Renforcement des structures en béton

Spécial béton

D’une analyse de la filière dans les pages « Focus » à un dossier sur l’utilisation des bétons fibrés à ultrahautes performances (BFUP) dans le dossier de la semaine, le béton est omniprésent dans « Le Moniteur » n° 5657 du 27 avril 2012.

Pour compléter ces différentes approches, le thème choisi pour ce nouveau Cahier pratique est le « Renforcement des structures en béton ».

Ce sujet est proposé dans la continuité du Cahier pratique n° 5600 du 25 mars 2011 dédié à la « Réparation du béton » également réalisé en collaboration avec le Syndicat national des entrepreneurs spécialistes de travaux de réparation et renforcement de structures (STRRES).

Ce Cahier pratique reprend ainsi en partie les techniques traitées dans le guide STRRES FABEM 7, disponible sur www.strres.org tout comme les autres publications du STRRES.

Renforcement des structures en béton

Les structures en béton armé se dégradent : c’est un fait connu.

Ces dégradations ont plusieurs origines : le vieillissement naturel des matériaux, les agressions chimiques provoquées par des agents extérieurs, comme, en particulier, les chlorures et le CO2 pour la carbonatation, des contraintes mécaniques nouvelles, sans évoquer celles dues à des événements naturels exceptionnels. Mais il faut également compter avec les modifications fonctionnelles. Ici encore il paraît nécessaire de bien préciser la différence entre la réparation et le renforcement. « Je répare » pour remettre la structure dans son état initial, « je renforce » pour lui permettre de faire face à des contraintes nouvelles.

Nous traitons dans ce Cahier pratique des techniques de renforcement.

Le but recherché ici est de permettre à l’ouvrage de faire face à de nouvelles conditions d’utilisation tout en conservant sa structure initiale. Élargir le tablier d’un pont, par exemple, sans modifier la géométrie de ses appuis, va nécessiter de faire « travailler » différemment l’ensemble de la structure. Il faudra donc renforcer ces différents éléments pour qu’ils puissent résister à ces nouvelles conditions.

Le « catalogue » des procédés permettant d’atteindre ces objectifs est repris dans les guides STRRES.

On peut néanmoins classer les solutions disponibles en deux grandes familles : les renforcements par ajout de matière et les renforcements par ajout d’armatures complémentaires.

Pour la première catégorie, la liste est sans limite, chaque cas étant un cas particulier. On peut citer pêle-mêle, le ceinturage d’une fondation par un « corset » en béton, les consoles ou corbeaux en béton qui permettront de réduire la portée d’une poutre, la dalle en béton que l’on coulera par-dessus celle existante afin d’en augmenter l’inertie, etc.

La seconde famille peut à nouveau être partagée en deux parties : les armatures dites « passives », collées sur la structure et les armatures mises en tension (plus généralement connues sous la désignation de précontrainte additionnelle). Le guide FABEM 7 traite des premières et FABEM 8 des secondes.

Ce Cahier pratique présente une partie des techniques traitées dans le guide FABEM 7.

La recherche d’adéquation avec le « développement durable » favorise le besoin en matière de renforcement des structures en béton. Il est et sera de plus en plus d’actualité. La technologie moderne nous offre déjà une panoplie remarquable, et les recherches continuent.

À l’imagination de l’ingénieur d’en être le liant adapté et efficace.

Christian Tridon

Président du STRRES (Syndicat national des entrepreneurs spécialistes de travaux de réparation et renforcement de structures)

Ce Cahier pratique a été réalisé avec la collaboration de Gérard Colle.

Références

[1] STRRES, Réparation du béton, Cahier pratique, Le Moniteur n° 5600, 25 mars 2011.

[2] STRRES, FABEM 7 : Réparation et renforcement des structures par armatures passives additionnelles, 2011.

[3] J. Bresson, Nouvelles recherches et applications concernant l’utilisation des collages dans les structures. Béton plaqué, Annales de l’ITBTP, Série béton et béton armé, n° 278, 1971.

Textes officiels

? Règlement (CE) n° 1907-2006 concernant l’enregistrement, l’évaluation et l’autorisation des substances chimiques, ainsi que les restrictions applicables à ces substances (REACH).

? Circulaire interministérielle DGPR/DGCCRF/DGT/DGS/DGDDI du 14 mars 2012 relative aux contrôles des substances et produits chimiques. (Texte non paru au Journal officiel)

Ouvrages

? Guillemont P., Aide-mémoire – Béton armé, 3e éd., Dunod/ Éditions du Moniteur, 2009.

