FR3033586A1

FR3033586A1 - Element de paroi instrumente

Info

Publication number: FR3033586A1
Application number: FR1500492A
Authority: FR
Inventors: Martin Beth; Arnaud Prusak
Original assignee: Soletanche Freyssinet SA
Current assignee: Soletanche Freyssinet SA
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2016-09-16
Anticipated expiration: 2035-03-13
Also published as: FR3033586B1

Abstract

L'invention concerne le domaine de la construction et des travaux publics. Plus spécifiquement, l'invention concerne un élément de paroi (101) instrumenté avec au moins un capteur (103... 107) et un appareil (108) comprenant au moins une unité de lecture (201) connectée au moins audit capteur (103... 107), un dispositif d'alimentation électrique (202) et un émetteur sans fil (204). Ledit capteur (103... 107) et ledit appareil (108) sont intégrés dans l'élément de paroi(101) entre une face interne (101a) et une face externe (101b) de l'élément de paroi (101).

Description

1 Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne le domaine de la construction et des travaux publics, et plus particulièrement celui de la construction 5 d'ouvrages destinés à reprendre des poussées exercées par le sol, ou par un remblai. Dans ce domaine, il est courant d'utiliser des éléments de paroi, qui sont généralement préfabriqués. Il s'agit par exemple d'éléments de voûte 10 de tunnels, couramment appelés voussoirs, ou bien encore de dalles de parois de soutènement préfabriquées, qui sont le plus souvent mises en place dans des tranchées creusées dans le sol. Dans le domaine de la construction de tunnels, il est désormais 15 devenu courant de creuser le tunnel avec un tunnelier, derrière lequel une paroi du tunnel est formée graduellement en posant des anneaux de voussoirs, chaque voussoir couvrant un segment d'arc de l'anneau correspondant.

20 Pour surveiller la paroi de tunnel après sa construction, il est connu d'instrumenter certains voussoirs. Par exemple, des capteurs tels que des jauges de contrainte peuvent être noyés dans le voussoir, afin de mesurer les contraintes exercées sur les voussoirs, et d'autres capteurs tels que des inclinomètres peuvent être posés sur la surface interne du voussoir.

25 Ces capteurs sont ensuite connectés par liaison filaire à des dispositifs de traitement et/ou d'enregistrement des informations captées par les capteurs. Toutefois, pour des raisons de sécurité et notamment pour éviter 30 d'interférer avec d'autres travaux dans le tunnel, la connexion filaire de ces capteurs aux dispositifs d'enregistrement et/ou traitement des informations captées ne peut normalement avoir lieu qu'un certain temps après la pose du voussoir. Or, les mesures prises immédiatement après la pose du voussoir, et même, dans certains cas, avant la pose du voussoir, 35 ont un grand intérêt compte tenu des incertitudes dues aux sols sur ce type d'ouvrage.

3033586 2 Cette problématique n'est bien évidemment pas limitée aux voussoirs et se retrouve notamment dans d'autres éléments de paroi préfabriqués. Une autre problématique est de contrôler que les efforts subis par les éléments de paroi correspondent bien aux efforts pour lesquels ils sont dimensionnés. Objet et résumé de l'invention La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention vise à proposer un élément de paroi instrumenté comprenant au moins un capteur, qui permette d'enregistrer et/ou traiter des données captées par ce capteur depuis au moins la pose de l'élément pour former une paroi de l'ouvrage, et possiblement même depuis la fabrication de l'élément de paroi, et ceci sans interférer indûment avec d'autres tâches de construction de l'ouvrage. Par éléments de paroi, on entend des segments de paroi, plans ou courbes, qui sont destinés à être disposés côte à côte de façon adjacente afin de former une paroi continue, qui peut être plane ou voutée. Les éléments de paroi sont le plus souvent préfabriqués. Ils sont de préférence réalisés en béton. Au sens de l'invention, l'élément de paroi instrumenté peut donc être un élément de voûte, également appelé voussoir, qui intervient dans la réalisation d'une voûte de tunnel. Il peut également s'agir d'un segment d'arche en béton préfabriqué, tel que celui commercialisé par la société TERRE ARMEE sous le nom 30 TechSpan®. Il peut également s'agir d'un élément de paroi de soutènement, tel que l'élément préfabriqué décrit dans FR 2 283 994 en relation avec la fabrication d'une paroi continue étanche dans le sol.

