Projet Ingénierie Verte CNRS PEPS 2018 : Projet VerDEM Rapport concernant : le projet PEPS VerDEM Casco de la Estancia El Leoncito Parque Nacional EL leoncito, Barreal, San Juan, Argentina. (31°47´45,4” S, 69°20’07,4 W, 2.286msnm) Rapport initié le 3 novembre 2018, complété le 30 décembre 2018, corrigé le ... mars 2019 Auteurs et participants au projet : Labo 3SR(CNRS) : Dominique Daudon et Yannick Sieffert, [email protected], [email protected] IDIA(UNSJ) : Pablo Burgos et Lucas Martín Garino Libardi Instituto de Investigaciones Antisísmicas (IDIA), Facultad de Ingeniería (FI), Universidad Nacional de San Juan (UNSJ). [email protected] / [email protected] IRPHA(UNSJ) : Mary Lucinda Saldivar Instituto Regional de Planeamiento y Habitad (IRPHA), Facultad de Arquitectura Urbanismo y Diseño (FAUD), Universidad Nacional de San Juan (UNSJ). [email protected], Craterre ENSAG : David Gandreau I-Introduction (d’après rapport interne Univ Architectura- UNSJ) El Casco de Estancia ou Finca El Leoncito, est située à quelques mètres de la route d’accès à la zone protégée (parc national El Leoncito, loi n ° 25 656 de 2001), dans la zone d’utilisation publique. La vieille maison construite avec un mur de pisé et de boue a eu plusieurs destinations tout au long de sa vie, y compris une petite école rurale. Au fil du temps, les différents propriétaires et / ou résidents ont amélioré les modifications ou les extensions en utilisant différents types de matériaux, tels que la maçonnerie ou les blocs de béton creux. L'état de conservation de la structure du bâtiment de la propriété historique est mauvais. Plusieurs murs risquent de s’effondrer et des problèmes d’humidité ont été constatés dans de nombreux secteurs, principalement les murs et les plinthes. Le problème de l'humidité et le manque d'entretien sont les deux principales raisons qui ont entraîné une avancée majeure dans sa détérioration. Le manque d'entretien a généré l'amortissement du toit et l'effondrement d'une partie de la galerie. Actuellement, et dans le cadre d'un programme de conservation du patrimoine et de revalorisation de l'adobe en tant que matériel du passé et du présent, un accord est en cours d'élaboration entre l'Administration des parcs nationaux (APN) et la Fondation UNSJ afin que cette dernière puisse effectuer des travaux d'assistance. technique de restauration et d’amélioration de la réponse sismique du bâtiment du ranch El Leoncito. La fondation UNSJ réalisera ces travaux dans le domaine des technologies appropriées et des logements à caractère social appartenant à l'Institut. Planification régionale et habitat de la Faculté d'architecture, d'urbanisme et de design de l'Université nationale de San Juan. Figure 1 : situation générale , vue aérienne (#Latitude:-31.796000 #Longitude: -69.335548 #Altitude (m): 2278.7m) Figure 2 : plan de relèvement du Casco Leoncito. Situation des pièces (Sud en haut du plan) figure 3 : vue depuis O sur mur des pièces F-G Figure 4 : vue depuis O sur mur des pièces D-E-F-G Figure 5 : vue depuis O sur galerie du mur pièces G-H Figure 6 : vue depuis O sur galerie du mur pièces G-H Figure 7 : vue depuis l'ouest sur mur pièce G Figure 8 : vue depuis O sur mur pièce A II Campagne de caractérisation sismique Dans le cadre d'une coopération avec l'université Grenoble Alpes (Laboratoire 3SR) et l'ENSAG-CRATerre , par l’intermédiaire de Mr Gandreau, expert en construction “terre” et rénovation de patrimoine, une campagne de mesure de comportement mécanique vibratoire par bruit de fond sismique a été menée (projet PEPS-Ingenierie Verte). En effet, el Casco étant en territoire fortement sismique et destinée un fois rénové , a recevoir du public, un minimum de connaissance concernant ce comportement est indispensable. Il permettra aussi de connaître le comportement du bâtiment dans son état dégradé, état dans lequel il devra accueillir également les personnels des entreprises et universités destinés a participer à sa rénovation. Par ailleurs, les méthodes de mesures de vibration par bruit de fond sismique sont pour l'instant inemployées dans le cadre des constructions vernaculaires en terre. Il y a donc peu de savoir concernant le comportement de l'appareillage, et le dépouillement des mesures obtenues. Ce dépouillement consistant en une représentation spectrale des signaux, nécessite une connaissance approfondie , en raison des multiples signaux parasites potentiels, et du caractère totalement non connus des matériaux naturels, anciens, du système constructif (fondations…) et du sol en place, transmettant les vibrations de bruit ambiant. Le site est « silencieux » en pleine nature, mais fréquentés par des touristes motorisés, et des chercheurs, se rendant aux télescopes a 10k du site, plus en altitude. Par ailleurs, coulent un rio dans le vallon, et un ruisseau avec petite chute d'eau (ancien moulin) a une dizaine de mettre du site el Casco Leoncito. L'objectif de la campagne de mesure est de permettre a chacune des parties d’acquérir un minimum de connaissance référentiel pour ce type de matériaux et bâtiments. La campagne de mesure a eu lieu le 23 novembre 2018 et a rassemblé 2 personnes de l'IDIA(UNSJ), et 5 personnes de la facultad de architectura (UNSJ) accompagnée du responsable du parc national el Leoncito. Un