Construire des Ouvrages d'art en Béton Le référentiel technique

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1 Construire des Ouvrages d'art en Béton Le référentiel technique Ch. Aubagnac (DLA) janvier 2011

2 SOMMAIRE NF EN Fascicule 65 du CCTG Eurocode 2 (NF EN 1992) EN Recommandations LCPC janvier

3 NF EN La version française de la norme européenne est constituée par : EN décembre Les articles «NA» des annexes nationales = NF EN BETON Spécifications, performances, production et conformité Elle a été publiée en avril Elle est en vigueur depuis le 1 er janvier Elle est opposable pour tous les marchés publics par référence à la Directive Marchés Publics janvier

4 NF EN Domaine d application : La norme NF EN est une norme de PRODUIT qui s applique à la fabrication du BETON de STRUCTURE coulé en place ou préfabriqué pour le BATIMENT et le GENIE CIVIL, qu il soit béton prêt à l emploi (BPE), fabriqué dans une usine de production de produits préfabriqués, ou fabriqué sur chantier. La norme ne vise que les bétons compactés dont l air occlus est négligeable (masse volumique > 800 kg/m 3 ) janvier

5 NF EN La norme est associée à : des normes de constituants, des normes d essais (béton frais série NF EN 12350, béton durci série NF EN 12390, béton dans la structure série NF EN avec future EN 13791), la norme sur les règles communes pour produits préfabriqués en béton NF EN et les normes individuelles de produits préfabriqués en béton (marquage CE), des normes de calcul de conception et de calcul des ouvrages (BAEL, BPEL, puis Eurocodes NF EN 1992), des normes d exécution des ouvrages (NF P DTU 21, fascicule 65, puis future EN 13670) janvier

6 NF EN Conception : Calcul des structures en béton BAEL et BPEL puis EUROCODE 2 (NF EN 1992) Essais sur béton frais : Série NF EN Prélèvement Affaissement Teneur en air. Essais sur béton durci : Série NF EN Compression Traction Flexion Autres essais : Essai de performance alcaliréaction Essai d écaillage Essai de gel interne Normes pour les produits structuraux préfabriqués : NF EN NF EN Béton Exécution : NF P18-201: Exécution des ouvrages en béton Fascicule 65 : Exécution des ouvrages de génie civil puis future EN : Exécution des structures en béton Constituants du béton : Ciments courants, PM, ES Granulats Adjuvants Eau de gâchage Cendres volantes Fumée de silice Essais du béton dans les structures : Série NF EN Compression sur carottes (en liaison avec future EN : évaluation de la résistance du béton dans les structures) janvier

7 NF EN La Directive européenne Produits de Construction (DPC 89/106), exigeant notamment qu un produit soit fabriqué en usine et mis sur le marché en vue de sa commercialisation, la commission Européenne a choisi de ne pas considérer le béton, dans sa globalité, comme un produit pour ne pas introduire de distorsion de concurrence vis-à-vis des bétons fabriqués sur chantier. La norme EN n est donc pas «harmonisée» Pas de marquage CE sur le béton Par contre, un système de certification de production volontaire existe Marque NF-BPE possible donnée par référentiel NF janvier

8 NF EN La norme spécifie les exigences applicables : aux constituants du béton, aux propriétés du béton frais et durci, et à leur vérification, aux limitations imposées à la composition du béton, à la spécification du béton, aux procédures de contrôle de production, à l'évaluation de la conformité du béton fabriqué. Attention! La norme NF EN ne s applique qu à la fabrication du béton. Elle ne traite ni du transport, ni des critères de réception ou de conformité du béton destiné à l ouvrage janvier

9 NF EN La norme met l accent sur : la distinction entre producteur, prescripteur et utilisateur les aspects de durabilité (en autorisant l approche performantielle) la maîtrise de la production avec l évaluation de sa conformité (contrôle de production) Elle introduit les notions de classes d exposition et de classes de chlorures. Elle définit de nouvelles classes de consistance et de nouvelles classes de résistance janvier

10 NF EN Définition du rôle des acteurs et responsabilités techniques : prescripteur : personne physique ou morale qui établit la spécification du béton frais et durci responsable de la spécification du béton producteur : personne physique ou morale produisant du béton frais responsable de la conformité et du contrôle de production utilisateur : personne physique ou morale utilisant du béton frais pour l'exécution d'une construction ou d'un élément responsable de la mise en œuvre du béton dans l ouvrage ou l élément janvier

