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2 L’Aqueduc du Gard sur le Gardon, construit par les Gallo-
Romains entre 40 et 60 Après JC
Une longue tradition de maintenance des
ponts…
S o m m a i r e
Les outils actuels
– L’outil méthodologique
– L’outil informatique
– L’outil de programmation
Les outils en développement ou à créer
– Les outils d’inspection
– L’analyse de risques appliquée à la gestion
des ponts
4
Outils actuels pour la gestion des ponts
Outil méthodologique
Outil informatique
Outil de Programmation
LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL METHODOLOGIQUE
L’outil méthodologique définit :
– La méthodologie de gestion
– La façon dont les ouvrages sont surveillés,
évalués, entretenus, réparés, remplacés, etc.
Il dépend de facteurs tels que :
– Les objectifs fixés par le maître d’ouvrage
– L’organisation administrative du gestionnaire
– Les moyens humains et financiers
LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL METHODOLOGIQUE
L’outil le plus abouti : l’ ITSEOA (1979)
– Première partie : modalités administratives
– Seconde partie : fascicules techniques (~20)
IT 79 actualisée en 1995 par l’IQOA :
– Guide de visite en subdivision
– Procès verbaux de visite
– Catalogues recensant les pathologies (~30)
Instruction Technique pour la Surveillance et l’Entretien des Ouvrages d’Art
Image de la Qualité des Ouvrages d’Art
LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL METHODOLOGIQUE
D’autres outils existent :
les Visites Simplifiées Comparées (VSC)
– Un outil développé pour les villes…
la méthode des Visites Quantifiées
la méthode départementale
la méthodologie utilisée par la SNCF
…
LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL INFORMATIQUE
Un outil d’aide à la gestion qui comporte le
plus souvent les modules suivants :
l’inventaire des ouvrages
la description des ouvrages
le suivi de leur état
la programmation, le suivi et l’historique des
actions de surveillance et des opérations de
maintenance
LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL INFORMATIQUE
Cet outil est capable de faire des tris ou des
recherches multicritères pour pouvoir
répondre à des questions du type :
Quels sont les ponts d’indice d’état > 2 et situés sur
tel itinéraire ?
Quelles sont les actions de surveillance
programmées sur telle période et utilisant tel moyen
de visite ?
Quelle est la liste des chantiers programmés pour une
période donnée ?
LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL INFORMATIQUE
Quelques logiciels d’aide à la gestion existant en France :
LAGORA (SETRA / Direction des Routes)
OASIS + OKAPI (Société TWS)
SCANPRINT (Société ADVITAM)
VSC (Réseau des LPC)
…
LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL DE PROGRAMMATION
L’outil de programmation permet de :
générer des actions de surveillance (éditer un
planning (pluri)annuel de surveillance
planifier les études et auscultations
programmer les travaux
gérer les marchés de travaux
L’outil le plus courant croise un indice de
priorité technique avec un indice socio-
économique
LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL DE PROGRAMMATION
Principaux critères retenus pour bâtir
l’indice socio-économique :
la hiérarchisation du réseau routier
le trafic (notamment PL)
les dessertes de zones économiques ou
touristiques
les accès à des services de santé ou de
secours
la valeur patrimoniale de l’ouvrage
les coûts de déviation
LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL DE PROGRAMMATION
7
6
5
4
3
2
1
1 2 3 4 5
Indice de priorité
socio-économique
Ouvrages de
priorité 1
Ouvrages de
priorité 2
Ouvrages de priorité 3 Ouvrages de priorité 4
Indice de priorité technique
14
Les outils d’inspection en
développement…
Saisie informatisée des défauts
Relevé à distance des désordres
Utilisation de drones
Inspections ciblées
LES OUTILS EN DEVELOPPEMENT
La saisie graphique informatisée des
désordres sur le terrain :
Grâce aux tablettes graphiques…
Enregistrement direct sur ordinateur des
désordres (plans préparés à l’avance)
Prise de photographies numériques
Edition automatique du rapport…
SAUF pour les conclusions et préconisations !!…
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Les outils d’inspection en
développement…
Saisie informatisée des défauts
Relevé à distance des désordres
Utilisation de drones
Inspections ciblées
LES OUTILS EN DEVELOPPEMENT
La cartographie de désordres à distance :
Système faisant appel à une caméra équipée de capteurs
CCD couleur et à un distancemètre montés sur un trépied
motorisé et pilotables selon les 3 directions
Permettant la saisie des défauts avec une précision de
1 mm à 100 m
Permettant le suivi de fissuration dans le temps par
comparaison entre deux images numérisées
Adapté aux ouvrages d’accès difficile