? Perchat J., Traité de béton armé, Éditions du Moniteur, 2010.

Autres publications

? STRRES, FABEM 1 : La reprise des bétons dégradés, 2008.

? STRRES, FABEM 2 : Traitement des fissures par calfeutrement ou pontage et protection localisée ou création d’un joint de dilatation, 2007.

? STRRES, FABEM 3 : Traitement des fissures par injection, 2007.

? STRRES, FABEM 4 : Protection des bétons, 2007.

? STRRES, FABEM 5 : Béton projeté, 2008.

? STRRES, FABEM 6 : Réparation et renforcement des maçonneries, 2011.

? STRRES, FABEM 7 : Réparation et renforcement des structures par armatures passives additionnelles, 2011.

? STRRES, FABEM 8 : Réparation et renforcement des structures par précontrainte additionnelle, mise en ligne prévue en 2012.

? CCTG (cahier des clauses techniques générales des marchés publics de travaux) : Fascicule 65A – Exécution des ouvrages de génie civil en BA et BP.

? Association française de génie civil (AFGC), Réparation et renforcement des structures en béton au moyen des matériaux composites – Recommandations provisoires, version mise à jour et complétée, 2011.

? Règlement de calcul du 12 août 1965 (IP1-Instruction provisoire relative à l’emploi du béton précontraint).

Sites Internet à consulter

• www.strres.org

• www.cstb.fr

Normes

NF EN 206-1 (avril 2004) : Béton – Partie 1 : spécification, performances, production et conformité.

NF EN 1504-2 (avril 2005) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton – Définitions, prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conformité – Partie 2 : systèmes de protection de surface pour le béton.

NF EN 1504-3 (février 2006) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton – Définitions, prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conformité – Partie 3 : réparation structurale et réparation non structurale.

NF EN 1504-4 (mars 2005) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton – Définitions, prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conformité – Partie 4 : collage structural.

NF EN 1504-5 (mars 2005) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton – Définitions, prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conformité – Partie 5 : produits et systèmes d’injection du béton.

NF EN 1504-6 (novembre 2006) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton – Définitions, prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conformité – Partie 6 : ancrage de barres d’acier d’armatures.

NF EN 1504-7 (novembre 2006) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton – Définitions, prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conformité – Partie 7 : protection contre la corrosion des armatures.

NF EN 1504-10 (avril 2004) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton – Définitions, prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conformité – Partie 10 : application sur site des produits et systèmes et contrôle de la qualité des travaux.

NF EN 1542 (juillet 1999) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton – Méthodes d’essais – Mesurage de l’adhérence par traction directe.

NF EN 1766 (mars 2000) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton – Méthodes d’essais – Bétons de référence pour essais.

NF EN ISO 868 (juillet 2003) : Plastiques et ébonite - Détermination de la dureté par pénétration au moyen d’un duromètre (dureté Shore).

NF EN ISO 3274 (mars 1998) : Spécification géométrique des produits (GPS) – État de surface : méthode du profil – Caractéristiques nominales des appareils de contact (palpeur).

NF EN ISO 4288 (mars 1998) : Spécification géométrique de produits (GPS) – État de surface : méthode du profil – Règles de procédures pour l’évaluation de l’état de surface.

NF EN ISO 17660-1 (décembre 2008) : Soudage des aciers d’armatures – Partie 1 : assemblages transmettant des efforts.

FD P18-823 (octobre 2011) : Produits de scellement à base de liants hydrauliques ou à base de résines synthétiques – Recommandations pour la conception et le dimensionnement des scellements de barres d’armature dans le béton armé.

NF EN 1990/A1 (juillet 2006) : Eurocode – Bases de calcul des structures.

NF EN 1992-1-1/NA (mars 2007) : Eurocode 2 – Calcul des structures en béton – Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments – Annexe nationale à la NF EN 1992-1-1:2005 – Règles générales et règles pour les bâtiments.

NF EN 1992-1-2 (octobre 2005) : Eurocode 2 – Calcul des structures en béton – Partie 1-2 : règles générales – Calcul du comportement au feu.

NF EN 1992-2 (mai 2006) : Eurocode 2 – Calcul des structures en béton – Partie 2 : ponts en béton – Calcul des dispositions constructives.

NF EN 1992-3 (décembre 2006) : Eurocode 2 – Calcul des structures en béton – Partie 3 : silos et réservoirs.