35 3033586 3 Selon l'invention, cet élément de paroi instrumenté comporte en outre un appareil, comprenant au moins une unité de lecture connectée au moins audit capteur, un dispositif d'alimentation électrique, et un émetteur sans fil, par exemple un émetteur radio. Par ailleurs, ledit 5 capteur et ledit appareil sont intégrés dans l'élément de paroi entre une face interne et une face externe de l'élément de paroi. Grâce à l'émetteur sans fil de l'appareil, qui est connecté au capteur, il est possible de récupérer des données captées par le capteur sans avoir 10 recours à une connexion filaire dont la pose interférerait normalement avec d'autres opérations de construction du tunnel. Par ailleurs, grâce à l'intégration du capteur et de l'appareil entre les faces interne et externe de l'élément de paroi, on évite aussi que des protubérances sur l'une ou l'autre face de l'élément de paroi interfèrent avec d'autres opérations de 15 construction. Afin de faciliter l'intégration dudit appareil entre les deux faces de l'élément de paroi instrumenté, celui-ci peut notamment comprendre en outre un boîtier, intégré dans l'élément de paroi, et dans lequel ledit 20 appareil serait installé. Ce boitier peut notamment être fermé par un couvercle accessible depuis la face interne de l'élément de paroi, de manière à faciliter l'installation et/ou maintenance de l'appareil après la fabrication et même la pose de l'élément de paroi. Toutefois, il serait aussi envisageable d'intégrer l'appareil entre les deux faces de l'élément de 25 paroi, notamment pendant la fabrication de ce dernier, sans avoir recours à un tel boitier. Afin de permettre l'enregistrement, au moins transitoire, de données captées par le capteur, dans l'appareil, pour notamment leur émission subséquente, à travers l'émetteur sans fil, à un moment plus propice, ledit appareil peut notamment comprendre en outre une mémoire pour le stockage de données fournies par le capteur. Dans le présent contexte, on entend par « mémoire » tout dispositif de stockage de données pouvant être lu par un système informatique. Une telle mémoire peut notamment être un dispositif de stockage magnétique de données, tel qu'un disque ou bande magnétique, un dispositif de stockage optique de données, tel 3033586 4 qu'un disque optique, ou un dispositif de stockage électronique de données, tel qu'une mémoire électronique volatile ou non-volatile. Afin d'éviter les connexions électriques pour l'alimentation de 5 l'appareil, ledit dispositif d'alimentation électrique peut notamment être autonome, comprenant par exemple au moins une batterie ou accumulateur électrique. Afin notamment de limiter la consommation électrique qui serait liée 10 à une émission en continu, tout en garantissant l'émission, au moment souhaité, des données captées, ledit émetteur sans fil peut être un émetteur-récepteur configuré pour émettre en réponse à la réception d'un signal d'interrogation.

15 Toutefois, alternativement, ou même en complément à une telle configuration en émetteur-récepteur, ledit émetteur sans fil peut être configuré pour émettre à des intervalles réguliers. Afin de permettre le suivi des déformations de l'élément de paroi, 20 notamment après sa pose, ledit capteur peut notamment être un capteur de déformation, et notamment une jauge extensométrique à corde vibrante. Un tel capteur de déformation peut notamment être orienté de manière à ce qu'il soit apte à mesurer une déformation dans une direction tangentielle de l'élément de paroi. Toutefois, il peut aussi être orienté de 25 manière à ce qu'il soit apte à mesurer une déformation longitudinale de l'élément de paroi. Un tel capteur de déformation longitudinale peut notamment être installé plus proche d'une extrémité longitudinale de l'élément de paroi que du centre de l'élément de paroi, de manière à capter la déformation, et donc la pression, en direction longitudinale, de 30 cette extrémité contre un élément de paroi adjacent. Néanmoins, ledit capteur peut également être un capteur de pression, permettant de capter une pression de manière directe, notamment pour capteur une pression radiale exercée sur l'élément de 35 paroi par le terrain dans lequel l'ouvrage est réalisé, notamment lorsque l'élément de paroi est courbe. Pour capter une telle pression radiale, le 3033586 5 capteur de pression radiale peut notamment affleurer sur la face externe de l'élément de paroi. Dans certaines circonstances, il peut également être utile d'intégrer 5 un capteur de température dans l'élément de paroi. Un tel capteur de température peut permettre par exemple un calibrage précis de capteurs de déformation et/ou pression. Il peut également permettre de surveiller la prise du béton lors d'une fabrication d'un élément de paroi en béton.

