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PRÉSENTATION TECHNIQUES DE DÉMOLITION Par J-C. PHILIP & F. BOUYAHBAR

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PRÉSENTATION

TECHNIQUES DE DÉMOLITION

Par J-C. PHILIP & F. BOUYAHBAR

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MESURE ET SUIVI

SURVEILLANCEDE STRUCTURE S3

NOUVEAUTÉS

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PROCÉDÉSUTILISANT L’EXPLOSIF

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Définition de l’explosif

Décret du 25 mars 1987 concernant l’application de la nouvelle réglementation :

« L’explosif est un corps ou un ensemble de corps, susceptible de se décomposer très rapidement en libérant brutalement une grande quantité d’énergie »

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Classification des explosifs

On distingue deux catégories définies par leur vitesse de décomposition :

Les explosifs déflagrants

Vitesse de décomposition V < 1 000 m/sAssimilable à une poussée

Les explosifs détonants

Vitesse de décomposition V = 1 500 à 8 000 m/sAssimilable à un choc

LES EXPLOSIFS DÉTONANTS SONT UTILISÉS POUR LA DÉMOLITION DES BÂTIMENTS

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Quel que soit l’explosif utilisé,

sa mise en œuvre passe par

la mise en œuvre de

la chaîne pyrotechnique.

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Matériel spécifique

La chaîne pyrotechnique comprend :

La charge d’explosif

Le dispositif d’amorçage

Le dispositif de mise à feu

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La charge d’explosif

Elle se présente sous différentes formes suivant la nature des produits :

Cartouches Dynamites, explosifs nitratés

Granulés Nitrate-fioul

Bouillies ou gel Certaines dynamites

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Le dispositif d’amorçage

C’est le dispositif d’amorçage qui va créer l’onde de choc initial.

Il existe deux types de détonateur :

- Le détonateur à mèche,

- Le détonateur électrique .

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Détonateur à mèche

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Détonateur électrique instantané

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Détonateur électrique à retard

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Le dispositif de mise à feu

- Mise à feu par mèche :

Aucune précision dans la date de l’explosion.Interdite dans la démolition des bâtiments.

- Mise à feu par détonateur électrique :

Elle se fait uniquement par exploseur.Piles et batteries interdites.

L’exploseur est sécurisé. L’utilisation implique la responsabilité de deux personnes qui ne peuvent l’utiliser séparément.

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Nuisances dues à l’explosif :

Poussière

Nuisances vibratoires

Nuisances acoustiques

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Poussière

Elle a son origine à la rupture du béton. Difficilement maîtrisable. Le nuage de poussière démarre du bas vers le haut.

Nuisances vibratoires

Onde de vibration due à l’onde de choc non utilisée.Elle est liée au poids d’explosif, par charge unitaire suivant la loi :

V = k ( d/Q ½ ) – 1,8

V mm/s Vitesse particulaireK coefficient Constante de sited m Distance par rapport à la chargeQ Kg Poids d’explosif mis en action à une date donnée.

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Surpression aérienne

Elle résulte de la libération brutale d’un important volume dans l’atmosphère.

Il se produit alors une surpression brutale suivie d’une dépression.

Elle est liée au poids d’explosif, par charge unitaire suivant la loi :

Ps = 30 ( d ) – 1/2/ Q – 1/3

Ps Kpa Surpression aérienned m Distance par rapport à la chargeQ Kg Poids d’explosif mis en action à une date donnée

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Seuils des nuisances

Vitesse particulaire admissible

Bâtiments d’habitation, de bureau 8 mm/sBâtiments rigides avec parties lourdes et ossaturesRendues rigides en bon nétat de conservation 30 mm/sAutres bâtiments, bâtiments historiques 4 mm/s

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Nuisance acoustique

Surpression aérienne

14 Kpa Toutes les vitres se brisent. 5 Kpa Les vitres mal montées se brisent. 1 Kpa Les panneaux précontraints mal montés se brisent.0,2KPa Les vitres et les assiettes vibrent.

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L’outil pour anticiper

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LE PLAN DE TIR

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Types de démolition au moyen d’explosif

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Semi foudroyage

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Foudroyage intégral

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PRINCIPED’EFFONDREMENT

PAR BIELLES

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DÉMOLITION PAR EFFET GRAVITAIRE AU MOYEN DE BIELLES. (VARIANTE)

- Le principe consiste à utiliser la partie haute d’un immeuble (4 à 5 niveaux), pour effondrer les étages bas.

- La translation est obtenue en supprimant les porteurs de l’étage de translation.

- La masse constituée par les étages hauts et reprise par des portiques inclinés (bielles) qui, par leur rotation, assurent la translation.

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PROCESSUS D’EFFONDREMENT

Par différence avec le foudroyage intégral, ce procédé ne s’applique que sur un niveau (voir croquis), et non sur cinq niveaux.

Après curage, les opérations sur la structure sont les suivantes :

‒ Suppression des contreventements sur le niveau traité

‒ Dégraissage des murs de l’étage

‒ Foration

‒ Contreventement au moyen de croix de Saint André comportant du cordeau détonant au nœud. Ces croix seront neutralisées juste avant la suppression des porteurs

‒ Chargement

‒ Effondrement

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Pronostic des nuisances

Ce procédé d’effondrement apporte une réduction significative des nuisances. Cette amélioration porte sur :

-La poussière

- Les nuisances vibratoires

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Poussière :

La partie supérieure de l’immeuble est équipée d’un mur d’eau qui descend verticalement, en accompagnant le nuage de poussière qui se crée du haut vers le bas.

