air aspiré aux emplacements de travail par des gaines

Circulation Dispositif de mise en circulation de l’air par création d'une différence de pression entre deux points éloignés d’un circuit

Ventilation réversible Système fonctionnant alternativement en soufflage et en aspiration

Ventilation complémentaire Dispositif de ventilation complémentaire venant s’ajouter au système principal pour traiter un aspect spécifique (par exemple dilution de fumées)

Ventilateurs

Ventilateur axial ou hélicoîdal Ventilateur à hélice à pales propulsant l’air dans l’axe de la roue

Ventilateur radial ou centrifuge Ventilateur à roue à aubes propulsant l’air par action centrifuge

Ventilateurs en série Ventilateurs montés sur le même circuit à la suite les uns des autres conduisant à une augmentation de pression pour un débit donné

Ventilateurs en parallèle Ventilateurs montés côte à côte conduisant à une augmentation de débit pour une pression donnée et branchés sur le même conduit

Accélérateur Ventilateur créant une pression dynamique (ce type de ventilateur n'est jamais associé à des gaines ) qui conduit à un déplacement de l'air directement dans la galerie (ou la partie ouverte du circuit)

Circuit de ventilation Ensemble du cheminement de l’air depuis la prise d’air frais jusqu’au rejet d’air vicié et comprenant notamment

les ventilateurs, les conduites et tous les dispositifs à prendre en compte pour la résistance du circuit

Silencieux Dispositif statique destiné à réduire le niveau sonore d’un ventilateur

Courbe caractéristique Courbe exprimant la relation entre la pression et le débit du ventilateur pour une vitesse de rotation, une orientation des pales et une densité de l’air données

Différence de pression Elévation totale de pression, statique et dynamique entre les sections d’entrée et de sortie du ventilateur

Charge Résistance d’un ou d’une partie de circuit en aval d’un ventilateurs ou accélérateur

Débit volumique Quantité d’air fournie par unité de temps par un ventilateur (m3/s)

Conduits

Conduit de ventilation Tuyau souple ou rigide servant à véhiculer l’air entre deux points du circuit d’air, exceptés les ventilateurs ou les dispositifs associés (dispositif d’insonorisation, registre, répartiteur)

Eléments de conduit Eléments souples ou rigides dont l’assemblage constitue le conduit

Canar Par convention, conduit de ventilation

Ventube Par convention, conduit souple de ventilation

Magasin à ventube(cassette à ventube) Dispositif permettant de stocker plusieurs éléments de ventube et de les déplier au fur et à mesure de l’avancement

Suspension des conduits Eléments de fixation permettant de suspendre les conduits aux parois du tunnel

Fuite Air perdu par défaut d’étanchéité d’un conduit

Registre Elément placé sur le circuit d’air permettant de contrôler le débit d’air circulant dans le circuit ou de fermer le circuit

Répartiteur Elément placé sur le circuit d’air et permettant de répartir l’air au point de rencontre de deux conduits distincts

Dépoussiérage

Par voie sèche Dispositif de séparation des poussières par fixation mécanique sur des filtres à manche, à poches, à lamelles

Par voie humide Dispositif de séparation des poussières par fixation humide par vaporisation ou rideaux d’eau

ANNEXE II - GLOSSAIRE



Débits de ventilation

Q Débit dans une conduite (m3/s)

QS Débit du ventilateur soufflant (m3/s)

QA Débit du ventilateur aspirant (m3/s)

QDdf Débit d'air pour diluer les gaz des moteurs diesel au front (m3/s)

Qdda Débit d'air pour diluer les gaz des moteurs diesel dans les ateliers (m3/s)

QDdr Débit d'air pour diluer les gaz des moteurs diesel pour le roulage (m3/s)

QDdt Débit d'air total pour diluer les gaz des moteurs diesel (m3/s)

QEpr Débit d'air pour évacuer la poussière du roulage (m3/s)

QCpt Débit d'air pour capter les poussières de tir (m3/s)

QCpp Débit d'air pour capter les poussières de machine ponctuelle (m3/s)

QCprb Débit d'air pour capter les poussières de robot de projection de béton (m3/s)

QCpbr Débit d'air pour capter les poussières de brise roche (m3/s)