Exemple du système SCANSITES de la société SITES
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Les outils d’inspection en
développement…
Saisie informatisée des défauts
Relevé à distance des désordres
Utilisation de drones
Inspections ciblées
LES OUTILS EN DEVELOPPEMENT
L’utilisation de drones :
Engins volants pouvant être équipés d’appareils photos
ou de caméra numérique
Permettant l’inspection d’ouvrages d’accès difficiles ou
situés dans des environnements contraignants
Pouvant remplacer certains moyens d’accès ou des
interventions humaines acrobatiques
MAIS encore de nombreux problèmes à améliorer :
stabilisation en vol, pilotage simplifié, autonomie, …
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Utilisation des drones
Amélioration faite par le LCPC
– stabilité pendant le vol afin d’avoir les images
les plus nettes possible…
– Simplification de l’autonomie en vol
– Géo-localisation par GPS
– Plateforme d’emport qui permet l’installation
de différentes caméras et d’appareils de
mesure
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Les outils d’inspection en
développement…
Saisie informatisée des défauts
Relevé à distance des désordres
Utilisation de drones
Inspections ciblées
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Inspections ciblées : Objectifs
Améliorer les procédures de gestion et promouvoir
la maintenance préventive des ponts en
introduisant :
– une méthodologie d’analyse des vulnérabilités des
structures de génie civil afin d’optimiser la surveillance
des parties les plus sensibles des ponts, en termes de
fréquences d’inspection et de méthodes d’auscultation ;
– un suivi des indicateurs de vieillissement représentant
une perte de durabilité, de qualité de service ou de
capacité portante, sur une base plus ou moins
régulière, avec l’aide de techniques non-destructives.
34
Inspections ciblées : Objectifs
Etablir un contrôle de santé des ponts
avant l’occurrence attendue de
désordres, tels que l’apparition d’aciers
passifs corrodés, pour programmer le suivi :
– la programmation des prochaines actions de
surveillance, avec éventuellement des
inspections détaillées et/ou des inspections
ciblées ;
– l’implémentation d’un traitement préventif.
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Inspections ciblées : exemple
Si l’on examine le problème de la durabilité du béton armé vis-à-vis de la corrosion, on pourrait mettre en oeuvre pour un tablier de pont : – dans un environnement de campagne, de simples
essais incluant des mesures d’enrobage, de profondeur de carbonatation, ... programmées approximativement tous les 25 ans ;
– Dans un environnement marin : des essais plus complets (avec au minimum des profils de chlorures, ...), programmées plus souvent (tous les 10 ou 15 ans, par exemple).
L’interprétation de ces résultats d’essais déterminerait s’il faut appliquer des traitements préventifs comme l’application d’un revêtement de surface…
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Analyse de risques appliquée à la gestion
des ponts
L’analyse de risques est un outil puissant pour éffectuer certains choix stratégiques quand les ressources financières du gestionnaire ne sont pas extensibles, par exemple, pour la gestion d’un parc de structures existantes. Dans les méthodes d’analyse de risques, plusieurs catégories de risques sont identifiées :
– le risque d’effondrement de tout ou partie d’une structure:
c’est le risque le plus grand et le plus sérieux qui a des conséquences humaines, financières et écologiques ;
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Analyse de risques appliquée à la gestion
des ponts
- le risque de perte de service de l’infrastructure: le tunnel ne s’effondre pas mais il ne peut pas être utilisé pour une certaine durée, ce qui a des conséquences importantes sur l’activité socio-économique d’une région;
- le risque financier sur le coût total du projet, sur sa durée en raison des aléas de construction ou d’une inadaptation aux besoins futurs, ...
- le risque d’évolution de l’environnement extérieur.
En France, la première application de l’analyse de risques a été conduite en 2007 par C. Cremona au LCPC (avec l’aide des CETE) sur les VIPP du Réseau autoroutier concédé à la demande de ‘ASFA (Association Française des Sociétés d’Autoroutes)
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Le problème de l’évaluation des VIPP
Certains VIPP présentent de forts déficits de précontrainte dus à la corrosion ou à la rupture de fils/torons
Ces défauts ne peuvent pas être détectés par une inspection visuelle : pas de signes extérieurs visibles …
Il n’existe pas de méthodes CND pour évaluer l’état global des câbles de précontrainte, ni la capacité portante résiduelle !…
Et donc : :: Comment évaluer ces ponts ?
