Comment Fonctionnent Les Implosions De Construction

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Les implosions sûres et professionnelles des bâtiments associent mathématiques, intuition et puissance explosive. Découvrez comment les experts démolissent d'immenses structures sans endommager les bâtiments voisins.

Vous pouvez démolir un mur de pierre avec une masse, et il est assez facile de niveler un bâtiment de cinq étages à l'aide d'excavatrices et de balles de démolition. Mais lorsque vous devez abattre une structure massive, par exemple un gratte-ciel de 20 étages, vous devez sortir les gros canons. La démolition explosive est la méthode privilégiée pour démolir de manière sûre et efficace les grandes structures. Lorsqu'un bâtiment est entouré d'autres bâtiments, il peut être nécessaire de "imploser" le bâtiment, c’est-à-dire le faire s'effondrer dans son empreinte.

Dans cet article, nous allons découvrir comment les équipes de démolition planifient et exécutent ces implosions spectaculaires. Les explosions violentes et les nuages ​​de poussière flottants peuvent sembler chaotiques, mais l'implosion d'un bâtiment est en fait l'un des exploits d'ingénierie les plus précisément planifiés et délicatement équilibrés que vous verrez jamais.

Plus ils arrivent, plus ils tombent

L'idée de base de la démolition par explosif est assez simple: si vous supprimez la structure de support d'un bâtiment à un moment donné, la partie du bâtiment située au-dessus de ce dernier s'effondrera de la partie du bâtiment située en dessous de ce dernier. Si cette section supérieure est suffisamment lourde, elle heurtera la partie inférieure avec une force suffisante pour causer des dommages importants. Les explosifs ne sont que le déclencheur de la démolition. C'est la gravité qui abaisse le bâtiment.

Comment fonctionnent les implosions de construction: bâtiment

La Reading Grain Facility à Philadelphie, en Pennsylvanie, a été détruite par Groupe de démolition contrôlée, Ltd. à l'hiver 1999.

Dynamiteurs de démolition charge des explosifs à plusieurs niveaux différents du bâtiment afin que la structure du bâtiment tombe sur elle-même en plusieurs points. Lorsque tout est planifié et exécuté correctement, le total des dégâts causés par les explosifs et la chute des matériaux de construction suffit à effondrer complètement la structure. Les équipes de nettoyage ne disposent donc plus que d'une pile de gravats.

Afin de démolir un bâtiment en toute sécurité, les dynamiteurs doivent cartographier chaque élément de l'implosion à l'avance. La première étape consiste à examiner plans architecturaux du bâtiment, s’ils peuvent être localisés, pour déterminer comment le bâtiment est assemblé. Ensuite, l'équipe de dynamiteurs visite le bâtiment (plusieurs fois) et note des notes sur la structure de support à chaque étage. Une fois qu'ils ont rassemblé toutes les données brutes dont ils ont besoin, les blasters élaborent un plan d'attaque. S'appuyant sur leurs expériences passées avec des bâtiments similaires, ils décident quels explosifs utiliser, où les placer dans le bâtiment et comment détonations. Dans certains cas, les dynamiteurs peuvent développer des modèles informatiques 3D de la structure afin de pouvoir tester leur plan à l'avance dans un monde virtuel.

Le principal défi à relever pour faire baisser un bâtiment est de savoir dans quel sens il tombe. Idéalement, une équipe de dynamitage sera en mesure de faire basculer le bâtiment d'un côté, dans un parking ou un autre espace ouvert. Ce type d’explosion est le plus facile à exécuter et c’est généralement le moyen le plus sûr d’aller. Renverser un bâtiment, c'est comme abattre un arbre. Pour faire basculer le bâtiment au nord, les exploseurs font d'abord exploser les explosifs du côté nord du bâtiment, de la même manière que vous couperiez un arbre du côté nord si vous vouliez qu'il tombe dans cette direction. Les dynamiteurs peuvent également fixer des câbles en acier pour supporter les colonnes dans le bâtiment, de manière à ce qu'ils soient tirés d'une certaine manière lorsqu'ils s'effondrent.

