2-2-1 VIBRATIONS
EFFETS DES TIRS DE MINE
Les données nécessaires à la rédaction de ce chapitre ont été en partie extraites de : TRITSCH J.J., Impact sur l’environnement des tirs à l’explosif dans les carrières à ciel ouvert – rapport final, INERIS, 1997.
Le risque potentiel de vibrations pourrait provenir des tirs de mine réalisés sur le site dans le cadre des opérations d’extraction. En effet, les tirs de mine engendrent des vibrations qui sont susceptibles d’occasionner des dommages sur les habitations.
Note : Réglementation applicable aux tirs de mines Le critère de nocivité des vibrations est essentiellement technique, c’est-à-dire lié aux dégâts qu’elles sont susceptibles d’occasionner sur les constructions.
Dans le domaine des vibrations du sol provoquées par les tirs de mine, les deux paramètres les plus significatifs vis-à-vis des effets nocifs sur les constructions sont la vitesse particulaire maximale et la fréquence associée à cette vitesse.
Les vibrations dues aux tirs de mine sont d’autant plus nocives pour les constructions présentes dans l’environnement que leur vitesse particulaire est importante. Pour une vitesse particulaire donnée, les effets induits sur les structures dépendront alors de la fréquence de la sollicitation.
La réglementation précise que les vitesses particulaires ne doivent pas dépasser le seuil de 10 mm/s au droit des habitations les plus proches.
CARRIÈRE ACTUELLE
Pour chaque tir, un plan de minage est défini et l’utilisation de microretards est systématique, ce qui permet de séquencer l’opération de minage en plusieurs dizaines de tir dont la charge unitaire ne dépasse pas 24,8 kg.
Société Carrières de Virey Commune de Virey-sous-Bar (10) Dossier de demande d’autorisation 2510-1, 2515-1a et 2517-1
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Thème 7 – Commodité du voisinage 193
Les vibrations sont la résultante de l’onde de choc dans la roche. La valeur des vitesses particulaires dépend de la distance et de la charge unitaire, c'est-à-dire de la charge qui explose instantanément (< 24,8 kg).
Des mesures de vibrations ont été réalisées par TITANOBEL le 28 juin 2016, au niveau du garage de la ferme Lacroix présente à 1 200 m au Nord-ouest de la zone de tir.
Annexe : Mesures de vibrations (IDETEC, juin 2016)
Tableau : Résultats des mesures de vibrations
Point de mesure Charge unitaire
(kg) Axe Vitesse maximale
L : Vitesse longitudinale V : Vitesse transversale T : Vitesse verticale
Ces contrôles ont montré que, sur le bâtiment instrumenté, les niveaux vibratoires des tirs sont nettement inférieurs à la limite réglementaire de 10 mm/s.
DANS LE CADRE DU PROJET
Dans le cadre du projet, le plan de tir utilisé sera le même que celui actuellement employé. La charge sera toujours inférieure à 24,8 kg.
o Loi d’amortissement ou loi de Chapot (théorie)
Le niveau vibratoire est généralement bien corrélé avec la distance au tir et la charge totale mise à feu (charge unitaire). Ce fait est connu sous la dénomination de « loi d’amortissement » ou « loi de Chapot » obtenue statistiquement par P. Chapot sur de nombreux chantiers de travaux publics (LCPC) :
Vmax = K ( D / Qß )-α Où :
Vmax est la vitesse particulaire maximum, en millimètres par seconde ;
K est un coefficient intrinsèque au site (géologie, topographie, …) ;
D est la distance entre le point de tir et le point de mesure, en mètres ;
Q est la charge unitaire (charge minimale par numéro de retard), en kilogrammes ;
α est un exposant de facteur d'amortissement ;
ß est un exposant de facteur de charge.
La loi d'amortissement permet ainsi d'évaluer la relation qui relie la distance entre les tirs et les constructions et la charge unitaire qu'il convient d'adopter pour demeurer en dessous du seuil de nuisance que l'on s'est fixé.
Comme base de la prévision, on retient la valeur limite supérieure d'amortissement correspondant à un seuil statistique de sécurité donné (en général, on retient le seuil de 95 %).
Pour un site donné, les valeurs de K, α et ß sont particulières ; elles doivent être établies par calcul de régression à partir d'une base statistique de mesures.
