Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes. Journée Technique Vendredi 25 septembre 2015 à l Amphithéâtre de la SMABTP

Transcription

1 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes Journée Technique Vendredi 25 septembre 2015 à l Amphithéâtre de la SMABTP

2 Le guide du STRRES et le livre de l AFGC sur la pérennité du béton précontraint Daniel Poineau (Consultant) 2

3 3 Guide FABEM 8 Projet et réalisation de réparations d ouvrages d art (ponts) par précontrainte additionnelle, voire par d autres techniques Destiné aux 3 intervenants : 1. - l entrepreneur 2. - Le maître d œuvre 3. - Le contrôleur Le guide du STRRES et le livre de l AFGC

4 Le livre de l AFGC Historique de la précontrainte Enseignements tirés de la gestion des ouvrages précontraints Une précontrainte durable Pour tous les intervenants : 1. - Gestionnaires 2. - Maîtres d œuvre 3. - Bureaux d études 4. - Élèves-ingénieurs 5. 4 Le guide du STRRES et le livre de l AFGC

5 Le guide FABEM 8 (principaux chapitres) 5 Études préliminaires Désordres pouvant relever d une précontrainte additionnelle Principes et dimensionnement des réparations et renforcements par précontrainte additionnelle Techniques disponibles pour concevoir des réparations et renforcements par précontrainte additionnelle Préparation de l opération Choix des produits et matériaux Choix des matériels Réalisation des travaux : Essais et contrôles

6 6 Le guide du STRRES FABEM 8 Études préliminaires Désordres pouvant relever d une précontrainte additionnelle : importance capitale du diagnostic (renvoi au FABEM 1) manifestation des désordres (déformations, fissurations ) causes des insuffisances de résistance : à la flexion à l effort tranchant et torsion aux efforts concentrés aux poussées au vide

7 7 Le guide du STRRES FABEM 8 Principes et dimensionnement des réparations et renforcements par précontrainte additionnelle : les pièges dus à certaines dispositions constructives anciennes les insuffisances structurales non liées aux pathologie des matériaux à cause de : la précontrainte les armatures de BA la section de béton les insuffisances structurales liées aux pathologie des matériaux à cause de : la corrosion des armatures de pré tension la corrosion des armatures de post-tension

8 8 Le guide du STRRES FABEM 8 Techniques disponibles pour concevoir des réparations et renforcements par précontrainte additionnelle : les pièges dus à la nécessité de prendre en compte les contraintes imposées par l ouvrage (accès, géométrie ) et le maître d ouvrage (période des travaux, maintien d une circulation ) tracés de la précontrainte additionnelle (longitudinale, transversale, verticale) massifs d ancrage (justifications) déviateurs (justifications) dispositifs anti-vibrations armatures passives additionnelles (FABEM 7)

9 Le guide du STRRES FABEM 8 9 Techniques disponibles pour concevoir des réparations et renforcements par précontrainte additionnelle : hypothèses de calcul ELS : 0,85Np. Pm

10 10 Le guide du STRRES FABEM 8 Préparation de l opération Choix des produits et matériaux Choix des matériels : la préparation de l opération relève de l entrepreneur (moyens d accès, matériels, matériaux, procédures, documents de suivi ) le choix des produits et matériaux (normes, marquage CE, marque NF, armatures passives et actives ) Exigences du marché le choix des matériels - Exigences du marché

11 11 Le guide du STRRES FABEM 8 Réalisation des travaux : l implantation des axes, des forages, perçages la réalisation des dispositifs annexes (massifs d ancrage, déviateurs ) la mise en place des conduits, des armatures de précontrainte l injection des fissures la mise en tension des armatures de BP et la réalisation de leur protection la déconstruction (démontage de câbles, de structures en BP )

12 Le guide du STRRES FABEM 8 12 Réalisation des travaux : tablier à poutres préfabriquées de type VIPP du réseau ASF réparé