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Parfois, cependant, un bâtiment est entouré de structures qui doivent être préservées. Dans ce cas, les dynamiteurs procèdent avec une véritable implosion, démolissant le bâtiment pour qu’il s’écroule tout seul. empreinte (la surface totale à la base du bâtiment). Cet exploit nécessite une telle compétence que seules quelques entreprises de démolition dans le monde vont tenter l'expérience.

Les dynamiteurs abordent chaque projet un peu différemment, mais l’idée de base est de considérer le bâtiment comme un ensemble de tours séparées. Les dynamiteurs fixent les explosifs de manière à ce que chaque "tour" tombe vers le centre du bâtiment, à peu près de la même manière qu'ils placeraient les explosifs pour renverser une seule structure sur le côté. Lorsque les explosifs explosent dans le bon ordre, les tours en chute libre se heurtent les unes contre les autres et tous les débris s'accumulent au centre du bâtiment. Une autre option consiste à faire exploser les colonnes situées au centre du bâtiment avant les autres colonnes de manière à ce que les côtés du bâtiment tombent à l'intérieur.

Comment fonctionnent les implosions de construction: comment

The Hayes Homes, à Newark, New Jersey: Le projet de logements de 10 étages a été démoli en trois phases distinctes, sur une période de trois ans. Même si tous les bâtiments avaient exactement la même conception, les dynamiteurs ont traité les implosions différemment pour chaque phase. Ces tours ont été détruites par Engineered Demolition, Inc. à l'été 1999.

Selon Brent Blanchard, expert en implosion du cabinet de conseil en démolition Protec Documentation Services, pratiquement tous les bâtiments du monde sont uniques. Et pour un bâtiment donné, une équipe de dynamitage peut l'abattre de différentes manières. Blanchard note la démolition du Hayes Homes, un projet immobilier composé de dix immeubles situé à Newark, dans le New Jersey, qui a été démoli en trois phases distinctes au cours d'une période de trois ans. "Une entreprise de dynamitage différente a exécuté chaque phase", explique M. Blanchard. "Bien que tous les bâtiments soient identiques, chaque exploseur a choisi un type d'explosif légèrement différent et chargé un nombre variable de colonnes de support. Ils ont même détruit les bâtiments dans différentes séquences mathématiques., avec des temps variables pris en compte entre l’effondrement de chaque bâtiment ".

D'une manière générale, les dynamiteurs feront exploser les principales colonnes de support des étages inférieurs en premier lieu, puis quelques étages supérieurs. Dans un bâtiment de 20 étages, par exemple, les souffleurs pourraient faire sauter les colonnes des premier et deuxième étages, ainsi que des douzième et quinzième étages. Dans la plupart des cas, le soufflage des structures de support aux étages inférieurs est suffisant pour effondrer le bâtiment, mais le chargement de colonnes aux étages supérieurs permet de diviser le matériau de construction en morceaux plus petits au fur et à mesure de sa chute. Cela facilite le nettoyage après l'explosion.

Une fois que les dynamiteurs ont compris comment mettre en place une implosion, il est temps de préparer le bâtiment. Dans la section suivante, nous verrons ce qui est impliqué dans la préparation préalable à la détonation et verrons comment les blasters fixent les explosifs en vue d'une démolition à un moment précis.

Une implosion réelle?

Strictement parlant, un implosion est un événement où quelque chose s’effondre vers l’intérieur, car la pression atmosphérique externe est supérieure à la pression interne. Par exemple, si vous pompiez de l'air dans un tube de verre, celui-ci pourrait imploser.

Une implosion dans un bâtiment n'est pas vraiment une implosion: la pression atmosphérique ne tire ni ne pousse la structure vers l'intérieur, la gravité la fait s'effondrer. Mais le terme implosion est d'usage courant pour ce type de démolition. Dans cet article, nous utilisons le mot de cette façon.

Détonateurs et Dynamite

Le bâtiment Frank Leux à Birmingham, Alaska, a été démoli par Engineered Demolition, Inc. au printemps 1997.