10 Le capteur peut également être un capteur d'inclinaison, de manière à surveiller la géométrie du tunnel et son évolution. Il faut noter que, quand l'appareil auquel le capteur est connecté est installé dans un boitier, il est en particulier envisageable d'intégrer un tel capteur de température et/ou d'inclinaison dans le même boitier.

15 Bien sûr, l'élément de paroi peut comprendre une pluralité de capteurs intégrés et connectés audit appareil. Chacun de ces capteurs peut notamment être choisi parmi l'un quelconque des types de capteurs susmentionnés. Ainsi, par exemple, un tel élément de paroi instrumenté 20 peut comprendre au moins un premier et un deuxième capteur de déformation, aptes à mesurer des déformations dans une direction tangentielle de l'élément de paroi et connectés audit appareil, le premier capteur de déformation étant plus proche de la face interne de l'élément de paroi que d'une face externe de l'élément de paroi et le deuxième 25 capteur de déformation étant plus proche de la face externe de l'élément de paroi que de la face interne de l'élément de paroi. Une telle configuration permet de mesurer la différence entre une déformation tangentielle à proximité de la face externe et une déformation tangentielle à proximité de la face interne, qui peut être indicative, par exemple, d'un 30 affaissement ou flambage de l'élément de paroi. La pluralité de capteurs peut comprendre aussi au moins un capteur de déformation et un capteur de température, pour permettre ainsi un calibrage précis du capteur de déformation grâce aux données captées par le capteur de température. Par face externe, on entend par exemple la face de l'élément de 35 paroi qui est destinée à être tournée vers sol ou le remblai, tandis que la 3033586 6 face interne est celle qui est destinée à être tournée vers l'intérieur de l'ouvrage. La présente invention porte également sur un voussoir instrumenté 5 constitué d'un élément de paroi selon l'invention. La présente invention concerne bien sûr aussi un anneau de tunnel comprenant une pluralité de voussoirs, dont au moins un voussoir instrumenté tel que susmentionné, ainsi qu'un tunnel comprenant une 10 pluralité d'anneaux se succédant en direction longitudinale, au moins un desdits anneaux étant un tel anneau de tunnel comprenant au moins un voussoir instrumenté. La présente invention concerne aussi un procédé d'instrumentation 15 d'un élément de paroi instrumenté tel que susmentionné, comprenant au moins les étapes suivantes : intégration d'un boitier dans l'élément de paroi, pendant la fabrication dudit voussoir ; intégration dudit capteur dans l'élément de paroi ; 20 installation dans ledit boitier dudit appareil comprenant au moins l'unité de lecture, le dispositif d'alimentation électrique et l'émetteur sans fil ; connexion de l'appareil audit capteur ; et fermeture dudit boitier après l'installation de l'appareil dans le boitier 25 et la connexion de l'unité de lecture au capteur. Il faut noter que l'ordre d'énumération de ces étapes n'est pas nécessairement leur ordre d'exécution. Par ailleurs, ce procédé n'est pas le seul envisageable pour l'instrumentation de l'élément de paroi 30 susmentionné : comme mentionné auparavant, l'appareil pourrait alternativement être intégré sans boitier dans l'élément de paroi. Néanmoins, ce procédé spécifique permet d'instrumenter l'élément de paroi de manière particulièrement simple et fiable dans certaines circonstances, grâce notamment à la connexion de l'unité de lecture de 35 l'appareil au capteur avant la fermeture du boitier.

3033586 7 En particulier, ledit boitier peut être intégré dans l'élément de paroi pendant la fabrication de l'élément de paroi en l'installant dans un coffrage avant le coulage et prise dans le coffrage et autour du boitier d'un mélange, notamment du béton, comprenant un ciment. La prise du 5 mélange cimenté autour du boitier permet de le fixer de manière solide entre les faces intérieure et extérieure de l'élément de paroi. Dans ce cas, lesdites étapes d'installation, de connexion et de fermeture peuvent être effectuées avant le coulage et prise dans le 10 coffrage et autour du boitier du mélange comprenant un ciment, de manière à permettre le traitement et/ou enregistrement de données captées par au moins un capteur même pendant le coulage et la prise du mélange cimenté. Il devient ainsi possible, par exemple, de suivre la prise du mélange cimenté à travers d'évolution d'une température captée par 15 un capteur de température. Alternativement, toutefois, ledit boitier peut être provisoirement fermé pendant ledit coulage et prise par un couvercle provisoire accessible depuis la face interne de l'élément de paroi après la prise du mélange, de 20 manière à éviter l'entrée du mélange dans le boitier, ledit couvercle provisoire étant retiré après la prise du mélange pour ensuite procéder à l'installation de l'appareil dans le boitier et à la connexion de l'appareil au capteur.

