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Réparation et renforcement par précontrainte additionnelle

La rédaction du Moniteur |  le 04/10/2013

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Renforcement des structures de génie civil

Que ce soit dans le magazine (enquête à lire en rubrique Technique & Chantier dans « Le Moniteur » n° 5732 du 4 octobre 2013) ou pour cette publication, les méthodes de renforcement des structures sont le thème de cette semaine.

Ce Cahier pratique traite en effet de la modification et/ou du rétablissement des performances des ouvrages de génie civil. Il a été réalisé avec la collaboration du Syndicat national des entrepreneurs spécialistes de travaux de réparation et renforcement de structures (Strres) et de Gérard Colle, consultant. Est présentée une technique de renforcement (et de réparation) particulière : la précontrainte additionnelle. Ce thème est celui du guide Fabem (Famille béton et maçonnerie) 8, édité par le Strres et disponible sur www.strres.org, document de référence dont est issu le contenu de ce Cahier. Comme le rappelle Christian Tridon, président du Strres, la précontrainte, inventée en son temps par Eugène Freyssinet (1879-1962), permet aujourd’hui de compenser les faiblesses et de restaurer les désordres que subissent les ouvrages d’art et tout particulièrement les ponts.

Références

[1] STRRES, FABEM 8 : Réparation et renforcement des structures par précontrainte additionnelle, STRRES, 2011. (téléchargeable sur www.strres.org)

[2] STRRES, FABEM 7 : Réparation et renforcement des structures par armatures passives additionnelles, STRRES, 2011. (téléchargeable sur www.strres.org)

[3] Cahier des clauses techniques générales applicables – Travaux – Fascicule n° 65 « Exécution des ouvrages de génie civil en béton armé ou précontraint » (arrêté du 6 mars 2008).

Textes officiels

Décret n° 2000-524 du 15 juin 2000 relatif à la composition du cahier des clauses techniques générales applicables aux marchés publics de travaux et approuvant ou modifiant divers fascicules, JO du 18 juin 2000.

Arrêté du 30 mai 2012 relatif à la composition du cahier des clauses techniques générales applicables aux marchés publics de travaux de génie civil, JO du 8 juin 2012.

Arrêté du 6 mars 2008 relatif à la composition du cahier des clauses techniques générales applicables aux marchés publics de travaux et approuvant ou modifiant divers fascicules, JO du 18 juin 2008.

Arrêté du 12 février 2004 approuvant le cahier des clauses techniques générales applicables aux marchés de travaux et approuvant ou modifiant divers fascicules, JO du 27 février 2004.

Cahier des clauses techniques générales applicables – Travaux Fascicule n° 4 « Fournitures d’acier et autres métaux – Titre III – Aciers laminés pour constructions métalliques » (décret n° 2000-524 du 15 juin 2000).

Cahier des clauses techniques générales applicables – Travaux Fascicule n° 56 « Protection des ouvrages métalliques contre la corrosion » (arrêté du 12 février 2004).

Cahier des clauses techniques générales applicables – Travaux Fascicule n° 65 « Exécution des ouvrages de génie civil en béton armé ou précontraint » (arrêté du 6 mars 2008).

Cahier des clauses techniques générales applicables – Travaux Fascicule n° 66 « Exécution des ouvrages de génie civil à ossature en acier » (arrêté du 30 mai 2012).

Circulaire n° 79-78 du 16 août 1979 « Unités de précontrainte ».

Circulaire n° 141 du 26 octobre 1953 « Instructions provisoires relatives à l’emploi du béton précontraint ».

Autres publications

ASQPE, Règlement « ETAG 13 : post-tensioning systems for prestressing of structures » (consultable).

CSTB, Guide de l’agrément technique européen, n° 1 : Chevilles de fixation, cahier n° 3617 du CSTB, 2009.

SETRA, CCTP de renforcement de piles de ponts Protection contre les chocs de véhicules, CTOA, 2004 (revu en 2005).

STRRES, FABEM 1 : 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 par armatures passives additionnelles, 2011.

STRRES, FABEM 8 : Réparation et renforcement par précontrainte additionnelle, 2011.

STRRES, FAEQ 5 : Appareils d’appui, 2010.

