Localisation des ouvrages enterrés par des techniques non intrusives

Transcription

1 Fiche Prévention - D1 F Localisation des ouvrages enterrés par des techniques non intrusives Les techniques de détection sont un enjeu majeur pour la localisation des ouvrages existants. Leur maîtrise passe cependant par l acquisition de compétences et par une formation, si nécessaire, des personnes qui seront amenées à les utiliser. Une implication de tous les intervenants est indispensable pour aboutir à une exploitation efficace des informations obtenues. Ces techniques permettent la mise à jour éventuelle de la localisation des réseaux pour l exploitant et enrichissent, ainsi, les informations transmises via le guichet unique. Cette fiche présente les principales techniques non intrusives et les étapes de formalisation de la localisation. Le contexte réglementaire de la détection de réseaux Chaque année, en France, plus de réseaux souterrains ou aériens sont endommagés durant des travaux effectués à proximité. Ces incidents peuvent occasionner des blessures graves aux travailleurs ou aux riverains, des atteintes à l environnement, des dégâts Fig. 1 Localisation d ouvrages enterrés matériels ainsi que des interruptions de service préjudiciables. Illustration réalisée par Le responsable du projet ou le maître d ouvrage est soumis à de nouvelles obligations. Celui-ci doit, en effet, prévoir des investigations complémentaires si l incertitude sur la localisation géographique d au moins un des ouvrages ou tronçon d ouvrage souterrain en service, concerné par l emprise des travaux, est susceptible de remettre en cause le projet de travaux ou la sécurité, ou bien de modifier les conditions techniques ou financières de leur réalisation. Ces investigations complémentaires sont effectuées sous la responsabilité du chef du projet et confiées à un prestataire certifié. Les entreprises qui effectuent des prestations de géoréférencement ou de détection par mesure indirecte fouille fermée sont certifiées (Fig. 1).

2 Les étapes de la détection dans la construction d un ouvrage Quand Qui Pourquoi Par qui Phase de conception Phase de préparation Maître d ouvrage Maître d œuvre Entreprise : conducteur de travaux encadrant technique Investigations complémentaires : analyser la position des réseaux et faire l adéquation avec le projet ; modifier le projet (volume implantation ) ; effectuer le marquage et le piquetage ; actualiser le géoréférencement. Confirmation avant la mise en œuvre : adapter les techniques et éventuellement le projet ; effectuer le marquage et le piquetage ; permettre les sondages préalables. Prestation externe réalisée par une entreprise certifiée. Prestation interne Prestation externe Phase de réalisation Entreprise : chef de chantier encadrant de chantier Vérification : confirmer la présence de réseaux ; approcher le réseau ; éliminer les doutes en cas de suspicion de réseaux non identifiés (présence de sable, matériau d enrobage ) ; informer pour actualiser le géoréférencement du réseau. Prestation interne réalisée par le chef de chantier ou l encadrant de chantier Les techniques de détection non intrusives L ensemble des acteurs de la construction d un ouvrage sont concernés par les informations obtenues suite aux différentes détections, et ceci pendant toutes les phases de l opération. Aucune technique n est universelle ; chacune a ses limites d utilisation. Le choix doit donc être fait en fonction de la nature des réseaux et de l environnement. Toutes les techniques présentées nécessitent une formation de l opérateur et une connaissance préalable des réseaux. Le terme «non intrusive» signifie qu il n y a pas d intervention dans le sol pour accéder à la conduite. Ainsi, l introduction d une sonde dans la conduite depuis un organe externe est considérée comme non intrusive. En outre, l utilisation d une seule méthode de détection peut conduire à des résultats erronés ou à de mauvaises interprétations. Le non-repérage d une canalisation, ou sa mauvaise localisation, peut conduire à l utilisation de moyens inadaptés à la situation ou à l absence de mesures de prévention. De ce fait, la mise