CONSTRUCTIONS ETANCHES EN BÉTON

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1 CONSTRUCTIONS ETANCHES EN BÉTON POINT DE VUE DU BUREAU D'ETUDE 21 janvier 2016 Hervé WATHELET

2 Introduction Cas 1 Voiles type station d épuration Cas 2 Mur épais Cas 3 Paroi de pieux sécants

3 Introduction POURQUOI TANT DE DISCUSSIONS CONCERNANT LE BETON ETANCHE? DEFINITION LAROUSSE : Etanche = «Qui ne laisse pas passer les liquides, les gaz, les poussières, l'humidité»

4 Introduction Lorsque on considère que le béton assure seul l étanchéité(critère dimensionnements) Critères réception ouvrage = «Larousse»

5 Introduction La maîtrise de l étanchéité est conditionnée par la combinaison de plusieurs facteurs Entrepreneur Bureau d étude / Exigence MO Entrepreneur / Bureau d étude Présence du bureau d étude vis-à-vis des différents partenaires du projet (connaissance du phasage, de l attention sur la cure du béton, )?

6 Introduction TRANSPORT LiQUiDE - Perméabilité du béton : 1 - Au travers une fissure : Au travers mauvaise exécution de joint cas présentés : Cas 1 : Maître d ouvrage conscient Cas 2 : Différents acteurs du projets conscients ; situation inhabituelle Cas 3 : Acteurs non/peu conscients des options des choix qui sont pris

7 Introduction Résumé De nombreux paramètres présents, tous aussi importants que le calcul Maître d ouvrage conscient de l exigence ou non d étanchéité Critères économiques Combinaisons d exigences qui fonctionnent mais ne répondent pas à la norme Situations existantes similaires

8 Cas 1 Cas type «bassin station d épuration»

9 Cas 1 Cas type «bassin station d épuration» Principes : - Détermination du critère d étanchéité ; type de classe ou critère propre au client - Détermination de l armature minimum due au retrait empêché. - Détermination du domaine d application de l armature minimum Selon phasage, le sens où sont situées les contraintes de tractions dues au retrait empêché? - Sur base de la classe, détermination des exigences de calcul sur l état limite ultime ou l état limite de service - Etude ELU ELS de la structure - Détermination de l armature à prévoir = max (Asmin ; Ascalculé)

10 Cas 1 Cas type «bassin station d épuration» Critères différents CSC 1- Armature min 0,2% de la section Formule de type 2- Critère pour le calcul en flexion Distribution d eau AWW => wk<0,2mm sous combinaison fréquente

11 SPGE Cas 1 Structure vide avec pression des terres σmax = 240 MPa Case 2 Test en eau avant remblai σmax = 160 MPa +Test en eau

12 AQUAFIN Combinaison fréquente Wk < 0,15mm Combinaisons rares Wk < 0,30mm +Test en eau

13 EN critères dimensionnement Wk1 < 0,3mm = EN

14 EN critères dimensionnement Hauteur comprimée min de - 50mm ou - 0,2x épaisseur?? Vis-à-vis du retrait Précontrainte / Etanchéité extérieure (cas pour produits chimiques par exemples)

15 Armature min sous retrait empêché fy 500MPa ; fct,eff à 28j

16 Armature min sous retrait empêché limitation de la fissuration wk< 0,15-0,2 mm σ<200mpa fct à 4j = 1,5MPa

17 Armature min sous retrait empêché fy 200MPa ; fct,eff à 4j

18 Armature min sous retrait empêché fy 150MPa ; fct,eff à 4j

19 Asmin Asmin EC2 = 3,77 cm²/m Asmin 0,2% = 6cm²/m Asmin retrait empêche ~ 11cm²/m Où le retrait conduit il à des contraintes de traction? importance du phasage (annexe L) A EVITER OU CLAVEAU(L=1,5m max) - bridage voile radier armatures horizontales - verticalement libre en tête de se dilater pas de contraintes de traction - wk=fct (φ et s) opter pour petit diamètre, moins espacés

20 Flexion Voile encastré en pied ; hauteur 4,25m ; hauteur d eau 4,00m Enrobage 40mm ; C30/37 ; Ka=0,33 ; 5kN/m² sur terrain

21 Flexion Test en eau Msd = 160 knm 1600 mm²/m suffisent Mels = 106kNm 3250 mm²/m (limiter la contrainte à 160MPa)

22 Flexion Cuve vide poussées des terres Msd = 135 knm 1304 mm²/m suffisent Mels = 100kNm 2000 mm²/m (limiter la contrainte à 240MPa)

23 cas1 Attention Effets de température bassins pour eaux chaudes(ex eaux à 50 C) >< autoréparation des fissures

24 cas1 A retenir - Il n y a pas une règle ; mais bien des combinaisons de facteurs - Suivre EN classe 1 (e.a. As min) n est pas obligatoire pour atteindre le résultat (=>classe 0?? >< pas d exigence, )

25 CAS 2 Voile massif Ecluse EPAISSEUR 5,5m

26 Cas 2 données Phases de bétonnage 5,5m 22/01/2016

27 Cas 2 données COMPOSITION DU BETON - C min +/- 300kg/m³ - Ciment Low Heat - Granulat 32mm - Gravier roulé Développement de température adiabatique

28 Cas 2 Option 1 Calcul des efforts de traction basé sur une modélisation et un calcul thermique Calcul de l armature nécessaire sur base de EC2 part 1-1 Armature horizontale min par face : 2 x DIA

29 Cas 2 Option 2 Utilisation de valeurs tabulées (réf Breugel 2008) Armature horizontale min par face : 1 x DIA >< bcp par rapport aux murs en L existant à Anvers (Berendrecht)

30 Cas 2 Option 3 SUIVI DIN 1045 Principes : - bande de traction de +/ cm - Béton massif entre ces bandes de traction peut fissurer - Résistance en traction du béton considérée à 4jours

31 Cas 2 Option 3 Limitation de la contrainte à 200MPa Enrobage 55mm +/- 1 x DIA

32 Cas 2 Critère dimensionnement en flexion à côté de Asmin : ELS Wk < 0,30 ELU

33 Cas 3 Paroi en pieux sécants Charleroi Rive Gauche Hauteur 14m ; Pression Arcadis 2016 d eau 10m Charleroi Place de la digue

34 Cas 3 Paroi en pieux sécants Intersection ~30cm Contremur - adhérence théorique aux pieux sécants - Calculé pour reprendre les pressions d eau entre dalles et ancrages

35 Arcadis. Improving quality of life.