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Les procédés d’investigation surles ouvrages enbéton armé
Colloque Le Pont 2018
Nicolas Bessoule
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Préambule
AUSCULTATION INGÉNIERIEAnalyse DOA,
Analyse structurelle, Recalcul
INSPECTIONVisite annuelle, quantifiée,
inspection détaillée
DIAGNOSTIC
Colloque Le Pont 2018
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I. Les méthodes d’auscultation
Une classification
Méthodes de terrain Méthodes de laboratoire
Colloque Le Pont 2018
Structure Matériau en place Prélèvements
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I. Les méthodes d’auscultation
1. Méthodes de terrain / Structure
Objectif de l’auscultation de la structure :Analyser le fonctionnement réel d’un ouvrage ou d’une partie d’ouvrage, à vide ou sous chargement (identifier les causes d’une anomalie, confirmer la justesse d’un modèle de calcul)
Types de méthodes utilisées :• Mesures de déformations générales et de mouvements
• Mesures de forces (réactions d’appui)
• Mesures locales de fonctionnement
• Essais statiques de chargement
• Essais dynamiques
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I. Les méthodes d’auscultation
Moyens, outils d’investigations :• Topométrie
• Métrologie
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1. Méthodes de terrain / Structure
6 Colloque Le Pont 2018
I. Les méthodes d’auscultation
A consulter :
1. Méthodes de terrain / Structure
7 Colloque Le Pont 2018
I. Les méthodes d’auscultation
A consulter :
1. Méthodes de terrain / Structure
8 Colloque Le Pont 2018
I. Les méthodes d’auscultation
A consulter :
1. Méthodes de terrain / Structure
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I. Les méthodes d’auscultation
Une classification
Méthodes de laboratoireMéthodes de terrain
PrélèvementsStructure Matériau en place
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I. Les méthodes d’auscultation
2. Méthodes de terrain / Matériau en place
Objectif de l’auscultation du matériau :Apprécier l’état, les propriétés des matériaux en place et/ou reconnaître la configuration de la structure (identifier les causes d’une anomalie, collecter les données d’entrée pour un recalcul)
Types de méthodes utilisées :
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Ondes mécaniques
▪ Ultrasons
▪ Tomographie
▪ Impact-écho
▪ Admittanceacoustique
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Electromagnétiques
▪ Pachomètre
▪ Radar
Autres
▪ Thermographie IR
▪ Scléromètre
▪ Essai d’adhérence
▪ Sondage destructif
●●●
Electriques et électrochimiques
▪ Résistivité électrique
▪ Potentiel de corrosion
▪ Vitesse de corrosion
Méthodes d’auscultation du matériau en place
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I. Les méthodes d’auscultation
2. Méthodes de terrain / Matériau en place
Colloque Le Pont 2018
A consulter :
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I. Les méthodes d’auscultation
2. Méthodes de terrain / Matériau en place
Colloque Le Pont 2018
A consulter :
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I. Les méthodes d’auscultation
2. Méthodes de terrain / Matériau en place
Colloque Le Pont 2018
A consulter :
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I. Les méthodes d’auscultation
Une classification
Méthodes de laboratoireMéthodes de terrain
Matériau en placeStructure Prélèvements
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I. Les méthodes d’auscultation
3. Méthodes de laboratoire / Prélèvements
Colloque Le Pont 2018
Objectif des essais et analyses sur prélèvements :Caractériser les propriétés des matériaux (béton, acier) et/ou détecter la présence de pathologies (collecter les données d’entrée pour un recalcul, identifier les causes de désordres observés sur l’ouvrage)
Types de méthodes utilisées :
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Essais mécaniques▪ Résistance à la compression
simple
▪ Résistance à la traction
▪ Module d’élasticité
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Méthodes d’auscultation sur prélèvements
Mesures physiques▪ Porosité, densité
▪ Profondeur de carbonatation
▪ Vitesse de propagation du son, résistivité
▪ Perméabilité au gaz, à l’eau
▪ Coefficient de diffusion des chlorures
Analyses chimiques▪ Dosage des ions chlorures, sulfates
▪ Dosage en alcalins
▪ Mesure du taux d’hydratation et pH
▪ Estimation du dosage en ciment
▪ Analyses IRTF, ATG, DRX
Observations microscopiques▪ Microscope optique
▪ Microscope électronique à balayage
▪ Test à l’acétate d’uranyle
Essais vieillissement accéléré
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I. Les méthodes d’auscultation
3. Méthodes de laboratoire / Prélèvements
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A consulter :
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I. Les méthodes d’auscultation
3. Méthodes de laboratoire / Prélèvements
Colloque Le Pont 2018
A consulter :
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II. Le programme d’auscultationLa situation
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II. Le programme d’auscultationLa situation
Colloque Le Pont 2018
?
?
!
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II. Le programme d’auscultationDe l’auscultation au diagnostic
Question :
Comment choisir les méthodes d’auscultation adéquates pour réaliserun diagnostic pertinent ?
Réponse :
En s’appuyant une méthode de diagnostic
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II. Le programme d’auscultationLes méthodes de diagnostic / comment les mettre au point ?
Littérature
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II. Le programme d’auscultationLes méthodes de diagnostic / comment les mettre au point ?
A consulter :
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II. Le programme d’auscultationLes méthodes de diagnostic / comment les mettre au point ?
