VIPP 211 Chasse-sur-Rhône. Traitement des câbles de précontrainte par imprégnation ultrasonore d inhibiteurs

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1 VIPP 211 Chasse-sur-Rhône Traitement des câbles de précontrainte par imprégnation ultrasonore d inhibiteurs Date : 12 MAI 2016

2 Problématique Armatures peu accessibles (précontrainte intérieure) Aciers de précontrainte sensibles à la fragilisation par hydrogène (pas de protection cathodique par courant imposé) Risques de corrosion par piqûre induite par les chlorures Protection uniforme et intégrale de la surface des aciers de précontrainte Pérennité de la protection

3 Principe du procédé Injection par ultrasons de puissance d un liquide inhibiteur de corrosion dans les microfissures du coulis de ciment, pour le saturer et imprégner intégralement la surface des aciers de précontrainte. L inhibiteur de corrosion interagit chimiquement avec l acier de précontrainte à sa surface afin de neutraliser l action agressive des chlorures (effet barrière). Il retarde l initiation du processus de corrosion et contrôle le taux de formation des produits de corrosion. In fine, un coulis de ciment micro-fin est injecté pour remplir les éventuels vides et pour, après durcissement, constituer un réservoir alcalin.

4 Technique La technique est basée sur l utilisation d une pompe alternative à ultrasons de puissance qui créent des surpressions et des dépressions alternatives à la fréquence ultrasonore. L action des ultrasons induit un état de cavitation en phase vapeur du liquide inhibiteur. L énergie ainsi libérée permet de dégager les macrospores du coulis en contact avec les aciers de précontrainte, favorisant la pénétration de l inhibiteur.

5 TUBE D INJECTION REPERAGE DES CABLES A TRAITER TROUS DE CONTROLE CABLES A TRAITER TRANSDUCTEURS ULTRASONORE MUNIS DE LEURS ENCEINTES DE COMPRESSION REBOUCHAGE DES TROUS APRES TRAITEMENT

6 TROU DE CONTROLE COULIS DE CIMENT CONTAMINE PAR LES CHLORURES GAINE ENCEINTE DE COMPRESSION TRANSDUCTEUR ULTRASONORE AIR DE REFROIDISSEMENT CIRCUIT D ALIMENTATION ET DE RETOUR A LA BACHE DE LA SOLUTION D IMPREGNATION (INHIBITEUR DE CORROSION) CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT DE L ENCEINTE DE COMPRESSION TUBE D INJECTION SOLUTION D IMPREGNATION (INHIBITEUR DE CORROSION) TORONS COULIS DE CIMENT TRAITE

7 Coulis réinjecté Coulis d origine Toron traité Micro-coulis injecté

8 Mise en œuvre Travaux préalables Repérage des câbles Forage et percement de la gaine Prélèvement et analyse du coulis (taux de chlorures) Cartographie des chlorures Traitement (indispensable si taux de chlorures totaux est > 0.1% de la masse de ciment dans le coulis) Scellement des injecteurs dans les forages Percement de trous évents entre injecteurs Mise en place du transducteur Injection de l inhibiteur Suivi de l injection (progression, durée et volume)

9 Repérage et percements PENDANT LES TRAVAUX

10 Mise en œuvre Réinjection finale Substitution de l excès de solution inhibitrice par injection sous pression d un coulis de ciment microfin. Après durcissement du coulis, arrachage et colmatage des injecteurs et des évents. Lorsque des volumes de vide importants ont été détectés sur de grandes longueurs de câbles, la gaine est d abord remplie de la solution inhibitrice, avant réinjection classique par un coulis de précontrainte.

11 Retours d expérience Le procédé a été appliqué pour la première fois en 1994 à titre expérimental sur une travée du viaduc de Lultzhausen Le procédé a ensuite été validé par le Centre Scientifique de la Construction (CSTC) en Belgique Il fait l objet d une communications détaillées dans le bulletin du SETRA n 59 de novembre Application du procédé: Viaduc de Courrière autoroute des Ardennes Viaduc à Courcelles autoroute de Wallonie VIPP 118 autoroute A7 VIPP 211 autoroute A7 Viaduc de Roberval autoroute A1

12 Viaduc de LULTZHAUSEN Le viaduc est composé de poutres précontraintes type VIPP composées de 11 câbles de précontrainte de 12 fils de 7 mm Ce viaduc a été démoli début On a procédé à une véritable «autopsie» de ces poutres

13 Viaduc de LULTZHAUSEN Nombreuses fissures le long des câbles Exsudation calcaires le long des câbles avec passage d eau Injection mal remplie ou absence d injection Corrosion parfois avancée sans rupture de fils

14 Viaduc de LULTZHAUSEN Observations réalisées sur site après démolition en 2012 Absence de reprise de corrosion des aciers de précontrainte La réinjection au coulis de ciment microfin est excellente. La qualité de la réinjection est attestée par la similitude du ré-ancrage des fils en zone de coulis ancien L action de l inhibiteur n a en rien altéré l adhérence entre les aciers de précontrainte et les coulis anciens

15 Viaduc de LULTZHAUSEN Observations sur carottes après démolition en 2012

16 Viaduc de LULTZHAUSEN Comparaison La comparaison des câbles traités (longitudinaux) et des câbles non traités (transversaux), démontre l efficacité de l action de l inhibiteur et la durabilité du procédé. La teneur en inhibiteur est mesurée par méthode colorimétrique. Après vingt ans, il reste une quantité importante d inhibiteur encore disponible Câbles transversaux non traités Câbles longitudinaux traités

17 Traitement d ouvrage VIPP pour ASF VIPP 211 sur A7N VIPP 118 sur A7

18 VIPP Mise en œuvre du procédé procédé Foreva Ultrasons 18

19 VIPP LES TRAVAUX Traitement des abouts de câbles de précontrainte existante Prélèvement de coulis et test du taux de pollution aux chlorures Mise en place d évents d injection Imprégnation du coulis à l inhibiteur de corrosion Ré-injection au micro coulis Quelques chiffres: Réalisation de 2000 prélèvements et tests chlorures Mise en place de 3000 évents d injection Traitement de 900 abouts 19 de câble sur 2 m

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