Description du mur d’eau

Le nuage de poussière prend sa source au niveau de l’étage de poussée.Sur l’étage supérieur, nous disposons des rampes d’arrosage comportant :Ouverture linéaire sur la génératrice inférieure.Nous disposons une rampe par façade.Chaque rampe est alimentée par une bâche d’eau de 6 m3 environ.Une vanne télécommandée permet l’alimentation des rampes.Le dispositif est renforcé par une jupe en géotextile.L’arrosage des poussières est effectif jusqu’à l’arrivée au sol de la partie mobile du bâtiment.

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Nuisances vibratoires :

Compte tenu de la faible vitesse d’explosion (70 mètres/seconde par rapport à 6 000 mètres/seconde pour la dynamite), la vitesse particulaire est en dessous des seuils admissibles par les ouvrages voisins.

Nuisances acoustiques :

Le produit utilisé, compte tenu de la vitesse d’explosion, est inférieur, au départ de la charge, à 0,05 kPa.

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Comparatif tour R+15

CONTRAINTES EXPLOSIF BIELLES

Libération d'un périmètre de sécurité 250 mètres environ 50 mètres

Evacuation des habitants du périmètre Oui Non

Risques liés aux nuisances vibratoires Oui Non

Risques liés aux nuisances acoustiques Oui Non

Montant des travaux (estimation) 1 100 000 € HT 495 000 € HT

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Position schématique* de dégraissage des voiles de bétonet de positionnement des bielles

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Principe de fragmentation des voiles fins* de béton

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Protections

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MISE EN ŒUVRE DES ÉTAIS FUSIBLES

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Bielle IPN delongueur fixe

Profilé acier en "U"

Etai fusible

Boulons reliant le profiléacier en "U" avec le plancher BA

Cornière à ailes inégales reliantplusieurs couples "bielle-étai fusible"

Démolition par effet de bielleEchelle 1:20

Voile BAà dégraisser

PHASE I

A A

Tirant permettant de reprendrel'effort de traction dans le béton

Démolition par effet de bielle

Voile BA à dégraisser

Tirant permettant de reprendre l’effort de traction dans le béton

Cornière à ailes inégales reliant plusieurs couples « bielles-étai fusible

Bielle IPN de longueur fixe

Étai fusible

Profilé acier en « U »

Boulons reliant le profilé acier en « U » avec plancher BA

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Dég

rais

sag

e d

es

vo

iles

vert

icau

x

Bielle IPN delongueur fixe

Profilé acier en "U"

Etai fusible

Boulons reliant le profiléacier en "U" avec le plancher BA

Cornière à ailes inégales reliantplusieurs couples "bielle-étai fusible"

Démolition par effet de bielleEchelle 1:20

Tirant permettant de reprendrel'effort de traction dans le béton

PHASE II

Cornière à ailes inégales reliant plusieurs couples « bielles-étai fusible

Bielle IPN de longueur fixe

Tirant permettant de reprendre l’effort de traction dans le béton

Etai fusible

Profilé acier en « U »

Boulons reliant le profilé acier en « U » avec plancher BA

Démolition par effet de bielle

Dég

rais

sage

des

voi

les

verti

caux

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Bielle IPN delongueur fixe

Rupturethermique

Profilé acier en "U"

Cornière à ailes inégales reliantplusieurs couples "bielle-étai fusible"

Boulons reliant le profiléacier en "U" avec le plancher BA

Variante:Rupture mécanique de la broche(charge pyro. par exemple)

Démolition par effet de bielleEchelle 1:20

Tirant permettant de reprendrel'effort de traction dans le béton

PHASE III

Démolition par effet de bielle

Cornière à ailes inégales reliant plusieurs couples « bielles-étai fusible

Tirant permettant de reprendre l’effort de traction

dans le béton

Variante : Rupture mécanique de la broche (charge pyro, par

exemple)

Bielle IPN de longueur fixe

Rupture thermique

Profilé acier en « U »

Boulons reliant le profilé acier en « U » avec le plancher BA

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PHASE I PHASE II PHASE III

Démolition par effet de bielleEchelle 1:16

Bielle IPN delongueur fixe

Profilé acier en "U"

Etai fusible

Boulons reliant le profiléacier en "U" avec le plancher BA

Cornière à ailes inégales reliantplusieurs couples "bielle-étai fusible"

Voile BAà dégraisser

A A

Tirant permettant de reprendrel'effort de traction dans le béton

Dégr

aissa

ge d

es v

oile

s ver

ticau

xBielle IPN delongueur fixe

Profilé acier en "U"

Etai fusible

Boulons reliant le profiléacier en "U" avec le plancher BA

Cornière à ailes inégales reliantplusieurs couples "bielle-étai fusible"

Tirant permettant de reprendrel'effort de traction dans le béton

Bielle IPN delongueur fixe

Rupturethermique

Profilé acier en "U"

Cornière à ailes inégales reliantplusieurs couples "bielle-étai fusible"

Boulons reliant le profiléacier en "U" avec le plancher BA

Variante:Rupture mécanique de la broche(charge pyro. par exemple)

Tirant permettant de reprendrel'effort de traction dans le béton

Démolition par effet de bielle