A consulter :
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II. Le programme d’auscultationLes méthodes de diagnostic / comment les mettre au point ?
A consulter :
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II. Le programme d’auscultationLes méthodes de diagnostic / comment les mettre au point ?
Littérature AMO conseil
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II. Le programme d’auscultation
les bonnes techniques, aux bons endroits, en nombre suffisant
Le pré-diagnostic
Analyse du DOA
Examen IDP
récente
Pré-diagnostic
Programme auscultation
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Objectif :
Formuler des hypothèses sur l’origine probable (ou les origines probables)des désordres observés, afin d’orienter correctement le diagnostic
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II. Le programme d’auscultation
Pathologie suspectée Pathologie avérée
Diagnostic MATERIAUXvieillissement, dégradation
du béton armé
▪ Nature ?▪ Intensité ?▪ Etendue ?
▪ Potentielévolutif ?
▪ Solution de réparation ?
▪ Incidence sur la résistance ?
▪ Analyse du mode de fonctionnement réel de la structure (ou d’un élément)
▪ Reconnaissance de la structure (géométrie, ferraillage)
▪ Evaluation de la capacité portante
Diagnostic STRUCTURELfissuration excessive, déformation anormale,
mouvement du tablier, etc
Le pré-diagnostic / Orienter le diagnostic : les 2 grands axes
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III. Un exemple – Auscultation d’un PIPOL’ouvrage
18 m
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4,4 m
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III. Un exemple – Auscultation d’un PIPOLa surveillance
Colloque Le Pont 2018
1988
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III. Un exemple – Auscultation d’un PIPOLa surveillance
Colloque Le Pont 2018
1993
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III. Un exemple – Auscultation d’un PIPOLa surveillance
Colloque Le Pont 2018
1993
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III. Un exemple – Auscultation d’un PIPOLe pré-diagnostic
Analyse du dossier d’ouvrage :
• Traverse : élancement très important(1/33ème pour une plage courante de 1/20 – 1/25ème)
• Culées : conception inhabituelle, avec les murs en retours encastrés dans lespiédroits (formant un ensemble monolithique très rigide)
Colloque Le Pont 2018
Analyse des inspections de 1988 et 1993 :
• Augmentation significative de la fissuration de la dalle en flexion
• Apparition d’une déformation de la dalle
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III. Un exemple – Auscultation d’un PIPOLe pré-diagnostic
Analyse du dossier d’ouvrage :
• Traverse : élancement très important(1/33ème pour une plage courante de 1/20 – 1/25ème)
• Culées : conception inhabituelle, avec les murs en retours encastrés dans lespiédroits (formant un ensemble monolithique très rigide)
• Dimensionnement : mené comme pour un portique classique, avec despiédroits flexibles
Colloque Le Pont 2018
Analyse des inspections de 1988 et 1993 :
• Augmentation significative de la fissuration de la dalle en flexion
• Apparition d’une déformation de la dalle
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III. Un exemple – Auscultation d’un PIPO
Un recalcul pour :
• Contrôler que le comportement observéde l’ouvrage est cohérent compte tenu dela conception
• Evaluer le degré de sécurité réel, comptetenu du ferraillage en place dans latraverse et les zones d’encastrement
Un essai de chargement, pour corréler les résultats du calcul avec les déformées de la traverse mesurées sur site
Vers un diagnostic structurel
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AUSCULTATION
INGÉNIERIE
INSPECTION
Inspection détaillée
Insp. exceptionnelle
Analyse DOA
Recalcul
Structure
Matériau en place
Prélèvements
Pré-diagnostic
DiagnosticSTRUCTUREL
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III. Un exemple – Auscultation d’un PIPOLe pré-diagnostic / la suite
1997
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III. Un exemple – Auscultation d’un PIPO
Colloque Le Pont 2018
Première étape : identifier la nature de la pathologie (RAG ou RSI ?)
Programme :
• Sur terrain : prélèvements d’éprouvettes de béton par carottage, aprèsdétection du positionnement des armatures /
• En laboratoire : test à l’acétate d’uranyle / dosages des sulfates / MEB ?
Verdict : RSI
Vers un diagnostic matériaux
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III. Un exemple – Auscultation d’un PIPO
Colloque Le Pont 2018
Seconde étape : évaluer le potentiel de réaction
• En laboratoire : essais de gonflement à 52 semaines
• Sur terrain : mise en place de trièdres pour être en mesure de qualifier la vitessed’évolution
Vers un diagnostic matériaux
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AUSCULTATION
INGÉNIERIE
INSPECTION
Inspection détaillée
Insp. exceptionnelle
Analyse DOA
Recalcul
Structure
Matériau en place
Prélèvements
Pré-diagnostic
DiagnosticMATERIAUX
DiagnosticSTRUCTUREL
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III. Un exemple – Auscultation d’un PIPOLe diagnostic / la suite
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2012
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AUSCULTATION
INGÉNIERIE
INSPECTION
Inspection détaillée
Insp. exceptionnelle
Analyse DOA
Recalcul
Structure
Matériau en place
Prélèvements
Pré-diagnostic
DiagnosticMATERIAUX
DiagnosticSTRUCTUREL
Colloque Le Pont 2018
2019
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Pour conclure – à boucler
Colloque Le Pont 2018
FIN