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Surveiller,
diagnostiquer & renforcer
les structures précontraintes
Journée Technique
Vendredi 25 septembre 2015
à l’Amphithéâtre de la SMABTP
Le guide du STRRES et
le livre de l’AFGC
sur la pérennité du béton précontraint
Daniel Poineau (Consultant)
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Le guide du STRRES et le
livre de l’AFGC
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
3
Le guide du STRRES et le
livre de l’AFGC
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. …
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Le guide FABEM 8 (principaux chapitres)
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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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…
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…
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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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
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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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)
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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Le guide du STRRES FABEM 8
Techniques disponibles pour concevoir des réparations et renforcements par précontrainte additionnelle : hypothèses de calcul
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ELS : 0,85Np. Pm
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
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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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…)
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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Le guide du STRRES FABEM 8
Réalisation des travaux : tablier à poutres préfabriquées de type
VIPP du réseau ASF réparé
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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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)…
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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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 !
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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Le livre de l’AFGC (sa genèse)
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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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.
Effondrement du pont de Ynys-y-
Gwas – Pays de Galles (photo BBC)
Exposé inspiré d’un exposé de
B. Godart à l’AFGC en mars
2015
Le livre de l’AFGC (les chapitres)
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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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)
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
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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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…
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Le livre de l’AFGC historique de la construction des ponts
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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Pont de Villeneuve St-
Georges (1952)
Pont St-Michel à Toulouse
(1958)
Viaduc de Sylans et Glacière (1989) Viaduc de l’Arrêt-
Darré (1987
)
VIPP de St-Nazaire (1975)
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…)
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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Le livre de l’AFGC état du patrimoine
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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Montigny-Le-Bretonneux Ekofisk (Doris) Phare de Berck
Rupture de câble en biseau
derrière une tête d’ancrage Câbles corrodés (VIPP) Pâte blanchâtre
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)
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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Le livre de l’AFGC (la pré-tension dans le bâtiment)
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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Banc de préfabrication Poutrelles
Dalles alvéolées Pré-dalles
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
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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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)
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Le livre de l’AFGC
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
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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Le livre de l’AFGC (Maitrise de la durabilité)
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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Exemples Niveaux de protection Observations
Poutres précontraintes à l’intérieur d’un bâtiment
d’habitation
NP 0
Produit de protection +
cachetage
Dans un environnement sec
Poutres ou dalles précontraintes à l’intérieur d’un bâtiment
d’habitation ou de stationnement.
Ponts courants dans un environnement non agressif
NP 1
Produit de protection
+ capots permanents
Dans un environnement
humide
Réservoir d’eau avec ou sans membrane intérieure
d’étanchéité NP 1 ou NP 2
Voir CCTG 74 ou Eurocode 2
Partie 3.
Structure précontrainte en contact avec des eaux agressives
(stations de traitement des eaux, piscines,…)
NP 2
NP1 + barrière
supplémentaire
(galvanisation, gaine
souple, inox, composites…)
Tunnels en éléments préfabriqués précontraints par post-
tension (traversée sous-fluviale) NP 2
Durée d’utilisation souhaitée
>100 ans
Soin à apporter au niveau
des joints
Pont soumis à des courants vagabonds
Structures soumises à des attaques chimiques
NP3
Surveillance permanente +
précontrainte remplaçable
Le livre de l’AFGC
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
vendredi 25 septembre 2015 Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes
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Pâte blanche et corrosion
fissurante sous tension
Le guide du STRRES et
le livre de l’AFGC
sur la pérennité du béton précontraint
Daniel Poineau (Consultant)
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FIN
Merci de votre attention