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Des solutions pour renforcer les structures existantes

L'apparition de désordres sur une structure en béton armé ou l'augmentation des contraintes d'exploitation justifient un renforcement. Les solutions vont de l'injection des fissures à la précontrainte additionnelle, en passant par l'application de fibres de carbone.

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Deux cas de figure, de natures différentes, peuvent conduire à renforcer les structures en béton armé d'un bâtiment. Le premier d'entre eux est lié à l'apparition, avec le temps, de désordres qui remettent en cause les caractéristiques mécaniques de l'ouvrage. Il s'agit, par exemple, du développement de la carbonatation du béton, ou encore de la formation de fissures.

Le changement des contraintes d'exploitation constitue le second cas de figure. Souvent, la réaffectation des bâtiments se traduit par la modification des surcharges, voire des restructurations lourdes.

Les difficultés tiennent à un rapport étroit entre le cloisonnement des espaces et la structure porteuse. Dès lors, réaménager les locaux revient à modifier la structure même. Les difficultés apparaissent également quand le bâtiment continue à être occupé.

Des reprises en sous-oeuvre

Les problèmes deviennent aigus lorsqu'il s'agit de réaliser de grands espaces libres de poteaux intermédiaires comme des auditoriums. Il faut alors s'orienter vers des techniques de reprise en sous-oeuvre qui nécessitent un phasage rigoureux du chantier pour ne pas déstabiliser l'ouvrage en phase intermédiaire.

Ce genre d'opération devient aujourd'hui monnaie courante tant le patrimoine bâti en béton armé est important et les exigences des maîtres d'ouvrage augmentent. Nombre de bâtiments font l'objet de restructurations lourdes, notamment à Paris où le prix du mètre carré justifie de tels travaux.

Les techniques de renforcement des ouvrages sont multiples et souvent adaptées à chaque chantier. Les plus classiques portent sur l'utilisation de profilés métalliques ou de bacs collaborants (voir fiche pratique p. 77). La section des éléments de structure peut également être augmentée par addition d'armatures passives et projection de béton. Certaines techniques sont innovantes comme le procédé de renforcement par collage de tissu de fibres de carbone (voir en p. 69), qui présente des avantages par rapport au collage de plats métalliques.

POUR EN SAVOIR PLUS...

Articles du Moniteur

Siège d'Axa : « Une reprise en sous-oeuvre complexe », « Le Moniteur » du 16 avril 1999, p. 64.

Dossier « Les bétons performants », « De nouvelles possibilités constructives », « Le Moniteur » du 26 février 1999, p. 64.

Conseil national de l'ordre des pharmaciens : « Réhabilitation lourde pour un ouvrage hétéroclite », « Le Moniteur » du 12 février 1999, p. 76.

« Une structure recomposée », « Le Moniteur » du 1er janvier 1999, p. 36.

Dossier « Réhabilitation du patrimoine », « Le Moniteur » du 27 novembre 1998, p. 84.

Ancien siège du CNRS : « Le Moniteur » du 23 octobre 1998, p. 86.

« Le Cnit révise sa précontrainte originelle », « Le Moniteur » du 16 octobre 1998, p. 70.

Dossier « Acier », « Des solutions pour réhabiliter les bâtiments scolaires des années 60 », « Le Moniteur » du 9 octobre 1998, p. 81.

« 18 000 m2 de bureaux dans l'emprise de trois bâtiments », « Le Moniteur » du 28 août 1998, p. 38.

« Une restructuration lourde en site très enclavé », « Le Moniteur » du 2 mai 1998, p. 62.

La technique dite « des tabourets »

Destinée à des reprises en sous-oeuvre, la technique dite « des tabourets » a été récemment utilisée sur deux opérations parisiennes très significatives : pour la réhabilitation du Conseil national de l'ordre des pharmaciens, avenue Ruysdaël, et pour celle de l'ancien siège social du CNRS, quai Anatole-France. Cette technique consiste à créer dans un mur porteur une poutre de reprise en béton armé. Dans un premier temps, des tabourets métalliques sont placés dans des niches pratiquées dans le mur. La démolition entre les tabourets autorise l'exécution de la poutre. C'est elle qui reprendra les charges lorsque le mur sera démoli en dessous.