en œuvre croisée des multiples techniques détaillées ci-après est le gage de la réussite de la détection de l ouvrage recherché, voire découvert. Détection par méthode acoustique Description Deux méthodes existent, qui diffèrent par l injection du signal. Un générateur émet un signal acoustique, soit dans le fluide de la canalisation à localiser, soit sur la canalisation, provoquant des vibrations perceptibles grâce à un accéléromètre. Un récepteur détecte les vibrations à la surface du sol. Le suivi des points de réception maximale détermine le tracé de la canalisation. Cette technique permet de localiser généralement les canalisations non métalliques. Elle ne détecte que la canalisation dans laquelle le signal est injecté (Fig. 2). Le premier cas nécessite l accès au fluide, par un coffret client par exemple, ce qui impose, le plus souvent, la présence d un représentant du gestionnaire du réseau et l interruption du service au client. Ce matériel peut également se raccorder sur la prise «pression» dans le coffret, ce qui évite l interruption de la fourniture gaz, mais minimise la distance de localisation. La pression dans la conduite améliore la propagation du signal. Dans le second cas, le générateur est fixé directement sur la surface externe de la conduite à Fig. 2 Détection acoustique 2

3 l aide d une bride. L intérêt, ici, est l absence de coupure du réseau. Cette méthode est plus fréquemment utilisée pour les conduites d eau. tant plus forts que le milieu est conducteur. La profondeur de pénétration du milieu est fonction de la fréquence des champs et de la résistivité. Caractéristiques On distingue deux types de détection par méthode électromagnétique. L appareil de détection s utilise essentiellement en terrain correctement compacté (inefficace en terrain naturel ou sous trottoir béton). La présence d un fourreau ou d autres obstacles au-dessus ou près de la canalisation, ainsi qu une circulation intense à proximité, peuvent perturber ou affaiblir le signal, donc la précision de la localisation. Cette méthode, plutôt lente pour repérer une conduite sur toute une rue, est, à ce jour, l une des techniques les plus efficaces pour les conduites et branchements en matière plastique (PE et PVC). Si les branchements sont de petites longueurs, ils sont difficilement localisables (brouillage sur le premier mètre). Les branchements suivants ne peuvent pas être localisés car le signal ne remonte pas vers les autres coffrets, ce qui oblige à travailler coffret par coffret. La précision de détection est de ± 20 cm. Ce système ne permet pas d indiquer la profondeur de la canalisation. Risques potentiels Les risques sont limités car il n y a pas d erreur possible sur la canalisation localisée. Recommandations Suivre le signal à partir du point d injection. Limiter la distance de localisation en cas de perturbations. Faire vérifier périodiquement le matériel par un organisme agréé par le fabricant, ou selon une procédure Fig. 3 Détection passive Certification Une certification, soit de compétences, soit de qualification professionnelle, est nécessaire. Détection passive La technique de détection passive permet de mesurer un champ électromagnétique émis par un câble sous tension alternative (mais cela implique qu il soit sous tension et soumis à un courant) ou les radiofréquences captées et réémises par une canalisation métallique (Fig. 3). Détection active La technique de détection active mesure le champ électromagnétique induit dans le matériau par un champ créé à l aide d une bobine. Ce champ peut être émis à distance sans connaissance préalable des canalisations existantes ou bien émis au contact d une canalisation accessible. L accès à certains réseaux requiert toutefois l accord de l exploitant (protection cathodique ). Cette technique s applique aux câbles électriques et aux canalisations métalliques (acier, cuivre, fonte, plomb ), les canalisations en matière plastique étant exclues. La détection active par la méthode électromagnétique peut s effectuer selon deux modes : le mode actif ; le mode induction. Le mode actif consiste en un raccordement direct sur l ouvrage par une pince ; il