Le bâtiment Frank Leux à Birmingham, Alaska, a été démoli par Engineered Demolition, Inc. au printemps 1997.

Dans la dernière section, nous avons vu comment les dynamiteurs planifient l'implosion d'un bâtiment. Une fois qu'ils ont une idée précise de la manière dont la structure devrait tomber, il est temps de préparer le bâtiment. La première étape de la préparation, qui commence souvent avant que les dynamiteurs n'aient inspecté le site, consiste à éliminer tous les débris du bâtiment. Ensuite, les équipes de construction, ou, plus précisément, deéquipes de construction, commencent à enlever les murs non porteurs dans le bâtiment. Cela crée une rupture plus nette à chaque étage: si ces murs étaient laissés intacts, ils rigidifieraient le bâtiment, ce qui empêcherait son effondrement. Les équipes de destruction peuvent également affaiblir les colonnes de support avec des marteaux ou des cisailles à acier, de sorte qu'elles cèdent plus facilement.

Ensuite, les blasters peuvent commencer chargement les colonnes avec des explosifs. Les dynamiteurs utilisent différents explosifs pour différents matériaux et déterminent la quantité d'explosifs nécessaire en fonction de l'épaisseur du matériau. Pour les colonnes en béton, les dynamiteurs utilisent de la dynamite traditionnelle ou un matériau explosif similaire. La dynamite est simplement une farce absorbante trempée dans un produit chimique hautement combustible ou un mélange de produits chimiques. Lorsque le produit chimique est enflammé, il brûle rapidement, produisant un grand volume de gaz chaud en peu de temps. Ce gaz se dilate rapidement, en appliquant une immense pression extérieure (jusqu'à 600 tonnes par pouce carré) sur tout ce qui l'entoure. Les blasters entassent ce matériau explosif dans une trous de forage percé dans les colonnes en béton. Lorsque les explosifs sont enflammés, la pression extérieure soudaine envoie une onde de choc puissante à travers la colonne à une vitesse supersonique, brisant le béton en minuscules morceaux.

La démolition des colonnes en acier est un peu plus difficile, car le matériau dense est beaucoup plus résistant. Pour les bâtiments dotés d’une structure portante en acier, les dynamiteurs utilisent généralement le matériau explosif spécialisé cyclotrimethylenetrinitramine, appelé RDX pour faire court. Les composés explosifs à base de RDX se dilatent à une vitesse très élevée, allant jusqu'à 27 000 pieds par seconde (8 230 mètres par seconde). Au lieu de désintégrer toute la colonne, la pression concentrée et à grande vitesse coupe à travers l'acier et le divise en deux. De plus, les dynamiteurs peuvent enflammer la dynamite d'un côté de la colonne pour la pousser dans une direction donnée.

Comment fonctionnent les implosions de construction: implosions

Les colonnes en béton (à gauche) sont soufflées avec de la dynamite conventionnelle ou un explosif similaire. Les colonnes en acier (à droite) sont coupées en deux à l'aide d'un explosif à grande vitesse appelé RDX.

Pour enflammer le RDX et la dynamite, vous devez appliquer un choc violent. Lors de la démolition de bâtiments, les dynamiteurs accomplissent cela avec un détonateur, une petite quantité de matériel explosif (appelé le charge d'amorce) connecté à une sorte de fusible. Le fusible traditionnel est un long cordon avec un matériau explosif à l'intérieur. Lorsque vous allumez une extrémité du cordon, la matière explosive à l'intérieur brûle à une allure constante et la flamme parcourt le cordon jusqu'au détonateur à l'autre extrémité. Quand il atteint ce point, il déclenche la charge primaire.

Comment fonctionnent les implosions de construction: bâtiment

Les détonateurs sont utilisés comme catalyseur pour déclencher les explosifs chargés dans les colonnes de support.

