Quelles normes décrivent la mesure des vibrations des bâtiments ?
Le processus de mesure des vibrations des bâtiments est régi par différentes en fonction des pays. En Allemagne, la norme la plus couramment utilisée pour les mesures de vibrations dans les bâtiments est la DIN 4150-3. En Pologne, la norme relative aux vibrations transmises du sol aux bâtiments est la PN-B-02170:2016-12. Les deux normes décrivent les méthodes de mesure des vibrations des bâtiments, les indicateurs ou échelles utilisés pour déterminer l’étendue de l’influence et l’équipement approprié à utiliser, ainsi que le format de présentation des résultats de mesure.
Comment mesurer les effets des vibrations sur les bâtiments ?
La mesure des vibrations des bâtiments implique l’utilisation de paramètres de vitesse, d’accélération ou de déplacement. Le choix du paramètre approprié dépend d’une analyse approfondie de la structure du bâtiment. Pour chaque paramètre, la fréquence des vibrations est également prise en compte. La plage de fréquence standard pour les tests se situe généralement entre 0,5 Hz et 100 Hz, avec une plage de vitesse de 0,0001 m/s à 1 m/s. Pour la mesure des vibrations de courte période, il est recommandé d’utiliser des bandes d’octave ou une analyse par Transformée de Fourier Rapide (FFT) jusqu’à 100 Hz.
Quels types de compteurs pour les mesures de vibrations dans les bâtiments ?
Les mesures des vibrations du bâtiment sont effectuées à l’aide d’un compteur ou d’un analyseur doté d’un accéléromètre de vibration ou d’un géophone. La sensibilité du géophone doit être d’au moins 15 V/ms-1, tandis que la sensibilité suggérée pour les transducteurs est de 10 V/g. Quant aux méthodes accréditées, il est nécessaire de déterminer l’incertitude des lectures. L’incertitude cible doit être inférieure à 20 %. Il est nécessaire de pouvoir déterminer la durée de vibration à partir des mesures.
Comment déployer les points de mesure ?
Les points de mesure doivent être disposés en tenant compte de la méthode de mesure utilisée. Les points doivent déterminer trois directions de mesure conformément aux coordonnées du système rectangulaire : deux x et y horizontaux et un z vertical. Les transducteurs doivent être placés sur des nœuds rigides de la structure ; ils doivent être fixés directement à la structure du bâtiment.
Que doit contenir le rapport ?
Un rapport de mesure des vibrations bien rédigé doit clairement décrire l’objectif de la mesure, spécifier la norme utilisée (par exemple la norme allemande DIN 4150-3 ou la polonaise PN-B-02170:2016-12), détailler la méthode de mesure choisie, décrire les sources de vibrations, et lister les équipements et objets de mesure utilisés. Les résultats doivent être présentés sous forme de vibrogrammes. Le rapport doit indiquer l’emplacement des points de mesure et inclure une représentation des évolutions temporelles des vibrations. De plus, le rapport doit fournir des informations précises sur les conditions météorologiques et toutes perturbations pouvant avoir eu un impact sur les résultats des mesures.
Comment les vibrations pénètrent-elles dans le bâtiment ?
Les vibrations peuvent être transmises aux bâtiments à travers le sol et leurs structures, via un cheminement matériel. Ces vibrations peuvent provenir de sources d’origine humaine, telles que le passage des trains, les véhicules lourds, les travaux de construction et de maintenance. Il est également important de penser aux effets des équipements techniques à l’intérieur des bâtiments, comme les systèmes de ventilation, qui peuvent également provoquer des vibrations qui traversent la structure jusqu’aux étages supérieurs ou inférieurs.
Mesures vibratoires des bâtiments : quel effet les vibrations ont-elles sur un bâtiment ?
Selon l’intensité des vibrations agissant sur le bâtiment, elles peuvent provoquer des dommages importants à la structure. La destruction peut se manifester, par exemple, par des fissures dans le plâtre. Les sons matériels sont finalement émis dans les pièces à l’intérieur du bâtiment sous forme de sons aériens. La nocivité des vibrations pour les personnes et les machines à l’intérieur des bâtiments doit être prise en compte en plus de la nocivité des vibrations pour la structure.
Qu'est-ce qu'un vibrogramme ?