Sites Internet à consulter

www.strres.org : Syndicat national des entrepreneurs spécialistes des travaux de réparation et renforcement de structures (STRRES)

www.afgc.asso.fr : Association française de génie civil (AFGC)

www.afnor.org : Association française de normalisation (AFNOR)

www.capeb.fr : Confédération de l’artisanat et des petites entreprises du bâtiment (CAPEB)

www.fntp.fr : Fédération nationale des travaux publics (FNTP)

www.ifsttar.fr : Institut français des sciences et technologie des transports, de l’aménagement et des réseaux (IFSTTAR)

www.oppbtp.fr : Office professionnel de prévention du bâtiment et des travaux publics (OPPBTP)

www.developpement-durable.gouv.fr : Service d’études sur les transports, les routes et leurs aménagements (SETRA)

Normes

AC CWA 14646 (juin 2003) : Exigences relatives à la mise en œuvre de procédés de précontrainte par post-tension et à la qualification de l’entreprise distributrice spécialisée et de son personnel.

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

NF EN 206-1/CN (décembre 2012) : Béton – Partie 1 : spécification, performance, production et conformité – Complément national à la norme NF EN 206-1.

NF EN 206-9 (juin 2010) : Béton – Partie 9 : règles complémentaires pour le béton auto-plaçant.

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 (juillet 2013) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton – Définitions, exigences, 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 des structures en béton – Définitions, exigences, maîtrise de la qualité et évaluation de la conformité – Partie 6 : ancrage de barres d’acier d’armature.

NF EN 1504-9 (novembre 2008) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton – Définitions, exigences et maîtrise de la qualité et évaluation de la conformité – Partie 9 : principes généraux d’utilisation des produits et systèmes.

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 P18-821 (août 2013) : Produits spéciaux destinés aux constructions en béton hydraulique – Produits de calage à base de liants hydrauliques – Caractères normalisés garantis.

NF P18-822 (décembre 2009) : Produits spéciaux destinés aux constructions en béton hydraulique – Produits de calage à base de résines synthétiques – Caractères normalisés garantis.

Réparation et renforcement par précontrainte additionnelle

Comprimer une structure c’est effectivement lui permettre de mieux résister à la traction, donc de mieux s’opposer aux contraintes qu’elle subit.

En vieillissant, une structure, même déjà sous précontrainte, se relâche progressivement et des fissures apparaissent, portes ouvertes aux agents agresseurs extérieurs. Le renforcement par une précontrainte supplémentaire (ou précontrainte tout court) va permettre de comprimer à nouveau la structure et donc de contenir, voire de refermer, ces fissures.

La précontrainte est générée soit par des câbles post-tendus dans des gaines extérieures au béton, soit par des barres d’acier haute performance, soit encore par l’action de vérins insérés par exemple dans une réservation aménagée dans l’ouvrage.

Des déviateurs, en béton ou en métal fixés sur l’extérieur de la structure, permettent de diriger la résultante des efforts de traction dans la direction nécessaire.

Des ouvrages en béton armé traditionnels, présentant des pathologies caractéristiques d’un vieillissement prématuré, peuvent être raidis par la mise en place de ces mêmes dispositifs de précontrainte, leur permettant ainsi de répondre à nouveau au service attendu.

Les premiers ouvrages précontraints datent approximativement des années 1950. Près de 60 ans plus tard, on constate souvent une forte corrosion des câbles. Ceci est très souvent dû à une déficience des équipements d’étanchéité, ainsi qu’à de très mauvaises injections des gaines.

Il est bien évident que la protection de ces câbles ou barres tendus reste la clé essentielle de leur bonne longévité. Il est dommage que, pour des raisons purement économiques, à une certaine époque, on n’ait utilisé d’autres produits que la graisse ou la cire pour protéger ces câbles.

Ces méthodes qui consistent à comprimer la structure par la mise en œuvre de câbles tendus ont été également utilisées sur des ouvrages métalliques voire même en maçonnerie.

Eugène Freyssinet, lorsqu’il a imaginé cette technique, pensait-il qu’un jour elle serait utilisée pour aider de vieux ponts à retrouver une nouvelle jeunesse ?

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

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