De nos jours, les dynamiteurs utilisent souvent un détonateur électrique au lieu d'un fusible traditionnel. Un détonateur électrique, appelé un ligne de plomb, est juste une longue longueur de fil électrique. Du côté du détonateur, le fil est entouré d’une couche de matériau explosif. Ce détonateur est attaché directement à la charge d'amorce fixée aux principaux explosifs. Lorsque vous envoyez du courant à travers le fil (en le raccordant par exemple à une batterie), une résistance électrique provoque le réchauffement du fil. Cette chaleur enflamme la substance inflammable à l'extrémité du détonateur, ce qui déclenche à son tour la charge d'amorce qui déclenche les explosifs principaux.

Comment fonctionnent les implosions de construction: implosions

Les colonnes sont entièrement chargées d'explosifs et reliées à des détonateurs et des fusibles.

Pour contrôler la séquence d’explosion, les dynamiteurs configurent les détonateurs à l’aide de retard mécanismes, sections de matériau à combustion lente positionnées entre le fusible et la charge d’apprêt. En utilisant une longueur de matériau de retard plus longue ou plus courte, les dynamiteurs peuvent ajuster le temps nécessaire à l'explosion de chaque explosif. La longueur du fusible lui-même est également un facteur, car il faudra beaucoup plus de temps pour que la charge descende avec un fusible plus long qu'un fusible plus court. À l'aide de ces dispositifs de chronométrage, les dynamiteurs dictent précisément l'ordre des explosions.

Les dynamiteurs déterminent la quantité de matériau explosif à utiliser en fonction en grande partie de leur propre expérience et des informations fournies par les architectes et les ingénieurs qui ont construit le bâtiment à l'origine. Mais la plupart du temps, ils ne s'appuieront pas uniquement sur ces données. Pour s'assurer de ne pas surcharger ou sous-charger la structure de support, les sableurs effectuent un test de sablage sur quelques-unes des colonnes, qu'ils enveloppent dans un bouclier pour des raisons de sécurité. Les dynamiteurs testent des matériaux explosifs à des degrés divers et, en fonction de l'efficacité de chaque explosion, ils déterminent la charge explosive minimale nécessaire pour démolir les colonnes. En utilisant uniquement la quantité nécessaire de matériel explosif, les exploseurs minimisent le vol de débris, réduisant ainsi le risque d'endommager les structures proches.

Comment fonctionnent les implosions de construction: démolition

Un tir d'essai est effectué sur une colonne de béton du complexe RCA Victor à Camden, New Jersey. Le bâtiment a été démoli à l'été 1997.

Pour réduire davantage les débris volants, les dynamiteurs peuvent enrouler des clôtures en treillis et du tissu géotextile autour de chaque colonne. La clôture empêche les gros morceaux de béton de s'envoler et le tissu retient la plupart des petits morceaux. Les blasters peuvent également envelopper le tissu autour de chaque étage qui est truffé d'explosifs. Cela agit comme un filet supplémentaire pour contenir tout béton explosant qui déchire le matériau autour de chaque colonne. Les structures entourant le bâtiment peuvent également être couvertes pour les protéger des débris volants et de la pression des explosions.

Quand tout est mis en place, il est temps de commencer le spectacle. Dans la section suivante, nous verrons quelles sont les dernières étapes à suivre par les dynamiteurs pour se préparer à l'implosion, et nous examinerons l'implosion elle-même. Nous découvrirons également ce qui peut mal tourner lors de la démolition d'explosifs et verrons comment les dynamiteurs évaluent le projet une fois la fumée dégagée.

Devenir un Blaster

Brent Blanchard, expert en implosion chez Protec Documentation Services, explique que de nombreux amateurs d'implosion lui posent la même question: "Comment puis-je devenir un expert en blaster ou en démolition?" Il n'y a pas de "école de dynamitage" ni de programme d'instruction de démolition organisée dans le monde, explique Blanchard, de sorte que la seule façon de devenir un expert en démolition est d'apprendre sur le tas. Les futurs dynamiteurs travailleront dans une entreprise de dynamitage établie jusqu'à ce qu'ils sachent le champ de bataille à fond. Ensuite, ils peuvent rester auprès de leur patron ou s’aventurer seuls et rivaliser avec les blasters qui les ont formés.