Les valeurs courantes résultant de nombreuses observations sont : 1 000 < K < 6 000
1,3 < α < 2,1 0,4 < ß < 0,6
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Bien que l'ensemble des paramètres soit influencé par les conditions locales et les caractéristiques du tir, on remarque que :
V est directement liée à la charge unitaire (charge qui détonne dans un intervalle de temps compris entre 0 et 3 millisecondes) ;
ß et K sont assez sensibles au mode d'amorçage (la détonation initiée en fond de trou et l'amorçage ponctuel diminuent K et ß, donc diminuent V) ;
α paraît plus lié aux caractéristiques mécaniques de la roche, à son état de fracturation, à la présence ou non d'eau dans les fractures..., qu'aux paramètres de tir.
Notons que le type d'explosif ne semble pas avoir une influence, à énergie massique égale, sur les effets sismiques.
On peut ainsi déterminer la charge unitaire d'explosif à mettre en œuvre pour ne pas dépasser cette vitesse particulaire maximale autorisée à une distance donnée, ce à 95 % de chances de ne pas s'écarter de la prévision.
o Estimation des vitesses particulaires aux habitations les plus proches
Grâce à cette loi, et en l’absence de l’établissement d’une loi d’amortissement propre au site, il est possible d’estimer à partir d’une formule empirique les vitesses particulaires à une distance donnée du point de tir en considérant les valeurs moyennes pour α, ß et K.
Résultats de la simulation
Les simulations ont été réalisées à l’aide du logiciel de surveillance des vibrations produit par le Groupe Minage. Il utilise la loi d’amortissement moyenne définie par Chapot.
Ont été retenues pour les simulations :
une distance de 390 m entre le point de tir le plus proche et les habitations de Virey-sous-Bar au Nord du site ;
une charge unitaire maximale de 24,8 kg.
Société Carrières de Virey Commune de Virey-sous-Bar (10) Dossier de demande d’autorisation 2510-1, 2515-1a et 2517-1
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Illustration : Estimation des vitesses particulaires engendrées
Graphique : Amortissement de Vmax avec la distance
Graphique : Zoom entre 50 et 450 m - Amortissement de Vmax avec la distance
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Réglementairement, le seuil de vibration maximale ou vitesse particulaire est de 10 mm/s. D’après les estimations de la loi de Chapot, les vitesses particulaires liées aux tirs de mine seront inférieures à 10 mm/s pour tous les points situés à plus de 100 m des tirs de mine.
Dans le cadre du projet, les habitations les plus proches seront celles de Virey-sous-Bar, situées au plus près à 390 m des fronts de taille du périmètre sollicité à l’exploitation et que la vitesse particulaire y a été simulée à environ 0,98 mm/s.
Comme c’est actuellement le cas, les tirs de mine sont régulièrement suivis par des sismomètres placés au niveau des habitations les plus proches.
Les vitesses particulaires émises lors des tirs de mine seront donc suivies. Il sera alors possible d’adapter les plans de tir suivants en fonction des résultats obtenus.
EFFETS DE LA CIRCULATION DES ENGINS ET CAMIONS, ET DU TRAITEMENT DES MATÉRIAUX Dans le cadre du projet, les seules vibrations induites par l’exploitation seront imputables à l’utilisation des engins, et à la circulation des camions, ainsi qu’à l’utilisation d’installations de traitement.
A l’image de ce qui se passe actuellement, les vibrations mécaniques émises par les engins, les camions et les installations de traitement seront très faibles et très localisées, et ne seront pas susceptibles de constituer une nuisance pour le voisinage, ni pour les infrastructures voisines.
2-2-2 PROJECTIONS
Les tirs de mine peuvent être à l’origine, s’ils sont mal réalisés, de projections de blocs rocheux plus ou moins importants. Il est donc primordial que le plan de tir soit pertinent.
Sur la carrière de Virey-sous-Bar, les tirs sont et seront intégralement sous-traités à une société extérieure spécialisée disposant des habilitations nécessaires au maniement des explosifs et qui met en œuvre toutes les précautions pour éviter les projections et l’atteinte des personnes.
2-2-3 ÉMISSIONS LUMINEUSES
Les émissions lumineuses produites sur le site seront réduites, de faible intensité et comparables à celles d'engins agricoles qui travaillent dans le secteur. De ce fait, elles seront peu susceptibles d’entraîner des perturbations pour les habitations les plus proches du site et pour les usagers des voies environnantes.
2-2-4 EFFETS CUMULES AVEC LE SITE DE BOURGUIGNONS
Etant donnée la distance entre les 2 sites (environ 2,5 km), l’exploitation du site de Bourguignons par la société Carrières de Virey n’accentuera pas ces effets, et cette exploitation ne sera pas génératrice d’effets cumulés avec la carrière de Virey-sous-Bar sur les vibrations, les projections et les émissions lumineuses.
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