25 Afin de permettre l'enregistrement et/ou traitement de données captées par le capteur avant même la pose de l'élément de paroi sur une paroi d'un tunnel en construction, l'installation de l'appareil dans le boitier, la connexion de l'appareil au capteur et la fermeture du boitier peuvent être effectuées avant cette pose.

30 Afin de faciliter la connexion de l'unité de lecture de l'appareil au capteur, au moins une connexion filaire vers ledit boitier peut aussi être intégrée dans l'élément de paroi pendant la fabrication dudit élément de paroi, ledit capteur étant connecté à l'appareil à travers ladite connexion 35 filaire.

3033586 8 La présente invention porte enfin sur un procédé de contrôle d'au moins un élément de paroi instrumenté suivant l'invention, comprenant au moins les étapes suivantes : mesure d'au moins une valeur d'un paramètre physique par 5 ledit capteur; transmission d'au moins ladite valeur, à travers ledit émetteur sans fil, à un récepteur pour son stockage et/ou évaluation. Avantageusement, la valeur est au moins temporairement stockée dans 10 une mémoire de l'appareil installé dans le boitier avant sa transmission au récepteur. Selon un mode de mise en oeuvre, ladite transmission est effectuée à des intervalles réguliers.

15 Selon un autre mode de mise en oeuvre, ladite transmission est effectuée en réponse à un signal d'interrogation. De façon avantageuse, pour améliorer la sécurité de l'ouvrage, le 20 procédé de contrôle selon l'invention est notamment mis en oeuvre pendant la construction de l'ouvrage, afin de s'assurer que les efforts subis par les éléments de paroi restent conformes au dimensionnement desdits éléments de paroi.

25 Avantageusement, l'élément de paroi précité est un voussoir, une portion d'arche préfabriquée ou bien un élément de paroi de soutènement. Brève description des dessins 30 L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représenté à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un tunnel ; 3033586 9 la figure 2 est une coupe transversale du tunnel de la figure 1, qui comporte des éléments de paroi instrumentés suivant un premier mode de réalisation, constitués de voussoirs instrumentés ; - la figure 3 est une vue schématique d'un appareil pour recevoir, 5 enregistrer et transmettre des données captées par des capteurs dans des voussoirs instrumentés suivant un mode de réalisation ; - la figure 4 est une vue en perspective partielle d'un voussoir instrumenté suivant un premier mode de réalisation ; la figure 5 illustre une étape de coulage de béton liquide dans un 10 coffrage pour la production du voussoir instrumenté de la figure 4; la figure 6 illustre six étapes d'installation d'un appareil dans le voussoir instrumenté de la figure 4 ; la figure 7 est une vue en perspective partielle d'un voussoir 15 instrumenté suivant un deuxième mode de réalisation ; la figure 8 illustre une étape de coulage de béton liquide dans un coffrage pour la production du voussoir instrumenté de la figure 7 - la figure 9 illustre un deuxième exemple de réalisation de 20 l'invention, dans lequel l'élément de paroi instrumenté est une portion d'arche ; et - Les figures 10A et 10B illustrent un troisième exemple de réalisation de l'invention, dans lequel l'élément de paroi instrumenté est un élément de paroi plane.

25 Description détaillée de l'invention A l'aide des figures 1 à 8, on va décrire un premier exemple de réalisation de l'invention, mis en oeuvre dans le cadre de la construction 30 d'un tunnel. La figure 1 illustre un tunnel 100, creusé dans un terrain 1. Pour éviter l'effondrement du tunnel sous la pression du terrain 1, l'intérieur du tunnel 100 est séparé du terrain 1 par des éléments de paroi, ci-après 35 appelés voussoirs 101, arrangées en anneaux 112 autour de l'intérieur du tunnel 100, chacun desdits anneaux 112 étant formés de plusieurs 3033586 10 voussoirs, lesdits anneaux se succédant suivant la direction longitudinale du tunnel pour former une paroi de contention. Bien que, dans l'exemple illustré, le tunnel 100 soit à section circulaire, d'autres sections sont éventuellement envisageables.

