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Creusement assisté par ordinateur

Philippe Donnaes

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- Ce système permet de limiter les hors profils lors du creusement des ouvrages souterrains.

Sur l'île de la Réunion, le tunnel de Cap La Houssaye, situé sur le tronçon de la première section de la route des Tamarins, se présente sous la forme d'un bitube de 368 m à l'ouest (longueur excavée 292 m), côté mer, et 323 m (longueur excavée 222 m) à l'est, côté terre, les deux tubes étant décalés de 9 m en hauteur. Originalité : chaque tube, qui abrite trois voies de circulation, s'inscrit dans un gabarit de 11,80 m de largeur roulable et 4,75 m de hauteur libre minimale. D'où une section d'excavation importante de 136 m2.

Les travaux de creusement ont été réalisés au BRH (brise-roche hydraulique) au moyen de deux pelles Liebherr 932 Tunnel. « Nous avons développé, à la demande de Razel, un système spécifique qui constitue très vraisemblablement une première mondiale en la matière », indique Pierre Dubreuil, le directeur de D&PS, société spécialisée dans les dispositifs de guidage 2D/3D avec laser, GPS et station totale robotisée.

L'idée ? Faciliter le travail du conducteur en déterminant en permanence, et en temps réel, la position de l'outil de creusement (godet, fraise, BRH) dans l'espace, celui-ci apparaissant en surimpression par rapport au profil théorique sur l'écran de l'ordinateur embarqué de la machine.

« Nous avions déjà mis au point un système d'assistance de ce type pour le chantier du tunnel de la Vierge, dans l'Hérault », poursuit Pierre Dubreuil, mais il s'agissait là d'une station laser qui projetait directement un repère lumineux sur le front de taille. Conséquence pratique : des problèmes de repérage et de localisation. Il n'était en effet pas évident de visualiser la fragile luciole rouge depuis l'habitacle de la pelle, la poussière générée par les travaux de creusement obligeant par ailleurs le chauffeur à interrompre fréquemment sa tâche afin de pouvoir repérer la tâche lumineuse.

Sécurité accrue et hors profils réduits

Ici tout se déroule donc en cabine, le conducteur n'ayant qu'à communiquer à l'ordinateur la nature de l'outil utilisé, un signal d'alarme visuel et sonore étant prévu pour l'avertir en cas de dépassement du profil théorique. Pour mettre au point ce système, qui a requis trois mois de développement, « nous sommes partis des solutions de guidage que nous avions déjà dans notre catalogue, sur des machines à attaque ponctuelle », explique Pierre Dubreuil. L'objectif à atteindre était ici bien plus complexe, car « ce type de pelle affiche un degré de liberté supplémentaire en regard d'une machine d'excavation classique de surface, en l'occurrence la rotation du balancier vers la droite ou la gauche ».

Autre contrainte, au niveau du matériel informatique embarqué proprement dit, la pelle étant par nature la machine la plus éprouvante qui soit eu égard au niveau de vibration atteint.

Dans la pratique, deux théodolites, qui se reprennent sur des bases extérieures, déterminent la position précise de la pelle à l'intérieur du tunnel, et ce en visant deux prismes implantés à l'arrière de la machine. Parallèlement, tous les mouvements (roulis, tangage, position de la flèche, balancier et godet) ainsi que les différents degrés de liberté sont instrumentés par l'intermédiaire de capteurs positionnés sur les vérins.

« Ce système, employé principalement sur la pelle de finition, nous a permis de limiter de manière significative les hors profils », précise Roger Coulet, directeur du chantier de Razel. Autre avantage : une sécurité accrue. Le dispositif élimine en effet toutes les interventions de traçage au front de taille, donc toute présence humaine à proximité d'un environnement dangereux, alors que celui-ci n'a pas encore été sécurisé par une couche de béton projeté.

EN BREF

Le problème - Réduire les surexcavations au front de taille, facteur entraînant pertes d'exploitation et surcoûts de production. La solution - Offrir au conducteur un outil d'aide au creusement, au moyen d'un système de contrôle informatisé affichant le profil théorique sur un écran embarqué.

PREMIÈRE RÉUNIONNAISE

- Le tunnel de Cap La Houssaye s'inscrit dans le projet routier de la route des Tamarins, l'un des plus importants chantiers en cours au plan européen. Il s'agit de réaliser une voie express de 33,7 km, en site montagneux, qui permettra une meilleure desserte de l'ouest, principalement entre Saint-Paul et l'Étang-Salé. Le tracé totalise, en plus du tunnel, neuf échangeurs routiers et 120 ouvrages d'art dont cinq viaducs exceptionnels.

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