11 NF EN Différents types de spécification pour le béton : Béton à Propriétés Spécifiées (BPS) : béton pour lequel les propriétés requises sont spécifiées au producteur le producteur est responsable de fournir un béton qui satisfasse à ces propriétés. Béton à Composition Prescrite (BCP) : béton pour lequel la composition du béton et les constituants à utiliser sont spécifiés au producteur le producteur est responsable de fournir un béton qui respecte cette composition prescrite. Béton à Composition Prescrite dans une Norme (BCPN) : béton à composition prescrite dont la composition est définie dans une norme applicable là où le béton est utilisé (cas de la norme NF P référencé DTU 21) janvier

12 NF EN Durabilité liée au respect de la norme NF EN : Les exigences de durabilité du béton doivent permettre de garantir une durée de vie présumée des structures d au moins 50 ans, dans des conditions d entretien optimales. Il est donc important de définir dans les marchés les conditions environnementales des structures avec toutes les précisions utiles. La norme NF EN introduit 2 nouveaux types d agression : carbonatation, chlorures d origine autre que marine janvier

13 NF EN La norme NF EN définit 6 types de classe d exposition : X0 : aucun risque de corrosion ni d attaque, XC : corrosion induite par Carbonatation, XD : corrosion induite par les chlorures, ayant une origine autre que marine (De-icing salts), XS : corrosion induite par les chlorures présents dans l eau de mer (Sea), XF : attaque gel/dégel avec ou sans sels de déverglaçage (Frost), XA : attaques chimiques (Attack). Un même béton (partie d ouvrage) peut être soumis à plusieurs types d agression. Dans ce cas, il devra respecter toutes les exigences prévues pour chaque classe d exposition janvier

14 19-20 janvier

15 19-20 janvier

16 Classe de gel (faible, modéré ou sévère) : cf figure NA.2 NF EN et FD P18-326; tenir compte des microclimats éventuels Classification de l'exposition au salage (voie portée et voies franchies) peu fréquent (njs < 10), fréquent (10 < njs < 30) et très fréquent (njs > 30) tenir compte de la rigueur de l'hiver Hi de la zone concernée (guide SETRA de novembre 1994) tenir compte du niveau de service hivernal fixé pour l'itinéraire (circulaire viabilité hivernale de la DR du 31 octobre 1996, guide SETRA de juillet 1992) janvier

17 FD P janvier

18 NF EN La norme NF EN donne les spécifications pour résister aux agressions de l environnement en terme de propriétés et de valeurs limites de composition du béton. Les valeurs limites relatives à chaque classe d exposition sont spécifiées pour chacune des propriétés suivantes dans l annexe NA.F.1 (cas général hors produits préfabriqués): rapport maximal eau efficace/ciment (ou liant équivalent), résistance caractéristique minimale, dosage minimal en ciment (ou en liant équivalent), nature des constituants permis, le cas échéant : teneur minimale en air dans le béton janvier

19 NF EN Classes d exposition et valeurs limites - Ciment PM pour XSi - Ciment PM ou ES pour XAi (P18-011) et XF4 Durée de vie = 50 ans janvier

20 NF EN Classes de chlorures Utilisation du béton Classe de chlorures Teneur maximale en Cl - rapportée à la masse de ciment Ne contenant ni armatures en acier ni pièces métalliques noyées (à l exception des pièces de levage résistant à la corrosion) Contenant des armatures en acier ou des pièces métalliques noyées En France (*) Contenant des armatures de précontrainte en acier En France (**) Cl 1,0 1,0 % Cl 0,20 0,20 % Cl 0,40 0,40 % Cl 0,10 0,10 % Cl 0,20 0,20 % (*) En France : Cl 0,65 avec les bétons avec CEM III (**) En France : Cl 0,15 pour la précontrainte par pré-tension Adjuvants chlorés interdits pour le BA et le BP janvier

21 NF EN Classes de consistance 4 méthodes : essai d affaissement (slump cône d Abrams) essai Vébé essai de serrage essai d étalement (table à choc) janvier