5 Afin de permettre un suivi de l'état de cette paroi du tunnel, au moins certains des voussoirs 101 peuvent être des voussoirs instrumentés, comme illustré sur la figure 2. Un tel voussoir instrumenté 101 peut notamment recevoir au moins un capteur et un appareil 108 connecté à 10 l'au moins un capteur, intégrés entre la face interne 101a et la face externe 101b du voussoir 101. Comme illustré sur la figure 3, cet appareil 108 peut notamment comprendre une unité de lecture 201 connectée au capteur ou capteurs, un dispositif d'alimentation électrique 202, une mémoire 203 pour le stockage de données fournies par le ou les capteurs 15 et un émetteur sans fil 204. Ces modules de l'appareil 108 peuvent être interconnectés par exemple de la manière illustrée par un bus d'alimentation 205 et un bus de données 206. Le dispositif d'alimentation électrique 202 peut notamment être un dispositif autonome, pouvant alimenter électriquement l'appareil 108 et éventuellement les capteurs 20 pendant des périodes prolongées sans être connecté à une source externe d'électricité. Pour cela, ce dispositif 202 peut notamment comprendre des batteries ou accumulateurs électriques. Dans un premier mode de réalisation spécifiquement illustré sur la 25 figure 4, l'appareil 108 est installé dans un boitier 102 intégré dans le voussoir 101 et fermé par un couvercle 109 accessible depuis la face interne 101a du voussoir 101. Les capteurs du voussoir 101 comprennent un premier et un 30 deuxième capteur de déformation 103,104 pour mesurer des déformations dans une direction tangentielle du voussoir 101, un troisième capteur de déformation 105 pour mesurer des déformations dans une direction longitudinale du voussoir 101, un capteur de pression 106, un capteur de température 107 et un inclinomètre 115. Chacun de ces capteurs 103 à 35 107 et 115 est connecté audit appareil 108 à travers une connexion filaire 111.

303 3 5 8 6 11 Les capteurs de déformation 103 à 105 peuvent notamment être des jauges extensométriques à corde vibrante noyées dans la matière du voussoir 101. Le premier capteur de déformation 103 est situé 5 comparativement proche de sa face interne 101a du voussoir 101, tandis que le deuxième capteur de déformation 104 est situé comparativement proche de la face externe 101b du voussoir 101. Le troisième capteur de déformation 105 est situé comparativement proche d'une des extrémités longitudinales du voussoir. Ainsi, les premier et deuxième capteurs de 10 déformation 103, 104 permettent de comparer des déformations tangentielles du voussoir 101 à proximité de la face interne 101a et de la face externe 101b, pour surveiller un éventuel affaissement ou flambage du voussoir 101, tandis que le troisième capteur de déformation 105 permet de capter la déformation longitudinale à proximité d'une extrémité 15 longitudinale du voussoir 101, afin de surveiller à travers cette déformation la pression en direction longitudinale de ce voussoir 101 contre un voussoir adjacent. Le capteur de pression 106 est disposé de manière à capter la 20 pression exercée, en direction radiale, par le terrain 1 sur le voussoir 101. Pour cela, il peut être disposé de manière à affleurer sur la face externe 101b du voussoir 101, quoiqu'il soit également envisageable de le noyer dans la masse du voussoir 101 à proximité de la face externe 101b. Les données captées par ce capteur de pression 106 peuvent aussi être mises 25 en rapport avec celles obtenues par les premier et deuxième capteurs de déformation 103, 104 pour étudier la réponse du voussoir 101 à cette pression. Le capteur de température 107 peut être noyé dans la masse du 30 voussoir 101, quoique dans ce premier mode de réalisation il soit aussi envisageable de l'installer dans le boitier 102, avec l'appareil 108. Les données captées par ce capteur de température 107 peuvent être utilisées pour corriger celles captées par les autres capteurs, et notamment par les capteurs de déformation 103 à 105.