QCpa Débit d'air total pour capter les poussières des ateliers (m3/s)

QACC Débit de l'accélérateur

Puissances de ventilation

N Puissance du ventilateur (kW) - Nominale / Appelée / A la roue

NS Puissance du ventilateur soufflant (kW)

NA Puissance du ventilateur aspirant (kW)

NACC Puissance de l'accélérateur

Grandeurs caractéristiques, Unités et Symboles

H Charge de l'écoulement (p statistique + p dynamique) (Pa)

p Pression statique dans une section (Pa)

g Accélération de la pesanteur (m/s2)

z Altitude de la section considérée (m)

A Section caractéristique d’un tronçon de conduit ou de galerie (m2)

D Diamètre caractéristique d’un tronçon de conduit ou de galerie (m)

∆HF = P Frictionnelle Pertes de charges par frottements sur les paroies d’un conduit

Pertes frictionnelles (Pa)

∆HS = P Singulière Pertes de charge singulières (changement de direction, élargissement, bifurcation...) (Pa)

∆H Perte de charge totale du circuit (Pa)

∆p Différence de pression (Pa)

∆h Hauteur d'un puits ou entre les deux bouts d’un circuit (m)

dx Longueur du tronçon de conduite ou de galerie concerné (m)

dp Variation de pression dans le tronçon de conduite ou de galerie (Pa)

dp /dx Gradient de pression le long du tronçon de conduite ou de galerie ( Pa/m)

dv Variation de vitesse dans le tronçon de conduite ou de galerie (m/s)

dv/dx Variation de vitesse d’écoulement le long du tronçon de conduite (m/s)

L Longueur du circuit ou de la conduite ou de la galerie (m)

Pdyn Pression dynamique = ρ v2 (Pa)2

Pforf Pression forfaitaire (Pa)

Ptot Pression totale (Pa)

T Température de l’air (°C)



Puissances de ventilation

V Vitesse du flux d'air dans la conduite = Débit / Section (m/s)

vx Vitesse du flux d'air dans le tronçon de conduite à l'abscisse x (m/s)

Px Pression statique dans le tronçon à l'abscisse x (Pa)

x Abscisse dans l’axe du conduit (m)

ρ - ρe - ρp Masse volumique de l’air (kg/m3) ( e = extérieur / p = puits)

λ Coefficient de perte de charge de frottement (= frictionnel) du conduit ou de la galerie (sans dimension)

ζ Coefficient de perte singulière (sans dimension)

ƒ' Rapport entre la surface de fuite et la surface périmétrique (mm2/m2)

ηM Coefficient de rendement du moteur (sans dimension) = Puissance à l’arbre / Puissance appelée

ηV Coefficient de rendement du ventilateur (sans dimension) = Puissance aérolique / Puissance à l’arbre

Valeurs limites

V.M.E Valeur moyenne d’exposition à un produit polluant

V.L.E Valeur limite d’exposition à un produit polluant

Organismes

C.N.A.M Caisse Nationale d’Assurance Maladie

C.R.A.M Caisse Régionale d’Assurance Maladie

C.G.S.S Caisse Générale de Sécurité Sociale

O.P.P.B.T.P Organisme Professionnel de Prévention du Bâtiment et des Travaux Publics

D.D.T.E Direction Départementale du Travail et de l’Emploi

D.R.T.E Direction Régionale du Travail et de l’Emploi

D.R.I.R.E Direction Régionale de l’Industrie, de la Recherche et de l’Environnement

Etudes

C.C.A.G Cahier des Clauses Administratives Générales

C.C.T.G Cahier des Clauses Techniques Générales

E.P Etudes préliminaires

A.P.S Avant Projet Sommaire

A.P.D Avant Projet Détaillé

P.O.A Projet d'Ouvrage d'Art

D.C.E Dossier de Consultation des Entreprises

Coordination

C.I.S.S-C.T Comité Inter-entreprise pour la Sécurité, la Santé et les Conditions de Travail

S.P.S Sécurité et de Protection de la Santé

P.P.S.P.S Plan Particulier de Sécurité et de Protection de la Santé

P.G.C.S.P.S Plan Général de Coordination pour la Sécurité et la Protection de la Santé

D.I.U.O Dossier d'Interventions Ultérieures sur l'Ouvrage

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