22 NF EN Classes d affaissement ou valeurs cibles avec tolérance Classe Affaissement (mm) S1 10 à 40 S2 50 à 90 S3 100 à 150 S4 160 à 210 S5* > 220 * peu recommandé Plage des valeurs à ou cibles, en mm exemple : Tolérances, en mm ± 10 ± 20 ± ± 30 mm janvier

23 NF EN Classes d étalement ou valeurs cibles avec tolérance Classe Diamètre d étalement (mm) F1* < 340 F2 350 à 410 F3 420 à 480 F4 490 à 550 F5 560 à 620 F6* > 630 * peu recommandé ou Plage des valeurs cibles, en mm Toutes les valeurs exemple : Tolérances, en mm ± ± 30 mm janvier

24 NF EN Classes de résistance C30/37 Résistance mesurée sur cylindre 150 x 300 mm Résistance mesurée sur cube de 150 mm d arête 160 x 320 mm (en France) janvier

25 NF EN Classes de résistance (suite) Classe de résistance à la compression Résistance caractéristique minimale sur cylindres (MPa) Résistance caractéristique minimale sur cubes (MPa) C8/ C12/ C16/ C20/ C25/ C60/ C70/ C80/ C90/ C100/ janvier

26 NF EN Désignation d un Béton à Propriétés Spécifiées : NF EN C25/30 - XC4/XF1 (F) - D max 20 - S3 - Cl0,40 Conformité NF EN Classes d exposition Classe de consistance Classe de résistance Dimension maximale des granulats Classe de chlorures janvier

27 Fascicule 65 du CCTG Le nouveau fascicule 65 du CCTG a été approuvé par arrêté en date du 6 mars Art Les dispositions du présent arrêté sont applicables aux marchés pour lesquels la procédure de consultation sera engagée à compter du premier jour du sixième mois suivant la date de publication du présent arrêté. L'arrêté ayant été publié le 18 juin au JO, l'échéance d'application est donc le 1 er décembre 2008 (lancement procédure de consultation). La version approuvée le 6 mars 2008 du fascicule 65 est disponible sur le site janvier

28 Fascicule 65 du CCTG Le nouveau fascicule 65 du CCTG : remplace l ancien fascicule 65A (août 2000), abroge l additif au fascicule 65A (août 2000), abroge le fascicule 65B (ouvrage de génie civil de faible importance en béton armé) janvier

29 Fascicule 65 du CCTG Evolutions du nouveau fascicule 65 du CCTG : regroupement du fascicule 65A et de l'additif, intégration de l'évolution des référentiels et notamment des textes européens (normes, agréments), prise en compte des procédures de certification (marquage CE et procédures particulières), prise en compte de l'iso 9000 version 2005 en ce qui concerne le Management de la Qualité, clarification du texte, janvier

30 Fascicule 65 du CCTG Evolutions du nouveau fascicule 65 du CCTG (suite) : en ce qui concerne les bétons et mortiers (chapitre 8) intègre la norme NF EN 206-1, intègre les «recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel (LCPC, 2003)», amorce la prise en compte du problème de la Réaction Sulfatique Interne (RSI), intègre l'utilisation des bétons auto-plaçant (BAP), apporte des compléments / précisions janvier

31 Fascicule 65 du CCTG Classes d exposition : renvoie à la norme NF EN (choix d'une ou plusieurs classes pour un même béton), précise que, vis-à-vis de la carbonatation, les bétons exposés à l'air situés en atmosphère extérieure relèvent de la classe d'exposition XC4, apporte des précisions sur les classes de gel en compatibilité avec les recommandations LCPC sur la durabilité des bétons soumis au gel (2003) en croisant zones de gel (carte NF EN 206-1) et classes de salage janvier

32 + Piles, piédroits, murs exposés aux projections de sels janvier

33 Fascicule 65 du CCTG Spécifications liées aux classes d exposition : ** ** Durée d utilisation du projet = 100 ans* *sous réserve du respect de valeurs d enrobage (eurocode 2) NF EN (rappel) : - Ciment PM pour XSi - Ciment PM ou ES pour XAi (P18-011) et XF4 - Ciment PM pour XSi - Ciment PM ou ES pour XDi, XF2 et XF janvier