est très performant et très précis, en particulier en cas de croisement de plusieurs ouvrages. Il permet de suivre une canalisation et d en connaître la profondeur (Fig. 4). Fig. 4 Détection active Détection par méthode électromagnétique La détection par méthode électromagnétique regroupe de nombreuses techniques qui reposent sur le principe que tout champ électromagnétique (champ primaire) se diffusant dans un milieu plus ou moins conducteur génère un courant induit (courant de Foucault), qui génère à son tour un champ électromagnétique (champ secondaire). Les courants et champs induits sont d au- Description Le mode induction Le mode induction, c est-à-dire sans contact avec l ouvrage, mais depuis la surface du sol, permet de détecter et localiser 3

4 toute canalisation métallique, mais aussi toute masse métallique présente à proximité. Des risques de confusion sont possibles, en particulier en cas de croisement ou de chevauchement des canalisations. Ce mode de détection prévaut pour une recherche préventive de l ensemble des canalisations à éviter (Fig. 5). En aucun cas, ces méthodes et ces matériels ne peuvent distinguer des câbles ou canalisations de même nature en fouille ouverte. Détection par méthode d induction pulsée Les détecteurs de masse métallique sont conçus pour la recherche de bouches à clé, de plaques d égout et autres masses métalliques de toute composition. Ils constituent le premier niveau de la détection et se caractérisent par leur simplicité d utilisation. Ils peuvent détecter tous les types de métaux ferreux ou non ferreux, jusqu à une profondeur de 70 cm pour les boucles à clé par exemple. Ces détecteurs constituent la panoplie de base de tout opérateur intervenant sur des réseaux enterrés (Fig. 6). Le détecteur en mode induction ne requiert qu une seule bobine et est très performant dans la recherche en grande profondeur. Il peut détecter jusqu à 1,50 m sous le sol. Une puissante impulsion de courant est envoyée dans la bobine. Chaque impulsion génère un bref champ magnétique. Quand l impulsion prend fin, la polarité du champ s inverse et s écroule soudainement, ce qui provoque un pic de courant, l impulsion de retour. Celui-ci dure quelques microsecondes et provoque un autre courant à travers la bobine. Le processus se répète. Si le détecteur est au-dessus d un objet métallique, l impulsion crée un champ magnétique opposé dans l objet. Quand l impulsion s arrête, le champ magnétique de l objet augmente la durée de l impulsion de Fig. 5 Mode indirect par induction Fig. 6 Détection de masse métallique retour. Un circuit test permet de contrôler la durée de cette dernière. En la comparant avec la longueur de départ, le circuit détermine si un autre champ magnétique a rallongé le temps de décroissance de l impulsion de retour. Risques potentiels Les risques d erreur sur le repérage des canalisations sont limités pour la méthode active directe. Pour toutes les autres méthodes, la précision de la mesure va dépendre du terrain, des perturbations possibles par des champs électromagnétiques proches (lignes HT, voies ferrées ), de la présence de plusieurs canalisations rapprochées, etc. Recommandations Privilégier la méthode de raccordement direct, ou compléter les mesures par d autres moyens pour garantir la précision, lorsque plusieurs canalisations sont proches. Tenir compte des éléments potentiellement perturbateurs. Faire vérifier périodiquement le matériel par un organisme agréé par le fabricant ou selon une procédure Certification Une certification, soit de compétences, soit de qualification professionnelle, est nécessaire. Détection par sonde Selon cette technique, la sonde est raccordée à un générateur ou autonome, alimentée par piles, et est fixée à l extrémité d un jonc flexible de différents diamètres et de différentes longueurs, puis introduite dans la canalisation. Elle émet un signal électromagnétique. Un récepteur en surface permet de suivre le signal. Le détecteur est capable de tracer sur une longueur de 50 m, ou de 100 m selon le raccordement, et jusqu à 3 m de profondeur (Fig. 7). La technique de détection par sonde permet de localiser avec précision les canalisations de tous matériaux (hormis la fonte et l acier) et d indiquer la profondeur. Fig. 7 Détection par sonde 4

