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expertice PEPS

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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
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