[TO] Règles techniques Industrie

Renforcement d’une cheminée d’aciérie

Mots clés : Cheminée

«Il s’agit, structurellement parlant, d’un véritable spaghetti de béton ! » C’est avec humour que Christophe Paulard, directeur général de Technirep (filiale de GCBTP) décrit la silhouette longiligne de la cheminée de 120 m de hauteur et 6 m de diamètre qui domine le site industriel d’ArcelorMittal de Fos-sur-Mer (Bouches-du-Rhône). Cet ouvrage, édifié en 1974, qui assure l’évacuation des gaz de chauffage (250 °C) provenant des 126 fours de production de coke, est constitué d’une couche de briques réfractaires entourée d’une épaisseur de béton de 20 cm, comportant deux nappes d’acier. « Le béton de cette tour était très fortement dégradé sur une zone de 600 m 2 , située sur la demi-face sud entre 30 et 80 m de hauteur », commente Christophe Paulard.

Béton abîmé par la vapeur d’eau brûlante

A quoi était due cette pathologie particulière ? Au pied de la cheminée, côté sud, une tour dite « d’extinction » de 30 m de hauteur, expulse en permanence toutes les 10 minutes les jets de vapeur d’eau brûlante (80 °C) provenant de la phase de refroidissement du coke (le matériau en fusion, acheminé par wagonnet, y est noyé brutalement sous 100 m 3 d’eau). En cas de mistral, aucun problème, le vent pousse naturellement les fumées vers le sud. En revanche, lorsque le vent souffle du sud, il rabat la vapeur sur l’ouvrage. Même à faible vitesse, les vents provoquent un effet vortex qui a tendance à faire monter les gaz autour du conduit. C’est donc le flux de vapeur chaude continu par temps de mistral qui avait peu à peu attaqué le béton.
L’ampleur des désordres constatés nécessitait d’ôter et de remplacer la nappe d’acier extérieure, de curer le béton sur 15 cm d’épaisseur, puis de reconstituer la surface avec du béton projeté. Pour ne pas créer de point faible et risquer de fragiliser la structure qui aurait pu plier sous l’action du mistral, « nous avons dû mettre au point une méthodologie très particulière, la phase travaux risquant de s’avérer, au final, dangereuse pour la cheminée », précise Christophe Paulard. Pour pallier ce danger, la zone a été modélisée, l’intervention s’effectuant ensuite par sections décalées, de façon à constituer des points de renforts successifs. « Nous avons débuté par la partie centrale, en remontant, sur une bande d’un mètre de largeur, afin de faire de cette génératrice une sorte de poteau-raidisseur. » Pour éviter au maximum la présence de tuyaux, qui auraient augmenté la prise au vent ou qui auraient pu être brûlés par la vapeur, l’entreprise a opté pour une projection par voie humide, le béton étant acheminé jusqu’à l’espace de travail – deux plates-formes Fraco ACT 8, installées de part et d’autre de la cheminée et reliées par une large passerelle de jonction – par l’intermédiaire d’un treuil.
Par ailleurs, le chantier étant totalement conditionné par les contraintes de vent, le béton a été formulé pour être sans retrait et à prise rapide. En effet, bien que les créneaux horaires du chantier aient été programmés pour travailler sous vent favorable, un retournement brutal n’était pas à exclure. Pour garantir la sécurité du personnel, un sas pressurisé avait donc été installé au sommet des plates-formes, afin de permettre au personnel, équipé d’une combinaison ignifugée et d’un masque de protection, de venir se réfugier dans cet espace sécurisé.

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ENCADRE

Fiche technique

Maîtrise d’ouvrage : Arcelor-Mittal. Conception et travaux : Technirep.

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