Réponse courte
L'abattage à l'explosif est la méthode la plus rapide et la moins chère pour l'excavation en masse ; l'excavation mécanique ne peut pas rivaliser avec lui en vitesse. L'excavation sans explosifs relève donc de la nécessité et non de la préférence, et elle intervient dans trois situations : lorsque la limite de vibrations admise pour un ouvrage voisin serait dépassée, lorsque l'autorisation d'utiliser des explosifs ne peut pas être obtenue ou que son obtention retarde le projet, et lorsque la ligne d'excavation passe suffisamment près d'un réseau enterré (conduite, câble, tunnel). Si l'une de ces trois situations se présente, l'excavation mécanique n'est pas une option, mais une obligation.
Trois situations qui rendent l'abattage à l'explosif impossible
- Limite de vibrations : à proximité d'un hôpital, d'un laboratoire, d'un monument historique ou d'une installation abritant des équipements sensibles, les vibrations du sol produites par l'abattage à l'explosif peuvent dépasser la limite autorisée. Si la limite est dépassée, l'autorisation de tir n'est pas accordée.
- Procédure d'autorisation : dans certaines régions, l'autorisation d'utiliser des explosifs est longue à obtenir, voire jamais accordée à proximité de zones militaires ou sensibles. Si le calendrier du projet ne peut pas attendre l'autorisation, l'excavation mécanique est la seule voie.
- Réseaux enterrés : si la ligne d'excavation passe suffisamment près d'une conduite d'eau ou de gaz, d'une ligne électrique ou d'un tunnel, l'onde de choc du tir peut les endommager. Si la distance de sécurité n'est pas respectée, l'abattage à l'explosif est impossible.
La décision est une question de seuil, pas de préférence
On ne passe pas à l'excavation sans explosifs « parce que c'est plus sûr » ; on y passe généralement parce qu'un seuil a été franchi au-delà duquel l'abattage à l'explosif n'est plus réellement possible. La décision est donc moins un choix d'ingénierie qu'un résultat imposé par la mesure des vibrations et par l'état de l'autorisation.
Les options de matériel pour l'excavation mécanique
Pour l'excavation en masse et irrégulière, le brise-roche hydraulique est la méthode mécanique la plus rapide ; il amorce une fissure dans la roche fragile et en détache le matériau.
Lorsqu'une précision de profil et de surface est nécessaire, ou lorsque le matériau se comporte de façon trop plastique pour propager une fissure, la fraise à tambour prend le relais. Nous avons une comparaison détaillée des situations où l'un ou l'autre de ces outils prend l'avantage.
Dans une roche très dure et massive, les deux peuvent rester lents ; on envisage alors des méthodes de fracturation statique comme les agents d'expansion chimiques ou les éclateurs hydrauliques. Ces méthodes sont lentes, mais travaillent avec de très faibles vibrations.
Gérer l'écart de productivité
Admettre que l'excavation mécanique est plus lente que l'abattage à l'explosif est la première étape d'une planification correcte du projet. Attendre que le même volume soit terminé à la vitesse d'un tir fausse le planning du chantier dès le départ.
Pour augmenter le rendement, il ne s'agit pas de forcer une seule machine, mais d'en faire travailler plusieurs en parallèle. Si deux ou trois brise-roches ou fraises à tambour travaillent en même temps sur des fronts différents, la durée totale peut se rapprocher de celle d'un abattage à l'explosif.
Tenez compte aussi du rythme de sortie du matériau : l'excavation mécanique produit un flux continu et prévisible, l'abattage à l'explosif un flux massif et intermittent. Les capacités de transport et de chargement doivent être planifiées en fonction de cette différence.
Comment mesurer les vibrations ?
Le dépassement ou non de la limite de vibrations se détermine par la mesure, pas par l'estimation. Un sismographe est installé sur l'ouvrage sensible le plus proche, et des mesures en temps réel sont relevées pendant l'excavation.
La limite autorisée varie selon le type d'ouvrage et la réglementation locale ; donner un chiffre général serait trompeur. Vérifiez la valeur limite dans l'autorisation de votre projet ou dans la réglementation dont vous relevez.
La mesure doit être répétée pendant les travaux, et pas seulement au début du projet ; un changement de matériel ou de matériau peut modifier le niveau de vibrations.