Réponse courte
Sur une fouille de fondation urbaine qui rencontre la roche, l'abattage à l'explosif n'est souvent même pas envisagé : les ouvrages voisins, la procédure d'autorisation et la limite de vibrations ferment cette option d'emblée. Il reste l'excavation mécanique, et la vraie question n'y est pas de savoir quel équipement utiliser, mais dans quel ordre l'excavation progresse. En excavation mécanique, on avance en créant une face libre : une excavation commencée au milieu de la masse n'avance pas, une excavation commencée par son bord avance. Le plan est donc un plan de saignées et de gradins avant d'être une liste d'équipements. L'équipement est l'outil de ce plan.
Pourquoi l'ordre compte plus que l'équipement
Lors d'un tir, l'énergie se libère à l'intérieur de la masse et la roche se fissure de l'intérieur. En excavation mécanique, l'énergie vient de l'extérieur, et la roche ne casse que s'il existe un vide dans lequel elle peut se dilater. Ce vide s'appelle une face libre.
Sans face libre, le brise-roche frappe, l'énergie se transforme en chaleur et rien n'avance. Une part importante des situations décrites sur le chantier par « cette roche ne casse pas » tient à l'absence de face libre plutôt qu'à la dureté de la roche.
L'excavation mécanique progresse donc par gradins : on commence par un bord, on ouvre une saignée étroite, cette saignée devient la face libre et l'excavation s'élargit à partir d'elle. La hauteur et la largeur des gradins se fixent ensuite selon la portée de la machine.
Le plan d'excavation
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Identifiez les ouvrages voisins et la limite de vibrations
La limite restreint directement le choix de l'équipement. La mesure et la limite applicables dépendent de la réglementation locale et du cahier des charges du projet ; nous ne donnons pas de chiffres ici.
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Décidez où ouvrir la face libre
On choisit le bord le plus accessible de la fouille et l'on y ouvre la première saignée. Toute la progression ultérieure s'appuie sur cette saignée.
- 3
Fixez la hauteur des gradins selon la machine
La hauteur à laquelle la machine peut poser l'outil perpendiculairement à la surface détermine la hauteur du gradin. Travailler en biais au-delà de cette portée signifie effort latéral et progression lente.
- 4
Ouvrez la première saignée avec l'équipement le plus maîtrisé
L'ouverture de la saignée est l'étape où les vibrations sont les plus fortes, car il n'y a pas encore de face libre. En cas de limite de vibrations, utiliser une fraise à tambour à ce stade est à la fois plus rapide et plus sûr que de forcer au brise-roche.
- 5
Accélérez une fois la face libre créée
Une fois la saignée ouverte, la masse peut se casser dans sa direction ; le brise-roche accélère alors nettement, et le changement d'équipement devient logique.
- 6
Planifiez le fond de fouille à part
La cote et la planéité du fond de fouille sont définies dans le cahier des charges. Un fond ouvert au brise-roche est irrégulier ; si une précision de cote est exigée, la dernière couche est enlevée avec un autre équipement.
Choix de l'équipement et vibrations
- Brise-roche : le plus rapide une fois la face libre créée. C'est aussi lui qui produit le plus de vibrations ; la version insonorisée (carénée) réduit le bruit, mais ne règle pas complètement les vibrations.
- Fraise à tambour : elle avance en coupant, avec des vibrations nettement plus faibles et une surface nette. Elle peut avancer sans face libre ; son prix est la vitesse.
- Fraise à tambour axial : elle prend l'avantage dans les sections étroites et profondes, surtout à l'étape d'ouverture de la saignée.
- Dent de déroctage : si la roche est stratifiée, elle peut arracher sans avoir besoin d'une face libre ; dans la roche massive, elle ne sert à rien.
- Godet concasseur : pour valoriser sur place le matériau extrait ; en ville, le transport est l'un des postes les plus coûteux.
La mesure des vibrations n'est pas une question d'équipement, mais de traçabilité
En fouille urbaine, une plainte des riverains est presque inévitable, et la discussion se déroule le plus souvent sans aucune mesure. Établir l'état des lieux avant le début de l'excavation (y compris les fissures existantes) et mesurer les vibrations pendant toute la durée des travaux détermine le terrain sur lequel se tiendra cette discussion. Nous avons traité ce sujet à part sur la page bruit et vibrations.
Délais : l'excavation mécanique est-elle beaucoup plus lente ?
L'excavation mécanique est plus lente que l'abattage à l'explosif, mais une comparaison fondée sur les seules heures d'excavation est trompeuse. L'abattage à l'explosif a ses propres délais : autorisation, information des riverains, forage, chargement, périmètre de sécurité et nettoyage après le tir.
En ville, ces délais supplémentaires augmentent et, dans certains cas, le total rattrape l'excavation mécanique. S'y ajoute le risque de ne pas obtenir l'autorisation ; une autorisation refusée rend caduc l'ensemble du délai prévu.
La décision se prend donc sur la question « laquelle est prévisible » plutôt que « laquelle est la plus rapide ». L'excavation mécanique est lente, mais sa durée se calcule dès le départ ; l'explosif est rapide, mais en ville sa durée dépend d'une autorisation.
À faire, à éviter
À faire
- Établissez le plan de face libre avant de commencer l'excavation ; le choix de l'équipement vient ensuite.
- Fixez la hauteur des gradins selon la hauteur à laquelle la machine peut poser l'outil perpendiculairement.
- En cas de limite de vibrations, envisagez la fraise à tambour pour l'ouverture de la saignée.
- Faites établir l'état des lieux des ouvrages voisins avant l'excavation.
- Prévoyez de valoriser sur place la roche extraite ; en ville, le transport coûte cher.
À éviter
- Ne commencez pas l'excavation au milieu de la masse ; sans face libre, pas de progression.
- Ne vous acharnez pas au brise-roche sans face libre ; l'énergie se transforme en chaleur et l'outil se mate.
- Ne fixez pas la hauteur des gradins au-delà de la portée de la machine ; travailler en biais, c'est un effort latéral.
- Ne terminez pas le fond de fouille au brise-roche ; si une précision de cote est exigée, la dernière couche est enlevée avec un autre équipement.
- N'entrez pas dans une discussion sur les vibrations sans mesures.