Les clients sont naturellement prudents quant à l'implosion des bâtiments et ont tendance à engager une entreprise de démolition sur la base des emplois qu'elle a obtenus par le passé. Pour cette raison, dit Blanchard, il est très difficile pour une jeune entreprise de démolition de décrocher des emplois importants en implosion. Presque toutes les grandes constructions dans le monde sont traitées par une vingtaine d’entreprises bien établies. Dans beaucoup de ces entreprises, le dynamitage est transmis de génération en génération. Les parents enseignent les techniques à leurs enfants, qui ensuite élèvent leurs propres blasters.

Le Big Bang

Cliquez ici pour voir une vidéo du développement de Holly Street, lancé en 2001 par Controlled Demolition Group, Ltd…

Cliquez ici voir une vidéo du développement de Holly Street, dynamité en 2001 par Groupe de démolition contrôlée, Ltd..

Dans les deux dernières sections, nous avons examiné tout ce que font les dynamiteurs pour préparer un bâtiment à l'implosion. En plus de ces mesures, les exploseurs doivent préparer la population de la zone à l'explosion, en assurant aux autorités locales et aux entreprises voisines que la démolition n'endommagera pas sérieusement les structures proches. La meilleure façon pour les blasters de calmer les autorités inquiètes est de démontrer le succès de la firme avec des implosions antérieures.

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Animation avec la permission de ImplosionWorld.com

Les deux tours du développement de Holly Street à Londres, en Angleterre, ont été démolies en mars 2001. Elles constituaient un défi de taille pour l'entreprise de dynamitage. Groupe de démolition contrôlée, Ltd.. Une des tours devait être installée de manière à tomber sur le côté, loin d'une conduite de gaz, tandis que l'autre devait s'effondrer parfaitement sur son propre tracé, pour ne pas endommager les structures voisines. La démolition s'est déroulée exactement comme prévu, sans endommager les canalisations de gaz ni les bâtiments voisins.

Pour aider les dynamiteurs à suivre ce processus, une entreprise de dynamitage peut faire appel à une société de conseil en démolition indépendante, telle que Protec Documentation Services. Protec utilise des sismographes de terrain portables pour mesurer les vibrations du sol et les aérosols lors d'une implosion. Brent Blanchard, responsable des opérations de la société, a déclaré qu’il inspectait également les structures avoisinantes avant l’implosion, afin de leur permettre d’évaluer toutes les réclamations pour dommages consécutifs à l’explosion. De plus, le personnel de Protec enregistre l’explosion sous plusieurs angles afin de conserver un enregistrement de ce qui s’est réellement passé. En utilisant les données recueillies lors d'explosions précédentes, les ingénieurs de la société peuvent prédire à l'avance le niveau de vibration qu'une implosion particulière peut provoquer.

Une fois que la structure a été pré-affaiblie et que tous les explosifs ont été chargés, il est temps de faire les derniers préparatifs. Les dynamiteurs procèdent à une dernière vérification des explosifs et s'assurent que le bâtiment et la zone qui l'entoure sont complètement dégagés. Étonnamment, les amateurs d'implosion tentent parfois de franchir les barrières pour mieux voir l'explosion, malgré les risques évidents. Avec le niveau de destruction impliqué, il est impératif que tous les spectateurs soient à bonne distance. Les dynamiteurs calculent ce périmètre de sécurité en fonction de la taille du bâtiment et de la quantité d'explosif utilisée.

À l'occasion, les dynamiteurs ont mal évalué la portée des débris volants et les spectateurs ont été grièvement blessés. Les dynamiteurs peuvent également surestimer la quantité de puissance explosive nécessaire pour briser la structure et produire ainsi un souffle plus puissant que nécessaire. S'ils sous-estiment la puissance explosive nécessaire ou si certains explosifs ne s'enflamment pas, la structure risque de ne pas être complètement démolie. Dans ce cas, l'équipe de démolition apporte des excavatrices et des boules de démolition pour terminer le travail. Tous ces incidents sont extrêmement rares dans l'industrie de la démolition. La sécurité est la préoccupation numéro un des dynamiteurs et, dans l’ensemble, ils peuvent très bien prédire ce qui se passera lors d’une implosion.