Un vibrogramme est un enregistrement du changement de vitesse, d’accélération ou de déplacement des vibrations en un point et une direction donnés en fonction du temps. Il s’agit donc d’un enregistrement des paramètres de vibration qui se produisent en un point de mesure donné pour une direction et une durée de vibration spécifiques. Les mesures de vibrations des bâtiments utilisent des spectres de vibrations dans des rapports de mesures de vibrations ou des modèles de mesures effectués.
Quelles différences entre les vibrations à court terme, les vibrations à long terme et les vibrations continues ?
Selon les normes polonaises, les vibrations à court terme sont des vibrations qui ne durent pas plus de 3 minutes par jour. Les vibrations à long terme sont des vibrations qui durent de 3 minutes à 30 minutes par jour. Le troisième type de vibration est la vibration continue, c’est-à-dire la vibration qui dure plus de 30 minutes par jour. Dans la norme DIN allemande, la définition des vibrations à court terme se limite aux vibrations qui ne se produisent pas assez souvent pour provoquer une fatigue structurelle et qui ne produisent pas de résonance dans la structure évaluée.
Qu'est-ce que la méthode MRSA et THA ?
Les méthodes MRSA (Modal Response Spectrum Analysis) et THA (Time History Analysis) sont utilisées pour déterminer la réponse d’un modèle de bâtiment au forçage cinématique. La méthode MRSA repose sur l’utilisation d’un spectre de réponse, tandis que la méthode THA utilise l’intégration d’équations de mouvement dans le temps. La méthode MRSA permet d’utiliser un spectre de réponse en vitesse.
Qu’est-ce que le forçage cinématique ?
Le forçage cinématique est la vibration du bâtiment provoquée par le mouvement de la fondation. Le forçage est présenté sous forme de vibrogrammes sur les axes x, y et z. La détermination de la force se fait à l’aide des méthodes MRSA ou THA. Le point de mesure doit être situé à un nœud rigide de la structure du côté de la source de vibration. La force peut être déterminée dans un bâtiment déjà en exploitation ou au stade de la conception. Si seule la conception du bâtiment est disponible, il est possible de prédire la force sur la base de cas similaires.
Quand peut-on ignorer l’impact des vibrations dans la conception d’un bâtiment ?
La première condition pour ignorer l’influence des vibrations est la valeur de l’amplitude d’accélération du mouvement horizontal du sol à l’emplacement du bâtiment ; elle doit être inférieure à 0,05 ms2. Pour remplir cette condition, il est nécessaire de placer le bâtiment à une distance d’au moins 25 m de l’axe de la voie ferrée, d’au moins 15 m de l’axe de la voie du tramway, ou de l’axe de la voie routière la plus proche, à au moins 20 m de la source de vibrations liées aux travaux de construction, et à plus de 60 m du parcours des rouleaux vibrants routiers. Le bâtiment doit également être situé en dehors de la zone d’influence sismique.
Comment un bâtiment peut-il être endommagé ?
Selon la norme de mesure, il existe deux types de dommages : les dommages non structurels et les dommages aux éléments porteurs. Le premier type de dommages consiste principalement en des rayures et des fissures dans le plâtre, ainsi qu’en un desserrage des fixations des portes et fenêtres. Vous remarquerez peut-être également la chute des carreaux muraux et des revêtements. Les dommages aux éléments porteurs se caractérisent par des fissures et des fractures dans les fondations, les murs porteurs, les linteaux et les piliers. De tels dommages affaiblissent considérablement la solidité de la structure du bâtiment.
Quelles sont les sources de vibrations pouvant endommager un bâtiment ?
Les sources de vibrations pouvant endommager un bâtiment sont, par exemple, les mouvements provoqués par les travaux de construction sur les propriétés voisines, les mouvements de sol provoqués par les secousses sismiques associées à l’exploitation minière ou encore les vibrations constantes associées au passage de véhicules lourds, de tramways ou de trains.
Et si la structure soumise aux vibrations n’était pas un bâtiment ?
Dans de tels cas, le laboratoire d’essais SVANTEK utilise la norme DIN 4150-3, « Vibrations dans les bâtiments, partie 3 : effets sur les structures », qui permet de mesurer les effets des vibrations sur des structures autres que le bâtiment.