35 3033586 12 Finalement, l'inclinomètre 115 permet de mesurer une éventuelle convergence de la paroi du tunnel 100, ainsi que de suivre une éventuelle déformation de cette paroi. Comme le capteur de température 107, il peut être noyé dans la masse du voussoir 101 ou installé dans le boitier 102 5 avec l'appareil 108. Dans ce premier mode de réalisation, ce voussoir 101 est un élément préfabriqué en béton armé. Pour fabriquer et instrumenter un tel voussoir 101 on peut, dans une première étape, procéder à fixer les capteurs 103 à 10 108 et le boitier 102 à une armature 116 du voussoir 101, par exemple métallique, et installer les connexions filaires 111 allant des capteurs 103 à 107 et 115 au boitier 102, avant de fermer le boitier 102 avec un couvercle provisoire 109' et introduire l'ensemble dans un coffrage 110 préfigurant la forme du voussoir 101.

15 Ensuite, on peut procéder à couler un béton liquide dans le coffrage 110, à travers une ouverture supérieure du coffrage 110, comme illustré sur la figure 5, et laisser le béton prendre avant de démouler le voussoir 101.

20 Comme illustré sur la figure 6, après que le voussoir 101 ait été démoulé, le couvercle provisoire 109' peut être retiré pour permettre l'accès à l'intérieur du boitier 102, où se trouvent les extrémités des connexions filaires 111, afin de procéder à leur connexion à l'appareil 108, 25 et à l'installation de l'appareil 108 dans le boitier 102, avant de refermer le boitier 102 avec le couvercle 109. Dans le mode de réalisation illustré, l'appareil 108 peut être fixé sur le couvercle 109, de manière à faciliter l'installation de l'appareil 108 dans le boitier.

30 Dès que cette installation est complétée, l'appareil 108 peut commencer à fonctionner pour recevoir les données des capteurs 103 à 107 et 115, les enregistrer dans la mémoire 203 et les transmettre, à des intervalles réguliers et/ou en réponse à une interrogation externe, à travers l'émetteur sans fil 204. De cette manière, il est possible 35 d'enregistrer et traiter ces données même avant la pose du voussoir 101 instrumenté dans le tunnel 100.

3033586 13 Pour la réception des données émises par l'émetteur sans fil 204 de chaque voussoir 101 instrumenté de cette manière dans un tunnel 100, on peut utiliser des récepteurs mobiles, installés dans des véhicules 5 traversant régulièrement le tunnel 100 ou portés par des opérateurs, et/ou un réseau de récepteurs fixes, connectés à leur tour à un serveur central. Dans ce premier mode de réalisation, l'intérieur du boitier 102 et 10 donc l'appareil 108 peuvent être accédés depuis la face interne 101a du voussoir 101 en retirant le couvercle 109. Toutefois, dans certains cas, il est possible de se passer d'une telle accessibilité après la fabrication du voussoir 101. Ainsi, dans un deuxième mode de réalisation illustré sur la figure 7, le boitier 102, avec l'appareil 108 installé à l'intérieur et déjà 15 connecté aux connecteurs filaires 111, est noyé dans la masse du voussoir 101 lors de sa fabrication. Les autres éléments techniques du voussoir 101 suivant ce deuxième mode de réalisation sont toutefois analogues à ceux du premier mode de réalisation et reçoivent les mêmes chiffres de référence sur les dessins.

20 Comme illustré sur la figure 8, l'appareil 108 est déjà connecté aux capteurs 103 à 107 et 115 à travers les connexions filaires 111, et installé dans le boitier 102, fermé ensuite de manière étanche, avant le coulage du béton liquide dans le coffrage 110 dans lequel est reçue l'armature 25 116, à laquelle ont été préalablement fixés les capteurs 103 à 107 et 115, les connexions filaires 111, et le boitier 102. Avec ce mode de réalisation, les données captées par les capteurs 103 à 107 et 115 peuvent commencer à être enregistrées et traitées 30 même avant la fin de la fabrication du voussoir 101, et notamment avant le coulage et la prise du béton. Il devient ainsi possible de suivre aussi l'évolution de la température et des contraintes internes du voussoir 101 pendant la prise du béton.