34 Fascicule 65 du CCTG Constituants des bétons et mortiers : ciment : conformité NF EN NF P (PM), NF P (CP) et NF P (ES) et disposant d'une certification de conformité (ex : NF-Liants hydrauliques), granulats : conformité NF EN «Granulats pour béton» et XP P «Eléments de définition, conformité et codification» et disposant d'une certification de conformité (ex : NF-Granulats) ou procédure de contrôle équivalente avec : bétons de Rc < C35/45 : code B (avec une ou deux caractéristiques en C après études ou références) bétons de Rc C35/45 : code A (avec une ou deux caractéristiques en B après études ou références) janvier

35 Fascicule 65 du CCTG Constituants des bétons et mortiers (suite) : eau : conformité à la norme NF EN 1008, eau de mer interdite, eaux recyclées interdites pour parements avec exigences de régularité de teinte, adjuvant : conformité à la norme NF EN et disposant d'une certification de conformité (ex : NF-Adjuvants), addition : conformité aux normes en vigueur et disposant d'une certification de conformité (ex : NF-Additions) ou procédure de contrôle équivalente, ajout : conformité à la norme NF EN 206-1, non nocivité visà-vis du béton et des armatures (à justifier par une étude) janvier

36 Fascicule 65 du CCTG Fabrication et transport du béton : Bétons Prêts à l'emploi (BPE) préparés en usine : certification des bétons et de l'installation de fabrication (ex : marque NF-BPE) + respect des spécifications complémentaires de l'annexe B (équipements des centrales à béton), bétons fabriqués sur site : soumise à l'acceptation du MOe sur la base du référentiel particulier de certification utilisé pour la certification du béton (ex : marque NF-BPE) + respect des spécifications complémentaires de l'annexe B (équipements des centrales à béton), janvier

37 Fascicule 65 du CCTG Fabrication et transport du béton (suite) : annexe B : équipements des centrales à béton obligations en terme de moyens conformes aux spécifications du référentiel NF 033 marque NF-BPE + exigences supérieures pour certains points, à savoir : ajustements d'eau restreint à +/- 10 litres/m 3, tolérances de pesées + strictes, temps minimal de malaxage pour l'ensemble des bétons à 55 s, enregistrement des pesées obligatoire et relevé par gâchée systématiquement joint au bon de livraison janvier

38 Fascicule 65 du CCTG Mise en oeuvre du béton : développement de la maturométrie, évolution de la durée minimale de la cure, prise en compte de la RSI (risque quand température du béton à coeur dépasse 65 C) : voir guide technique LCPC «Recommandations pour la prévention des désordres dus à la RSI» (2007), actualisé par les «Recommandations provisoires LCPC pour la maîtrise de la durabilité des ouvrages d art en béton (application de l approche performantielle) de décembre 2009 et les spécifications du CCTP type PETRA du Sétra janvier

39 Fascicule 65 du CCTG Définition des spécificités des BAP Bétons traditionnels janvier

40 NF EN fascicule 65 La prescription au niveau du cahier des charges de l ouvrage : Prescription minimale (au sens du fascicule 65) : L obligation contractuelle du respect de l ensemble NF EN fascicule 65 dans le cas des marchés publics de travaux constitue une garantie généralement suffisante concernant le béton compte tenu des évolutions incluses dans les textes (expositions, durabilité, dosage mini en ciment, résistance mini, E eff /C maxi ). Cependant, le Maître d Ouvrage doit au minimum spécifier les classes d exposition auxquelles seront soumis les ouvrages ou parties d ouvrages du marché de travaux. Prescriptions complémentaires : Le Maître d ouvrage peut souhaiter, avec son maître d œuvre, pénétrer dans le domaine de la spécification du ou des bétons de l ouvrage, en imposant des prescriptions complémentaires aux textes déjà cités. Ces prescriptions ne doivent toutefois être ni d un niveau inférieur ni en contradiction avec les textes applicables janvier

41 Eurocode 2 (NF EN 1992) La norme est constituée de 3 parties (& leurs annexes nationales) : partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments partie 1-2 : Règles générales Calcul du comportement au feu partie 2 : Ponts en béton Calcul et dispositions constructives partie 3 : Silos et réservoirs janvier

