Urbanisme Ouvrage d'art

La fibre de carbone retient la tension

Mots clés : Béton - Ouvrage d'art - Produits et matériaux

Un pont en béton précontraint a été renforcé par la pose de fines lamelles en matériau composite.

Le pont de Semuy (Ardennes), construit dans les années 1950, est un ouvrage en béton précontraint – 3 nervures de 22 m de long, 90 cm de large et 60 cm de hauteur sous dalle – qui permet à la RD 25 de franchir le canal de Vouziers. Sa dernière inspection détaillée, en juin 2015, a conclu à un mauvais état général. Sur l’une des nervures en particulier, l’éclatement du béton sur toute une zone avait mis à nu des gaines de précontrainte.

En outre, les investigations complémentaires, par tomographie ultrasonore (lire p. 81) et des sondages ponctuels ont mis en évidence la présence de fils corrodés et révélé de mauvais taux de remplissage du coulis de ciment dans les gaines. Le conseil départemental des Ardennes a donc décidé d’engager des travaux de réhabilitation, consistant à renforcer la structure au moyen d’un dispositif de précontrainte additionnelle.

C’est le système Sika CarboStress qui a fait, pour l’occasion, l’objet d’une première mise en œuvre sur un ouvrage d’art en France. Développé en partenariat avec la société suisse StressHead, le procédé utilise des lamelles préfabriquées en polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC). « Une solution que nous avons proposée en variante, précise Frédéric Romain, directeur général de l’entreprise ESTS qui a réalisé les travaux. Nous connaissions parfaitement ce système grâce aux déplacements que nous avons effectués en Suisse pour l’étudier, et aux nombreux retours d’expérience. » En effet, « la technique est appliquée depuis 1999, principalement dans la confédération helvétique, et recense à ce jour plus d’une centaine de références au niveau interna tional », commente Yvon Gicquel, chef de produits chez Sika France.

Rapide, économique et plus performant. Au-delà de la volonté d’innover, l’usage de cette méthode est justifié par ses avantages par rapport à un procédé traditionnel de post-contrainte par câbles. « Le système est plus rapide et facile à mettre en œuvre, avec des composants plus légers et des blocs d’ancrage de taille réduite. La solution se révèle donc plus économique », ajoute Frédéric Romain. Dans la pratique, une seule des nervures a été renforcée, au moyen de deux tendons CarboStress, larges de 6 cm et épais de 2,6 mm, positionnés de part et d’autre afin de ne pas déséquilibrer la structure. La mise en œuvre a été faite via un ponton flottant, afin de faire l’économie d’un échafaudage. Après repérage des armatures, les travaux ont commencé par la réalisation de deux carottages, où ont été installés les deux ancrages (un fixe et un mobile) scellés à l’aide d’une résine époxydique bicomposant. Ces zones avaient été préalablement renforcées au moyen d’un tissu de carbone, « afin de garantir une bonne répartition des efforts de précontrainte dans la nervure » précise Yvon Gicquel. La mise en tension a été effectuée ensuite, depuis l’ancrage mobile, via un vérin hydraulique. L’ensemble du système (ancrages et lamelle) a ensuite été revêtu d’un capotage afin d’assurer à la fois sa protection et son intégration discrète. Cette solution, insensible à la corrosion, peut être mise en œuvre sur un ouvrage en service car elle participe à la reprise des charges permanentes. Elle autorise des ratios de renforcement plus élevés, par rapport à des systèmes passifs (c’est-à-dire simplement collés). La mise en tension des tendons peut atteindre 220 kilonewtons (kN).

Maître d’ouvrage :conseil départemental des Ardennes. Maître d’œuvre : conseil départemental des Ardennes. Entreprises : ESTS/ ADISS (auscultation). Budget : 36 000 € HT. Délais : cinq semaines (études, diagnostic et pose). Livraison : décembre 2016.

Vous devez être abonné au moniteur pour lire la suite de ce contenu
PAS ENCORE ABONNÉ
ENCADRE

Auscultation - La tomographie ultrasonore, au plus profond de la structure

La tomographie ultrasonore est une technique d’imagerie non destructive, issue du monde médical et de la géophysique, qui consiste à ausculter une structure en béton au moyen d’ondes sonores. L’objectif : évaluer l’homogénéité du matériau en profondeur, à partir des informations enregistrées à sa surface. L’appareil, qui se présente sous la forme d’un petit boîtier portable (15 x 30 cm), déplacé sur l’ouvrage selon les zones à examiner, émet un signal sonore qui se propage à l’intérieur de la structure.

La rencontre de points d’hétérogénéité, qui correspondent à de potentiels défauts, provoque une modification du signal acoustique. Les mesures sont quasi instantanées mais il faut ensuite « reconstruire » en 3D la structure au moyen d’un logiciel qui analyse l’ensemble des trajectoires des ondes en fonction de leur temps de trajet.

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l'utilisation de cookies pour vous proposer des services et offres adaptés à vos centres d'intérêt. OK En savoir plus X