13 13 Le guide du STRRES FABEM 8 Essais et contrôles : contrôles de réception des produits et matériaux épreuves de convenance (forages, injection des fissures, mise en tension ) contrôles d exécution classiques (ferraillage, bétonnage ) contrôles d exécution spécifiques (efficacité de l injection des fissures et de la précontrainte additionnelle)

14 14 Le guide du STRRES FABEM 8 Hygiène et sécurité (Guide 0) Gestion des déchets de chantier Fiche synthétique du PAQ : liste des différentes opérations type de contrôle associé (interne, externe, extérieur) points sensibles, critiques et d arrêts Annexe : liste des normes et documents cités dans le texte (cases vertes) avec leur date de valeur Objectif : l utilisateur du guide FABEM 8 peut, en suivant l évolution des textes, le mettre à jour!

15 Le livre de l AFGC (sa genèse) 15 Effondrement de ponts précontraints au Royaume Uni, en Belgique La durabilité de la précontrainte est mise en jeu! Création d un groupe de travail AFGC en 1993 par P. Xercavins ( ) Rédaction de textes jusqu en 1999 ne permettant pas une publication Relance d un nouveau groupe AFGC animé par B. Godart en 2003 Rédaction de textes jusqu en 2012 Travail d harmonisation des textes et mise en forme du document de 2013 à 2014 par C. Felce. Exposé inspiré d un exposé de B. Godart à l AFGC en mars 2015 Effondrement du pont de Ynys-y- Gwas Pays de Galles (photo BBC)

16 Le livre de l AFGC (les chapitres) 16 Historique de la précontrainte : L apport décisif d Eugène Freyssinet par (P. Xercavins) Historique de la construction des ponts en béton précontraint par (J.M. Lacombe, D. Poineau) La post-tension : État du patrimoine en France par (B. Fargeot, B. Godart, G. Mathieu) La pré-tension dans le bâtiment par (C. Baloche) La réparation des ponts en béton précontraint par (D. Poineau) La maîtrise de la durabilité par (Jean-Bernard Datry, Bruno Godart, André Raharinaivo, Nicolas Raudin, Ivica Zivanovic)

17 17 Le livre de l AFGC Chapitre 1 : Historique de la précontrainte L apport décisif d Eugène Freyssinet arche d essai du pont du Veurdre 1907 (photo 1993) brevet en 1928 sauvetage de la gare-maritime du Havre en 1933 Pont de Luzancy en 1946 nécessité d aciers HLE étude du fluage du béton

18 18 Le livre de l AFGC Chapitre 2 : Historique de la construction des ponts débuts de la précontrainte avant 1940 période de 1940 à 1945 (quelques ponts dont Luzancy) période de 1946 à 1952 (avant les premières règles de calcul) période de 1953 à 1964 (réalisations avec l IP de 1953) période de 1965 à 1982 (réalisations avec l IP1 de 1965, voire l IP2 de 1973 et les règles du 2 avril 1975) période de 1983 à nos jours (réalisations avec les règles BPEL puis les Eurocodes) L Historique traite des règles de calcul, d exécution, des procédés, des types de ponts, des problèmes rencontrés

19 Le livre de l AFGC historique de la construction des ponts 19 Pont St-Michel à Toulouse (1958) VIPP de St-Nazaire (1975) Pont de Villeneuve St- Georges (1952) Viaduc de l Arrêt- Darré (1987 ) Viaduc de Sylans et Glacière (1989)

20 20 Le livre de l AFGC Chapitre 3 : La post-tension : état du patrimoine les ponts (les problèmes : VIPP, ponts construits par phases avant 1975, l injection de coulis ) les ouvrages contenant des liquides (réservoirs, châteaux d eau, canaux, tuyaux ) les ouvrages en milieu maritime (sur la base d exemples : appontements, phare de Beck ) les plateformes offshore (Doris, Sea Tank Co, barge NKP ) Certaines structures n ont pas été traitées (parkings, enceintes nucléaires )

21 Le livre de l AFGC état du patrimoine 21 Câbles corrodés (VIPP) Rupture de câble en biseau derrière une tête d ancrage Pâte blanchâtre Montigny-Le-Bretonneux Phare de Berck Ekofisk (Doris)