42 Eurocode 2 (NF EN 1992) Le règlement de conception EC2 tient compte des caractéristiques du béton et de sa mise en œuvre au niveau : Du dimensionnement structurel de l ouvrage : Le dimensionnement (sollicitations en compression) et la géométrie de l ouvrage sont fonction de la classe de résistance du béton. Des coefficients de sécurité : Les coefficients de sécurité, fixés par l Eurocode 0 (NF EN 1990), sont calibrés en tenant compte des contrôles extérieurs réalisés aussi bien en phase d études qu en phase de mise en œuvre du béton. De la détermination des enrobages : Les enrobages sont déterminés notamment en fonction de la classe d exposition (norme NF EN 206-1) et de la classe de résistance du béton (via la modulation de la classe structurale de l ouvrage). De la définition des ouvertures de fissures admissibles : Comme pour les enrobages, la classe d exposition conditionne les ouvertures de fissures admissibles janvier

43 Eurocode 2 (NF EN 1992) A noter, en appui de l Eurocode 2, l existence des guides suivants : Eurocode 2 Application aux ponts routes en béton SETRA guide méthodologique (juillet 2008), Structures en béton conçues avec l'eurocode 2 Note technique sur les dispositions relatives à l'enrobage pour l'application en France LCPC guide technique (novembre 2005) janvier

44 EN Il s agit de la future norme européenne sur l exécution des ouvrages en béton applicable au bâtiment et au génie civil (norme française Pr NF EN 13670/NA en projet seulement pour l heure) janvier

45 Le contenu de la norme NF EN Avant-propos national (à venir) Avant-propos Introduction 1. Domaine d application 6. Armatures de béton armé 2. Références normatives 7. Précontrainte 3. Termes et définitions 8. Opération de bétonnage 4. Gestion de l exécution 9. Mise en œuvre d éléments préfabriqués 5. Etaiements et coffrages 10.Tolérances géométriques Annexes : A (informative) Guide sur la documentation B (informative) Guide sur le management de la qualité C (informative) Guide sur les étaiements et les coffrages D (informative) Guide sur les armatures de béton armé E (informative) Guide sur la précontrainte F (informative) Guide sur l opération de bétonnage G (informative) Guide sur les tolérances géométriques G (informative) Guide sur l annexe nationale janvier

46 EN Nouveaux concepts de la norme européenne EN : classes d exécution (3 classes) : exigences relatives au «niveau de qualité» et «de fiabilité» (EN 1990) visé de l ouvrage ou de la partie d ouvrage, production de spécifications d exécution, exigences d inspection (contrôles) pour la conformité avec les spécifications d exécution, variant avec la classe d exécution pour : les matériaux et produits, les objets de l exécution (techniques et procédés de fabrication), le type et la documentation de l inspection (contrôles), tolérances géométriques. Exigence de résultats plus que de moyens. Possibilité d utiliser les référentiels nationaux dont le fascicule janvier

47 EN La classe d exécution 3 pour les Ouvrages d Art prévoit (Annexe B Guide sur le management de la qualité) en ce qui concerne l étendue de l inspection de l exécution : auto-contrôle, contrôle intérieur effectué par le constructeur lui-même (systématique à tout ouvrage en béton ayant une importance pour la capacité portante et la durabilité de la structure), si requis, inspection étendue conforme aux réglementations nationales et aux spécifications d exécution. Cette inspection étendue peut être effectuée par une autre entreprise contrôle «extérieur» indépendant (qui s apparente néanmoins à un second niveau de contrôle externe) janvier

48 EN et fascicule 65 Aujourd hui : Le CCTP fait référence aux articles du fascicule 65 et aux normes avec compléments ou dérogations en fonction de la nature de l opération et de l évolution de la réglementation et de la normalisation. Demain (PETRA l a déjà anticipé ): Le CCTP fera référence uniquement aux normes, dont l EN 13670, avec des classes d exécution et de tolérance et des spécifications d exécution fondées sur les clauses des articles du fascicule 65 et des dérogations éventuelles en fonction de l évolution de la réglementation et de la normalisation janvier

49 Recommandations LCPC Recommandations LCPC pour la prévention des désordres dus à l alcali-réaction de juin 1994 Recommandations LCPC pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel de décembre 2003 Recommandations LCPC pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interne d août janvier

50 Recommandations LCPC Recommandations provisoires LCPC pour la maîtrise de la durabilité des ouvrages d art en béton (application de l approche performantielle) de mars janvier

51 Merci de votre attention janvier