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La précontrainte additionnelle La précontrainte additionnelle constitue une technique lourde utilisée couramment dans le monde du génie civil.

Pour le siège d'AXA, avenue Matignon à Paris, elle a servi à reprendre en sous-oeuvre des charges de 1 300 t à la suite de la suppression de deux appuis intermédaires afin d'aménager un auditorium sous un hôtel particulier ddu XVIII siècle. Les contraintes propres au chantier - il s'agit déjà d'une reprise en sosu-oeuvre des années 60 - ont nécessité la réalisation d'une précontrainte à la fois intérieure aux poutres, mais aussi extérieure, necessitant des déviateurs.

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Le béton hautes performances La reprise des efforts grâce à des compléments d'armatures voire la réalisation de poutres de reprise en béton armé peuvent s'avérer délicates à réaliser.

En effet, s'il n'y a pas suffisamment de place, la réalisation du coffrage devient impossible. L'une des solutions est alors d'utiliser des bétons à hautes performances qui présentent des caractéristiques mécaniques supérieures. Résultat, l'encombrement pris par les poutres est réduit, et les armatures peuvent même être supprimées avec certaines formulations. Une autre solution a été adoptée pour la construction d'un immeuble d'habitation de type R + 5 à Vincennes, en banlieue parisienne. Une erreur dans le calcul de structure nécessitait un renforcement de poutres, alors que le bâtiment était déjà avancé. Face à la quasi-impossibilité de couler de nouvelles poutres avec des techniques traditionnelles, un béton autoplaçant a servi à couler des éléments de structure. La mise en oeuvre dans la banche a été effectuée sans vibration et sans crainte de voir apparaître des phénomènes de ségrégation.

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Structure Surélévation de bâtiments HLM

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Une vêture avec enduit mince sur isolant

Des échanges informatisés pour une opération HLM

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Organisation : la réhabilitation d'une copropriété complexe

Rénover les terrasses en aidant à la gestion de l'eau

Réfection de sol sans décapage mécanique

Sommaire dossier

Une croissance sans enthousiasme

REHABILITATION Les aides dans le parc privé

Façade Restauration à l'identique de la « Maison radieuse »

Transformation d'une usine en collège

Création d'un étage léger pour un cinéma converti en hôtel

Reprise en sous-oeuvre sur deux niveaux de sous-sol

Le Grand-Quevilly : six tours de quinze étages des années 70 totalement «relookées »

INFORMATIQUE Un outil d'évaluation pour la réhabilitation

Un hôtel trois étoiles climatisé au gaz

Protections d'urgence provisoires contre le saturnisme

Remplacer les canalisations en plomb

Reconstruire à l'identique un moulin brûlé

Mise en sécurité électrique pour des immeubles HLM

REHABILITATION La mise en sécurité des installations électriques

LOUIS-MARIE MICHON, ingénieur principal de l'entreprise Pradeau & Morin (Fougerolle) « Il faut identifier les descentes de charges »

JEROME STUBLER, directeur technique du groupe Freyssinet « Nous sommes des dermatologues du béton»

PETER TERRELL, gérant de l'ingénierie Terrell Rooke Associés « Il faut maîtriser les déformations »

Des fibres de carbone pour renforcer les structures

Renforcement d'un plancher en site occupé

Transformation d'un hangar en béton armé

Un plancher en bois composite

Des planchers mixtes connectés

Les bacs collaborants acier-béton

Menuiserie Escalier repliable

Vichy Centre de séjour

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Un connecteur de planchers mixtes bois béton

Sauvegarder les premiers ouvrages en béton

Les architectes à l'honneur

« Un contexte porteur pour la qualité architecturale des réhabilitations »

NIMES Place des Esclafidous

PARIS-20e Rues Alexandre- Dumas et de Terre-Neuve

AULNAY-SOUS-BOIS Cité des Merisiers

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