Calcul des vibrations des tirs de mines

1/Formules de calcul des vibrations de tirs de mines

Nous indiquons les deux formules de calcul des vibrations induites par les tirs de mines d’une carrière

1.1/ Loi de Chapot

La formule en matière de vibrations induites par les tirs de mines est la formule de Chapot, du nom de l’ingénieur français des ponts et chaussée qui l’a élaborée.

Cette formule se présente comme suit :

V = K . (D/Q0,5)(-b)

Avec:

•  V:  la vitesse  de vibration  en mrn/s

•  D:   la distance tir-capteur  en m

•  Q:   la charge  unitaire   instantanée d’explosif en Kg

•     K:   le  coefficient  caractérisant  le  site  (variant    de  300  à  6000   avec une  valeur  moyenne de 2500)

•  B: le coefficient  caractérisant  l’atténuation  des ondes  vibratoires

La détermination la plus exacte possible du coefficient K, qui dépend des caractéristiques géophysiques du site, est essentielle dans la mesure où la vitesse de vibration calculée lui est directement proportionnelle.

La connaissance suffisamment fiable de la géologie du sol au sein de l’exploitation est fondamentale afin de pouvoir modéliser les vibrations, les tirs de mines qu’une carrière prévoit, qui vont s’exécuter à différents endroits du site en fonction de l’avancement de l’exploitation. Pour ce faire, il est indispensable d’avoir déterminé au mieux le coefficient K intervenant dans la formule de Chapot.

Il ressort de la littérature spécialisée que la détermination des deux coefficients de la loi expérimentale de propagation des   vibrations   –   les   facteurs de site   K  et   b  –   relève   d’une   régression statistique   pour    laquelle  trente    tirs   au   minimum   sont    nécessaires  afin d’assurer  des  résultats  cohérents  (Kuzu  et  Hudaverdi 2005)[1].

Un travail de fin d’études d’un étudiant des Facultés Polytechniques de Mons   pour  l’obtention du  grade  de Master Ingénieur civil en Mines et Géologie et portant sur la « Prévision des vibrations générées par des tirs de mines dans le Tournaisis » mentionne: « Ce travail de fin  d’études se base sur les résultats obtenus lors des 14 tirs  réalisés spécialement pour  ce projet » (voir pièce 3).

Il est à noter que cette position est partagée tant par l’autorité administrative en matière de carrière que par les instances juridictionnelles qui ont été amenées à statuer sur la question.

A titre d’illustration, on peut consulter la décision du ministre de l’environnement de la région wallonne du 25 septembre 2017 de refus, sur cette base notamment, de permis d’extraction pour la carrière de Bossimé.

On notera que le conseil d’état en son arrêt n°247.547 du 14 mai 2020 a confirmé la légalité de la décision du ministre.

C’est d’ailleurs également la position qui est adoptée dans les études d’incidences en matière de carrières.


[1] Kuzu, C. ve Hüdaverdi, T., 2005. Evaluation of Blast Induced Vibrations: A Case Study of Istanbul Cendere Region, The 3rd EFEE World Conference on Explosives and Blasting, 13-16 Sep., Brighton, England

1.2/ Loi de Dowding

Cette formule reste à déterminer

2/ Exemple chiffré des vibrations induites par les tirs de mines

On trouvera ci-dessous une feuille de calcul permettant des simulations de calcul de vibrations des tirs de mines, en sachant que les valeur K et b doivent être fixées en fonction du massif carrier par des essais in situ:

Vibrations – Feuille de calcul