5 Elle nécessite l accès à l intérieur de la canalisation ; y pénétrer suppose donc un sas ou un organe adapté d introduction, au niveau d un coffret client par exemple. La présence d un représentant du gestionnaire du réseau et une interruption du service au client sont obligatoires. Cette technique est donc plutôt utilisée par les gestionnaires de réseau eux-mêmes (elle est obligatoirement mise en œuvre par l exploitant pour les réseaux d eau potable à cause des risques sanitaires). La conduite peut être sous ou hors pression. La distance de localisation est limitée par le système de poussée de la sonde. La présence d un fourreau ou d autres obstacles, au-dessus ou près de la canalisation, influe peu sur le signal. Des perturbations du signal par des champs électromagnétiques proches (lignes HT, voies ferrées ) sont possibles. Méthode plutôt lente pour repérer une canalisation de réseau, c est une technique efficace et précise pour les branchements en matière plastique ou en plomb et pour les réseaux d eaux usées et pluviales en béton, grès Risques potentiels Les risques sont limités car il n y a pas d erreur possible sur la canalisation localisée. Recommandations Disposer des autorisations nécessaires pour intervenir sur un réseau. Utiliser uniquement avec l autorisation (et en présence) du gestionnaire de réseau. Faire vérifier périodiquement le matériel par un organisme agréé par le fabricant ou selon une procédure Prévoir une procédure de décontamination dans le cas de réseaux d eau potable. Certification Une certification, soit de compétences, soit de qualification professionnelle, est nécessaire. Détection par radar géologique ou géophysique Si les détecteurs précédemment décrits sont parfaitement adaptés à leurs applications spécifiques, ils ne permettent cependant pas de détecter tous les types de matériaux, comme le PVC, le PE ou le béton. Le «géoradar» est une solution efficace pour détecter en surface tous les types de canalisations enterrées (Fig. 8). Description Le radar a la faculté de repérer en sous-sol des points durs par retour d ondes. Cette technique utilisée depuis plus de 50 ans en géophysique, en particulier pour la reconnaissance de cavités souterraines, s appuie sur une technologie d antenne adaptée à la détection de réseaux, qui renvoie en temps réel une image graphique du sous-sol. Cette technologie GPR (Ground Penetrating Radar) a révolutionné la détection des réseaux par sa simplicité d utilisation et son efficacité. L appareil émet dans le sol des impulsions électromagnétiques brèves qui sont réfléchies sur les interfaces entre milieux de constantes diélectriques différents. Les échos sont enregistrés et visualisés sur des coupes «abscisses/temps de réponse» de l onde réfléchie. Caractéristiques Le signal est rapidement atténué par la profondeur et par les milieux humides, ainsi que dans certains sols (argiles en particulier). L interprétation des profils obtenus en zone hétérogène est délicate car il est difficile de distinguer les obstacles naturels Fig. 8 Principe du géoradar Ondes radar Objet = ondes réfléchies Collecte des données (radargramme) 5

6 d une canalisation. Une coupe dans une autre orientation sera souvent nécessaire. Bien connaître les limites de la technique. Le milieu faisant varier la vitesse de propagation, il est prudent d étalonner le radar en fonction du terrain. Utiliser en complément d autres moyens de localisa- Les variations de nature du sol gênent aussi l interprétation. La mise en œuvre de cette technique et l interprétation nécessitent un personnel spécialisé malgré les récents développements des logiciels de traitement de l image. Cette technique permet aujourd hui de détecter toutes les canalisations métalliques, y compris les câbles (s ils sont de diamètre suffisant) et les canalisations en PE de diamètre 63 mm (à condition qu elles ne soient pas trop profondes). Ces résultats restent problématiques pour les canalisations PE de faible diamètre (Ø 20, 32, 40 mm), c est-à-dire la majorité des