35 Bien que dans ce deuxième mode de réalisation l'appareil 108 soit installé dans un boitier 102, il serait aussi envisageable de le noyer 3033586 14 directement dans la masse. Par ailleurs, il serait également envisageable, d'autre part, d'installer des capteurs dans des boitiers intégrés analogues, et notamment dans des boitiers intégrés accessibles depuis la face interne du voussoir, de manière à pouvoir les installer après la fabrication du 5 voussoir, de manière analogue à l'installation de l'appareil 108 dans le boitier 102 dans le premier mode de réalisation. Sur la figure 9, on a illustré un autre type de tunnel ferroviaire en cours de construction, dans lequel la voûte est constituée de plusieurs 10 éléments de paroi instrumentés 201 selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention, en l'espèce des arches en béton préfabriquées disposées avant la réalisation d'un remblai, par exemple du type TechSpan® de la société TERRE ARMEE. La différence essentielle avec le voussoir instrumenté 101 précédemment décrit est la forme et les 15 dimensions de l'arche. Sur les figures 10A et 10B, on a illustré des éléments de paroi instrumentés 301 selon un troisième exemple de réalisation de l'invention, en l'espèce des éléments de paroi préfabriqués, du type PANOSOLC) de la 20 société SOLETANCHE-BACHY ou tel que décrit dans FR 2 283 994. Ces éléments de paroi préfabriqués sont plans et sont introduits verticalement dans une tranchée creusée dans le sol à cet effet. Là-encore, la différence essentielle avec le voussoir instrumenté 101 précédemment décrit est la forme et les dimensions de l'élément de paroi.

25 Naturellement, le procédé d'instrumentation et de contrôle selon l'invention décrit ci-dessus peut être mis en oeuvre avec les éléments de paroi instrumenté des figures 9, 10A et 10B.

30 Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à un des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents 35 modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de 3033586 15 réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims

REVENDICATIONS1. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté comprenant au moins : un capteur (103...107) ; et un appareil (108), comprenant au moins une unité de lecture (201) connectée au moins audit capteur (103...107), un dispositif d'alimentation électrique (202), et un émetteur sans fil (204), ledit capteur (103...107) et ledit appareil (108) étant intégrés dans l'élément de paroi (101,201,301) entre une face interne (101a) et une face externe (101b) de l'élément de paroi (101,201,301).
2. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant la revendication 1, comprenant en outre un boitier (102), intégré dans l'élément de paroi (101) dans lequel ledit appareil (108) est installé.
3. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant la revendication 2, dans lequel ledit boitier est fermé par un couvercle (109) accessible depuis la face interne (101a) de l'élément de paroi (101).
4. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit appareil (108) comprend en outre une mémoire (203) pour le stockage de données fournies par le capteur (103...107).
5. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif d'alimentation électrique (202) est autonome.
6. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit émetteur sans fil (204) est un émetteur-récepteur configuré pour émettre en réponse à la réception d'un signal d'interrogation. 3033586 17
7. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel ledit émetteur sans fil (204) est configuré pour émettre à des intervalles réguliers. 5
8. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit capteur (103...105) est un capteur de déformation.
9. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant la 10 revendication 8, dans lequel ledit capteur (103...105) est une jauge extensométrique à corde vibrante.
10. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications 8 ou 9, dans lequel ledit capteur de 15 déformation (103,104) est apte à mesurer une déformation dans une direction tangentielle de l'élément de paroi (101).
11. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications 8 ou 9, dans lequel ledit capteur de 20 déformation (105) est apte à mesurer une déformation dans une direction longitudinale de l'élément de paroi (101).
12. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit capteur (106) est 25 un capteur de pression.
13. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit capteur (107) est un capteur de température. 30
14. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit capteur est un capteur d'inclinaison. 3033586 18
15. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, comprenant une pluralité de capteurs (103...107) intégrés et connectés audit appareil (108). 5
16. Élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant la revendication 15, comprenant au moins un premier et un deuxième capteur de déformation (103,104), aptes à mesurer des déformations dans une direction tangentielle de l'élément de paroi (101) et connectés audit appareil (108), le premier capteur de déformation (103) étant plus 10 proche de la face interne (101a) de l'élément de paroi (101) que d'une face externe (101b) de l'élément de paroi (101) et le deuxième capteur de déformation (104) étant plus proche de la face externe (101b) de l'élément de paroi (101) que de la face interne (101a) de l'élément de paroi (101). 15
17. Elément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications 15 ou 16, dans lequel ladite pluralité de capteurs (103...107) comprend au moins un capteur de déformation (103...105) et un capteur de température (107). 20
18. Voussoir (101) instrumenté constitué d'un élément de paroi (101) instrumenté selon l'une quelconque des revendications précédentes.
19. Anneau (112) de tunnel comprenant une pluralité de voussoirs, 25 dont au moins un voussoir (101) instrumenté suivant la revendication 18.
20. Tunnel (100) comprenant une pluralité d'anneaux se succédant en direction longitudinale, au moins un desdits anneaux étant un anneau (112) suivant la revendication 19. 30
21. Procédé d'instrumentation d'un élément de paroi (101,201,301) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17, comprenant au moins les étapes suivantes : intégration d'un boitier (102) dans l'élément de paroi (101), pendant la fabrication dudit élément de paroi (101) ; 3033586 19 intégration dudit capteur (103...107) dans l'élément de paroi (101) ; installation dans ledit boitier (102) dudit appareil (108) comprenant au moins l'unité de lecture, le dispositif d'alimentation 5 électrique et l'émetteur sans fil ; connexion de l'appareil (108) audit capteur (103...107) ; et fermeture dudit boitier (102) après l'installation de l'appareil (108) dans le boitier (102) et la connexion de l'unité de lecture au capteur (103...107). 10
22. Procédé d'instrumentation suivant la revendication 21, dans lequel ledit boitier (102) est intégré dans l'élément de paroi pendant la fabrication de l'élément de paroi en l'installant dans un coffrage (110) avant le coulage et prise dans le coffrage (110) et autour du boitier (102) 15 d'un mélange comprenant un ciment.
23. Procédé d'instrumentation suivant la revendication 22, dans lequel lesdites étapes d'installation, de connexion et de fermeture sont effectuées avant le coulage et prise dans le coffrage (110) et autour du 20 boitier (102) du mélange comprenant un ciment.
24. Procédé d'instrumentation suivant la revendication 22, dans lequel ledit boitier (102) est provisoirement fermé pendant ledit coulage et prise par un couvercle provisoire accessible depuis la face interne (101a) 25 de l'élément de paroi (101) après la prise du mélange, ledit couvercle provisoire étant retiré après la prise du mélange pour ensuite procéder à l'installation de l'appareil (108) dans le boitier (102) et à la connexion de l'appareil (108) au capteur (103...107). 30
25. Procédé d'instrumentation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'installation de l'appareil (108) dans le boitier (102), la connexion de l'appareil (108) au capteur (103...107) et la fermeture du boitier (102) sont effectuées avant la pose dudit élément de paroi (101) sur une paroi d'un ouvrage (100) en 35 construction. 3033586 20
26. Procédé d'instrumentation suivant l'une quelconque des revendications dépendantes, dans lequel au moins une connexion filaire (111) vers ledit boitier (102) est aussi intégrée dans l'élément de paroi (101) pendant la fabrication dudit élément de paroi (101), ledit capteur 5 (103...107) étant connecté à l'appareil (108) à travers ladite connexion filaire (111).
27. Procédé d'instrumentation suivant l'une quelconque des revendications 21 à 26, dans lequel l'élément de paroi (101,201,301) est 10 un voussoir (101), une portion d'arche préfabriquée (201) ou bien un élément de paroi de soutènement (301).
28. Procédé de contrôle d'au moins un élément de paroi (101,201,301) instrumenté suivant l'une quelconque des revendications 1 15 à 17, comprenant au moins les étapes suivantes : mesure d'au moins une valeur d'un paramètre physique par ledit capteur (103...107) ; transmission d'au moins ladite valeur, à travers ledit émetteur sans fil (202), à un récepteur pour son stockage et/ou évaluation. 20
29. Procédé de contrôle suivant la revendication 28, dans lequel ladite valeur est au moins temporairement stockée dans une mémoire (203) de l'appareil (108) installé dans le boitier (102) avant sa transmission au récepteur. 25
30. Procédé de contrôle suivant l'une quelconque des revendications 28 ou 29, dans lequel ladite transmission est effectuée à des intervalles réguliers. 30
31. Procédé de contrôle suivant l'une quelconque des revendications 28 ou 29, dans lequel ladite transmission est effectuée en réponse à un signal d'interrogation.
32. Procédé de contrôle suivant l'une quelconque des 35 revendications 28 à 31, dans lequel l'élément de paroi (101,201,301) est un voussoir (101), une portion d'arche préfabriquée (201) ou bien un élément de paroi de soutènement (301).