Comment fonctionnent les implosions de construction: comment

L’hôtel Wolverine à Detroit, dans le Michigan, a été détruit début 1997 par Engineered Demolition, Inc.

Une fois que la zone est dégagée, les dynamiteurs se retirent sous les commandes du détonateur et commencent le compte à rebours. Les dynamiteurs peuvent faire retentir une sirène au bout de 10 minutes, de 5 minutes à 1 minute, pour que tout le monde sache quand le bâtiment va s'effondrer. S'ils utilisent un détonateur électrique, les foudroyeurs ont un contrôleur de détonateur avec deux boutons, l'un étiqueté "charge" et l'autre intitulé "feu". Vers la fin du compte à rebours, un blaster maintient enfoncé le bouton "charge" jusqu'à ce qu'un voyant s'allume. Cela accumule la charge électrique intense nécessaire pour activer les détonateurs (ce qui revient à charger un flash d'appareil photo pour générer l'énergie électrique nécessaire pour éclairer une scène). Une fois que la machine à contrôler les détonateurs est chargée et que le compte à rebours est terminé, le dynamiteur appuie sur le bouton "fire" (tout en maintenant enfoncé le bouton de charge), libérant ainsi la charge dans les fils pour pouvoir déclencher les détonateurs.

Comment fonctionnent les implosions de construction: construction

Deux types de sableuses, un rack-bar traditionnel et un boîtier de commande électronique moderne

En règle générale, l'implosion réelle ne prend que quelques secondes. Pour de nombreux spectateurs, la rapidité de la destruction est l'aspect le plus incroyable d'une implosion.Comment un bâtiment qui a pris des mois et des mois à construire et qui a résisté aux intempéries pendant au moins cent ans s'est-il effondré dans un amas de décombres comme s'il s'agissait d'un château de sable?

Après l’explosion, un nuage de poussière se forme autour de l’épave, enveloppant les spectateurs à proximité. Ce nuage peut être une nuisance pour toute personne vivant à proximité du site de l'explosion, mais les explosifs soulignent qu'il est en réalité moins intrusif que la poussière soulevée par une démolition non explosive. Lorsque les travailleurs décrochent des bâtiments avec des marteaux et des boules de démolition, le processus de démolition peut prendre des semaines, voire des mois. Pendant ce temps, une quantité importante de poussière est projetée dans les airs chaque jour. Lorsque le bâtiment est nivelé en un instant, par contre, toute la poussière est concentrée dans un seul nuage, qui persiste pendant une période relativement courte. Les résidents allergiques à proximité peuvent quitter la région pour la journée et éviter complètement la poussière.

Comment fonctionnent les implosions de construction: démolition

Les Scudder Homes à Newark, N.J., foudroyés par Engineered Demolition, Inc. à l'été 1996

Une fois le nuage dégagé, les dynamiteurs examinent la scène et examinent les bandes pour voir si tout s'est déroulé comme prévu. À ce stade, il est essentiel de confirmer que tous les explosifs ont explosé et d’enlever les explosifs qui n’ont pas explosé. Si une équipe de consultants en démolition était sur place, les dynamiteurs examinent également leurs données relatives aux vibrations et au souffle. La plupart du temps, les dynamiteurs expérimentés abattent les bâtiments exactement comme prévu. Les dommages aux structures avoisinantes, même celles immédiatement adjacentes au lieu de l'explosion, se limitent généralement à quelques fenêtres cassées. Et si quelque chose ne fonctionne pas, les blasters le consignent dans leur catalogue mental et s’assurent que cela ne se produira pas lors du prochain travail. Ainsi, travail par métier, la science et l'art de l'implosion continuent d'évoluer.

Pour plus d'informations sur l'implosion des bâtiments, consultez les liens à la page suivante.


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