Projet de recherche NO/B/014 (Action de recherche NO)
Contexte
Dans le cadre de l’application de la Directive Européenne du 21 décembre 1988 relative aux produits de construction, un ensemble de normes techniques européennes est à établir en vue de définir et de déterminer les performances requises des constructions pour répondre aux exigences essentielles des utilisateurs.
Le projet
Le présent projet a pour objectif de préparer les éléments nécessaires à l’établissement de normes portant sur les effets des vibrations des constructions (bâtiments et ouvrages de génie civil).
Les vibrations de toutes origines, périodiques (machines tournantes), impulsives (chocs) et aléatoires (trafic) sont considérées. Leurs effets comportent la gène ou l’inconfort des occupants, les dommages aux matériaux et équipements, et plus généralement tout effet mécanique de vibrations susceptible d’empêcher ou de nuire à une utilisation normale des constructions, à l’exclusion des bruits audibles générés par les vibrations de haute fréquences (supérieures à 80 Hz), qui relèvent de l’acoustique.
Le présent projet a plus particulièrement pour objectif de clarifier et d’harmoniser les approches actuellement utilisées, notamment dans les normes existantes, d’en lever les divergences et incertitudes d’interprétation, notamment dans le cas de vibrations intermittentes, multidirectionnelles et multifréquentielles, comme celles produites dans les ouvrages à proximité de voies ferrées, en vue de simplifier les déterminations tout en les rendant suffisamment rigoureuses par rapport aux besoins.
Pour ce qui concerne la gène vibratoire, l’exécution du projet comporte les étapes suivantes:
- une étude préliminaire du paramètre de base représentatif de la gène vibratoire, incluant l’adoption d’un domaine fréquentiel approprié (bande limitante) et la maîtrise de la physiologie fréquentielle dans ce domaine (obtention d’une grandeur représentative de la gène physiologique des personnes résultant d’un filtrage approprié du signal vibratoire relevé en un point).
- le choix d’un procédé d’intégration temporelle sur une courte période de mesure en vue d’obtenir un des vibrations : choix de la constante de temps du système intégrateur (125 ms, 1s) et du type d’intégrateur (exponentiel, linéaire).
- le choix d’une méthode d’évaluation de la sensibilité physiologique temporelle à des vibrations dues à des sources non stationnaires (variables dans le temps) caractérisées par le paramètre temporel décrit ci-avant et mesuré sur de plus longues périodes (intégration du facteur KB défini par la DIN 4150 ou de l’accélération pondérée définie par les normes ISO), en vue d’en extraire un paramètre global représentatif de la dose vibratoire caractérisant le degré de gène ressentie en fonction de l’amplitude des vibrations, de leur durée d’action, du facteur de crête et de la période (jour, nuit).
Pour ce qui concerne les dommages aux matériaux et équipements, le choix du paramètre vitesse physique (sans filtre physiologique) défini par la DIN 4150-3 peut être adopté.
Méthodes de mesure
Le projet porte sur la mise au point d’une chaîne complète de mesure des accélérations et de calcul des vitesses et des paramètres de gène vibratoire.
Prévision par le calcul
Le projet comporte la mise au point d’une méthode de prévision par le calcul des paramètres vibratoires dans les bâtiments au stade des études de projets, à partir de mesures des paramètres vibratoires effectuées sur le terrain vierge en vue de caractériser les vibrations générées par le trafic (routier et ferroviaire) transmises aux fondations, et du calcul de leurs effets dans la structure par une méthode accessible aux bureaux d’études de stabilité ordinaires.
La procédure de calcul est validée sur base de la comparaison des résultats du calcul et des mesures des mêmes effets dans des bâtiments existants.
Méthode de mesure des caractéristiques dynamiques de produits anti-vibratiles
Le coût des mesures classiques à la presse hydraulique des caractéristiques dynamiques des produits anti-vibratiles étant important par rapport à la valeur de ceux-ci, la motivation est apparue de développer une méthode rapide, peu coûteuse et ne nécessitant pas de presse hydraulique: c’est la méthode du cantilever. Le projet consiste à valider cette méthode par rapport à la méthode de la presse hydraulique.
Les partenaires
SECO-Bureau de contrôle technique pour la construction :
- coordination du projet;
- partenaire à la formulation des critères;
- mise au point et validation de la méthode de prévision par le calcul.
CSTC-Centre Scientifique et Technique de la Construction :
- partenaire à la formulation des critères;
- mise au point des méthodes de mesure, exécution des mesures et validation des résultats.
Produits et résultats attendus
- Evaluation des normes internationales et de certaines normes nationales existantes;
- Etablissement et validation d’un schéma de norme répondant au mieux aux besoins de déterminations pratiques courantes par mesures et par calcul prévisionnel applicable aux bâtiments nouveaux.
Collaboration scientifique
- Ministère des Communication et de l’Infrastructure (membre associé : Gilles LABEEUW)
- Comité d’accompagnement
Les effets de vibrations sur les constructions: exigences et méthodes de détermination : rapport final
Bruxelles : Politique scientifique fédérale, 2003 (SP1175)
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