branchements qui seront donc rarement détectés alors qu ils sont déjà peu cartographiés. Cette technique permet de suivre une canalisation «visible» avec une bonne précision. Polyvalente, elle complète la démarche globale de localisation d ouvrages. Les résultats obtenus permettent de confirmer le positionnement d un ouvrage déjà repéré. Le radar détecte les canalisations et indique leur positionnement exact, y compris en profondeur (jusqu à 4 m selon les versions). Il peut aussi être couplé à une option GPS pour le géoréférencement. Risques potentiels L utilisation seule du géoradar ne permet pas un repérage exhaustif. Recommandations À utiliser uniquement par du personnel spécialisé et bien formé. Connaître la nature du sol et étalonner l appareil. tion, ou pour confirmer (ou affiner) une première localisation. Ne pas considérer que l absence de signal signifie une absence de conduite. Faire vérifier périodiquement le matériel par un organisme agréé par le fabricant ou selon une procédure Certification Une certification, soit de compétences, soit de qualification professionnelle, est nécessaire. La formalisation de la détection Plan de récolement Le plan de récolement répond à des exigences normées qui précisent la formalisation de ce document comportant des éléments tels que cartouche, échelle, points de raccordement à un système de référence, codes couleur, symboles (Fig. 9) Marquage-piquetage Le marquage-piquetage consiste à tracer au sol les réseaux localisés. Cette opération est réalisée conformément à l arrêté et aux normes, et selon le code couleur de ces dernières. Cette représentation physique du repérage des réseaux détectés complète les instructions spécifiques transmises aux opérateurs intervenant sur ce site (Fig. 10). Fig. 9 Plan de récolement Fig. 10 Marquage-piquetage 6

7 Objectif final : le géoréférencement L objectif de la localisation des ouvrages enterrés est de posséder dans les années futures une cartographie précise des réseaux sur le territoire français et un géoréférencement en X, Y, Z de tous les réseaux. Ainsi, les exploitants de réseaux seront capables de remettre le positionnement de leurs réseaux suivant la classe A, c està-dire dans une enveloppe de 50 cm minimum. Les techniques de détection sont un enjeu majeur car il est impossible de repérer les milliers de kilomètres de réseaux divers par des sondages mécaniques pour en obtenir le récolement exact. La réussite de cette démarche de localisation des ouvrages passe par une maîtrise de ces techniques, par une formation des personnes qui seront amenées à les utiliser et par une implication de tous les intervenants. Fournisseurs Système radar GSSI, fournisseur américain : Sensors & Software, fournisseur canadien : IDS, fournisseur italien : Abem, fournisseur suédois : Leica Geosystems Products : Autres systèmes Radiodetection : Seba : Made : C.Scope : CMR SMR : Sewerin : TDW : Megger : Réglementation Loi Grenelle II du 12 juillet 2010 Portant engagement national pour l environnement Décret n du 20 décembre 2010 Relatif au guichet unique Arrêté du 22 décembre 2010 Sur les modalités de fonctionnement du guichet unique Arrêté du 23 décembre 2010 Sur les obligations des exploitants et des prestataires vis-à-vis du guichet unique Décret n du 28 juin 2011 Sur les redevances pour financer le guichet unique Décret n du 5 octobre 2011 Relatif à l exécution de travaux à proximité de certains réseaux de transport ou de distribution Arrêté du 15 février 2012 Portant application du décret du 5 octobre 2011 Documents à consulter Travaux à proximité des réseaux Obligations des maîtres d ouvrage. Fiche prévention A4 F Édition OPPBTP. Travaux à proximité des réseaux Obligations des exploitants de réseaux. Fiche prévention A4 F Édition OPPBTP. Travaux à proximité des réseaux Obligations des entreprises. Fiche prévention A3 F Édition OPPBTP. Maîtres d ouvrage, rendez vos projets plus sûrs à proximité des réseaux. Disponible sur Guide technique relatif aux travaux à proximité des réseaux (1 er juin 2012). Disponible sur Norme NF S : Travaux à proximité de réseaux. OPPBTP 25, avenue du Général Leclerc Boulogne-Billancourt Cedex