ETUDE DES EFFETS DU VENT SUR
LES GRUES A TOUR
Résumé
Les tempêtes de décembre 1999 nous ont montrées
que des vents violents sont capables de renverser une grue à
tour. Les conséquences humaines et matérielles de tels
accidents, peuvent bien évidemment être considérables.
Il est donc essentiel de comprendre et de caractériser le comportement
des grues au vent, afin de réduire les risques de renversement.
Le comportement dynamique de la partie tournante, libre de s'orienter
dans la direction du vent, conditionne la stabilité de la grue
en condition hors service. Dans les zones d’urbanisation dense
et élevée, les fluctuations du vent en module et direction
sont fortes particulièrement dans les zones de sillages de grands
bâtiments proches. Du fait de son inertie (masse, frottements)
la flèche de la grue ne peut suivre les changements de direction
rapides du flux, elle se trouve ainsi soumise en permanence à
des efforts instantanés qui peuvent être cause de chute.
La démarche que nous avons suivie dans cette thèse se
décompose en deux approches complémentaires l'une est
expérimentale, la seconde est numérique.
L'approche expérimentale a consisté à réaliser
un modèle de grue dynamiquement semblable à échelle
réduite du 1/80ème qui respecte les similitudes de masse,
d'inertie, de frottement à la couronne et de surfaces au vent.
Ce modèle est pleinement opérationnel et permet de détecter
et de quantifier rapidement en soufflerie les effets d'environnement
proche et complexe auxquels les grues peuvent être soumises.
Le modèle numérique est bâti sur une simulation
temporelle du comportement des grues au vent. Deux méthodes de
génération de vent sont présentées. Une
comparaison numérique / expérimentale est effectuée
à partir d'un cas concret d'effet d'environnement.
Mots clés: Grues à
tour, Aérodynamique, Renversement, Charge du vent, Soufflerie,
Similitude, Structure élancée, Mécanique des structures,
Effets d'environnement, Treillis, Sécurité sur les chantiers
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