22 22 Le livre de l AFGC Chapitre 4 : La pré-tension dans le bâtiment : les produits : poutrelles, pré-dalles, dalles alvéolées les problèmes résolus : glissement des armatures, fendage longitudinal, corrosion ) les pathologies éventuelles : déformations initiales et différées des produits les déformations gênées des dalles de parcs de stationnement en terrasse le calcul par phases et le calcul simplifié (combinaison du modèle isostatique S1 et du modèle hyperstatique S2)

23 Le livre de l AFGC (la pré-tension dans le bâtiment) 23 Banc de préfabrication Poutrelles Pré-dalles Dalles alvéolées

24 24 Le livre de l AFGC Chapitre 5 : La réparation des ponts en béton précontraint : les réparations des insuffisances structurales les réparations des pathologies affectant les matériaux le choix des techniques de réparation la précontrainte : une technique de réparation à part entière

25 25 Le livre de l AFGC Chapitre 6 : La maîtrise de la durabilité (chapitre important) : la conception du béton précontraint : type et degré de précontrainte (totale, partielle) mise en œuvre de la précontrainte (intérieure, extérieure) non fragilité et sécurité à rupture zones d introduction des efforts de précontrainte les matériaux et produits de la précontrainte : les armatures de précontrainte (aciers HLE, composites) les ancrages, conduits et accessoires les produits d injection et la protection des armatures la mise en œuvre de la précontrainte : qualification de l entreprise spécialisée et de son personnel conditionnement, transport, stockage et manutention mise en place, mise en tension, protection (injections)

26 Le livre de l AFGC 26 Chapitre 6 : La maîtrise de la durabilité (chapitre important) : la maintenance : méthode opérationnelles d auscultation monitoring méthodes en cours de développement stratégie d auscultation des ouvrages en BP entretien traitement électrochimique la stratégie de durabilité : de la simple protection par un coulis (NP0) à la surveillance permanente d une précontrainte remplaçable (NP3) choix de la durée de vie conditions environnementales (XC, XD, XF XS) et principales altérations choix des indicateurs de durabilité et spécifications associées stratégie de durabilité des armatures passives, de pré-tension et de post-tension

27 Le livre de l AFGC (Maitrise de la durabilité) 27 Exemples Niveaux de protection Observations Poutres précontraintes à l intérieur d un bâtiment d habitation Poutres ou dalles précontraintes à l intérieur d un bâtiment d habitation ou de stationnement. Ponts courants dans un environnement non agressif Réservoir d eau avec ou sans membrane intérieure d étanchéité Structure précontrainte en contact avec des eaux agressives (stations de traitement des eaux, piscines, ) Tunnels en éléments préfabriqués précontraints par posttension (traversée sous-fluviale) Pont soumis à des courants vagabonds Structures soumises à des attaques chimiques NP 0 Produit de protection + cachetage NP 1 Produit de protection + capots permanents NP 1 ou NP 2 NP 2 NP1 + barrière supplémentaire (galvanisation, gaine souple, inox, composites ) NP 2 NP3 Surveillance permanente + précontrainte remplaçable Dans un environnement sec Dans un environnement humide Voir CCTG 74 ou Eurocode 2 Partie 3. Durée d utilisation souhaitée >100 ans Soin à apporter au niveau des joints

28 Le livre de l AFGC 28 Annexe A : évolution des règles de charges et de calcul Annexe B : évolution de la qualité des armatures et des procédés de précontrainte (important pour le recalcul des structures existantes) Annexe C : généralités sur le projet de réparation ou renforcement d un ouvrage en BP Annexe D : exemples de désordres par corrosion dans les tabliers à poutres préfabriquées post-contraintes de type VIPP Annexe E : problèmes d injection avec certains coulis adjuvantés et leurs conséquences sur la durabilité des câbles de BP Pâte blanche et corrosion fissurante sous tension

29 FIN Merci de votre attention Le guide du STRRES et le livre de l AFGC sur la pérennité du béton précontraint Daniel Poineau (Consultant) 29