relevement topographique du terrain a également été fait par les personnels IDIA. Les mesures sont acquises au moyen d'un appareil « mini shark » de la société Keas-Group située à MontBonnot Saint Martin (38). Un enregistrement de 20 mn à raison de 200 mesures par seconde a été effectué pour l'ensemble des points de mesures ( toitures en terre, sommet des murs ) . Les mesures ont été dépouillées avec le logiciel libre geopsy (www.geopsy.org) . Il a été tracé des spectres fréquentiels directs (bâtiments) et de spectres fréquentiel H/V (sol et bâtiments) . On note la présence d'un ruisseau a proximité (ancien moulin) avec une petite chute d'eau, qui génère une part du bruit de fond nécessaire a la mesure, mais aussi une fréquence probablement parasite si elle n'est pas correctement identifiée. Le vélocimètre est dit 1HZ marque LE3DLite MKIII, possède une gamme fréquentielle utilisable de 0,1 Hz (avec moins de précision) à la demi frequence d’acquisition des signaux : théoriquement 100Hz puisque l'acquisition est à 200Hz, par mesure de précaution en deçà de 50Hz les spectres ne sont pas considérés comme pertinents. Les mesures ont été prises sur les murs Sud des pièces E1, et sommets ouest de mur F,G,H très dégradés (voir fig;). Tableau des points de mesures point 1 Toit E1 point 2 Mur E1 point 3 Mur F point 4 sol point 5 Mur mitoyen GH point 6 Mur H Points P3 P2 P1 Points P6 P7 Figure 9 : repérage des points de mesures Le système de mesure permet de recueillir les micro vitesses de la structure sollicitée par le bruit ambiant dans 3 directions : N-//mur, E – pp au mur, et Zverticale. Ces vitesses sont enregistrées en fonction du temps. Elles sont ensuite vérifiées (trop de signaux saturés rendent le calcul fréquentiel inopérent) et transformées en spectres via le logiciel geopsy. Ce dernier offre diverse possibilités : une moyenne des 3 spectres, ou chacune des 3 directions séparés, ainsi que le spectre dit « H/V » , division des composantes horizontales par la composante verticale, ce qui agit comme un filtre et permet de mieux considérer l'amplification . Le spectre H/V est couramment utilisé pour l'amplification sismique des sols mous (effet de site) . III Résultats et analyses L'ensemble des spectres des signaux, est résumé figure 10 et figure 11 Figure 10 : énergie spectrale de l'ensemble des signaux dans les 3 directions (on rappelle que les fréquences supérieures à 50HZ ne sont pas significatives Figure 11: spectre H/V de l'ensemble des signaux. Les fréquences inférieures à 0.5hz ne sont pas significatives. La figure 10 montre des fréquences coïncidentes pour 30Hz , probablement du à la petite chute d'eau présente sur cette partie du terrain à proximité des points de mesures. Les autres fréquences des pics significatifs présents sont variables entre 4 Hz( le toit E1) , des pics très significatifs autour de 6 à 7 Hz correspondants aux murs (G H et F) et 10-12 Hz pouvant correspondre aux étaiements ou au mur du patio. Des spectres H/V on tire le fait que le sol présente une légère amplification vers 15hz qui correspond probablement à la petite chute d'eau du ruisseau. La fréquences 5Hz ressort également, ce qui confirme sa prédominance structurelle. Par comparaison, un bâtiment en adobe, rénové entièrement a également fait l'objet de 2 mesures, en sommet d'un mur de l'ordre de 5 m de haut (Tamberillas). Les murs présentent des fréquences légèrement plus élevées dans leur mode Hors plan mesurées à 6Hz environ. Toutefois compte tenu de leur hauteur double de celles des murs du Casco Leoncito, et de leur comportement plus relatif à celui d'une « colonne » on peut en conclure qu'ils sont plus rigides, les fréquences pour des éléments hauts , ou longs, et peu contraints étant diminuées par comparaison . Remarques et analyse concernant la pertinence d'une modélisation éléments discrets : l’état de dégradation du Casco el Leoncito rend difficile la mise en place d'une modélisation pertinente éléments discrets ; Cette dernière nécessite de pouvoir individualiser suffisamment les adobes du système constructif, et de calibrer les paramètres numériques à l'aide de la campagne de mesures dynamiques. Dans la mesure ou il a été constaté que elles ne sont individualisable que sur certaines portions des murs, que ceux ci en raison de leur état, sont étayés, la modélisation paraît très complexe, notamment pour le calibrage des paramètres. Cette modélisation sera tentée lors de projet d’étudiants, dans l'année 2019-2020. IV Recommandations particulières concernant la réhabilitation V recommandations concernant les besoins en enseignements issus des journées EduTerra du 5-6 juin 2018 Annexe 1 : Plan du batiment Casco Leoncito et points de mesure P4-sol P1 P2 P3 P5 P6 Annexe 2 : ensemble des spectres fréquentiels effectués à el Leoncitp Point 1 Z // au mu r ┴ au mu r Point 2 Point 3 Z N // au mu r E ┴ au mu r Point 4 - sol Point 5 Z N // au mu r E ┴ au mu r Point 6 Annexe 3 : Situation des mesures comparatives à Tamberillas point GPS : Point 7 Point 8 #Latitude: -31.459749 -31.459801 #Longitude: -69.425568 -69.425697 #Altitude (m): 1468.5M 1468.5M P7 - P8 Annexe 4 : spectres des mesures effectuées a Tamberillas Point 7- mur ferme Tamberillas Point 8 – mur de ferme Tamberillas Z N // au mu r E ┴ au mu r