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Analyse de risques appliquée à la gestion des VIPP
Basée sur l’analyse de Sureté de
Fonctionnement avec 4 étapes :
– Analyse fonctionnelle interne
– Analyse Préliminaire de risques
– Quantification des risques
– Analyse détaillée de Criticité
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Analyse fonctionnelle interne
Elle recouvre les aspects suivants :
l'inventaire détaillé des ouvrages concernés comprenant
notamment leurs caractéristiques techniques (date de
construction, entreprise, bureau d'étude, dimensions, chape
d'étanchéité…),
la récupération des données des dossiers d’ouvrages
(récolement et suivi, entretien et réparations, rapports
d'inspections détaillées, dates et principales conclusions,
liste des travaux, trafic supporté) et le recensement des
éventuels modes d'exploitation exceptionnelle de chacun
des ouvrages (passage de convoi exceptionnel…),
le recensement et l’analyse des réparations déjà réalisées
(attelages, changement d'appuis…),
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Analyse fonctionnelle interne
Elle recouvre aussi les aspects suivants :
l'analyse de l'environnement de l'ouvrage (agressivité,
franchissement, accès, ambiance, réseau environnant,
agressivité, viabilité hivernale, fréquence et nature des
produits de déverglaçage…)
l'analyse des matériaux constituants (béton, précontrainte,
coulis, gaine…) et des méthodes de construction,
l'analyse des méthodes de calculs de l'époque( règlements,
largeur circulable et roulable, surcharge),
l'inventaire et l’analyse des investigations réalisées
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L’analyse préliminaire de risques (APR)
L’analyse préliminaire de risques (APR) est une analyse déductive basée sur les informations disponibles dans les dossiers d’ouvrage qui aboutit à une classification des ponts en cinq classes.
Elle cherche à identiifier les facteurs ou les évènements qui pourraient réduire la performance du pont, et à affecter à chaque pont une note de sévérité selon des critères prédéterminés .
Pour classer les risques présentés par les VIPP, on a considéré qu’une structure construite en suivant les règles habituels de chargement et de calculs, avec une conception moderne, et un hourdis non précontraint ne posait pas de risque spécial.
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L’analyse préliminaire de risques
Une conception sans risque particulier reçoit une note de zéro. En partant de cet état de référence, un facteur quelconque est généralement évalué sur une échelle de 4 niveaux de critères allant de +1 à +4. Certains facteurs ont une note plus grande (comme par exemple “Etat de la précontrainte” et “Cotation IQOA“). Par ailleurs, des améliorations apportées aux structures peuvent augmenter leurs performances, ce qui conduit à des notes négatives.
L’analyse préliminaire de risques met en lumière les thèmes classiques sensibles comme la conception globale, la construction, l’exploitation et la maintenance, l’environnement, avec une grande attention portée sur la qualité de la précontrainte : précontrainte initiale et son état.
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L’analyse préliminaire de risques
Classification des ponts Note APR
No risk 0 to 20
Risk moderate 20 to 40
Risk rather high 40 to 60
Risk High 60 to 80
Risk very high 80 to 100
Indice de qualité globale du pont
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Quantification des Risques (QR)
Définir et proposer des investigations complémentaires
nécessaires pour caractériser l'état de chaque ouvrage et
de chaque famille,.
La quantification du risque mécanique est basée sur de simples indicateurs pour évaluer l’aptitude au service (ELS: états limites de service) et la sécurité structurale (ELU: états limites ultimes). Dans ce but, la criticité est représentée par un indicateur de criticité générique du type :
I = Sollicitation / Action
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Quantification des Risques
En raison de la complexité des ponts de type VIPP, un indicateur unique ne peut représenter le comportement d’un pont.
Par conséquent, plusieurs indicateurs sont retenus :
– la résistance du hourdis recevant les charges de trafic
– la résistance des poutres principales longitudinales
– la résistance des appuis.
Pour les poutres qui appartiennent à une travée unique, nous considérons qu’une bonne évaluation de leur résistance consiste à controler leur résistance en flexion à mi-portée et leur résistance à l’effort tranchant sur appui.
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Quantification des Risques
L’indice global QR est calculé en retenant le maximum des différentes indicateurs :
Indice QR
1 Bon
2 Assez bon
3 Correct
4 Médiocre
5 Mauvais
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Analyse de la criticité
Classe
APR
Classe QR
1
2
3
4
5
0-20
0 %
3 %
4 %
0 %
0 %
20-40
5 %
8 %
34 %
7 %
9 %
40-60
3 %
3 %
14 %
3 %
5 %
60-80
0 %
0 %
1 %
0 %
2 %
> 80
0 %
0 %
0 %
0 %
1 %
50
Analyse de la criticité
Criticité globale
A
Pont sain
B
Pont peu dégradé
C
Pont dégradé
D
Pont très dégradé
Criticité globale des VIPP
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Analyse de risques appliquée aux ponts de l’Etat
Suite au succès de cette expérimentation, le Sétra a
proposé à la Direction des Routes de développer une méthodologie pour analyser les risques pour certains types de ponts considérés comme “sensibles” ; quatre familles de structures ont été identifiées comme prioritaires :
– les VIPP
– Les buses métalliques
– Les ouvrages en terre armée
– Les structures situées en milieu aquatique avec risque d’affouillement .
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