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Les infrastructures maritimes confrontées aux aléas naturels 28 juin 2016 Exploitation de quais en béton précontraint dégradés par la corrosion : Application d’une méthode d’analyse de risques
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Les infrastructures maritimes confrontées aux aléas naturels28 juin 2016
Exploitation de quais en béton précontraint dégradés par la corrosion : Application d’une méthode d’analyse de risques
Les infrastructures maritimes confrontées aux aléas naturels
28 juin 2016
Sommaire
� Présentation des ouvrages maritimes� Problématique de la corrosion� Principe de l’analyse de risque� Détermination des niveaux d’aléa� Détermination de la vulnérabilité� Exemple de résultat obtenu
Les infrastructures maritimes confrontées aux aléas naturels
28 juin 2016
Présentation des ouvrages
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28 juin 2016
Présentation des ouvragesAppontements de type « quai sur pieux »• Dalles constituées de poutres préfabriquées précontraintes
par pré-tension solidarisées transversalement par un hourdis général
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28 juin 2016
Présentation des ouvragesAppontements de type « quai sur pieux »
• Multitudes de travées isostatiques (portées de 6 à 8m),• Surface totale importante de l’ordre de 7000m²,• Des années de construction différentes (1962, 1966 et
1977), soit des ouvrages « anciens » de 39 à 54 ans ,• Charges d’exploitation sévères : routières usuelles +
grues + conteneurs 2t/m²• Mêmes règles de dimensionnement (équ. à la classe I du
BPEL)• Des unités de précontrainte différentes (fils Ø5 ou torons
T13)
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Morphologie des poutres
Présentation des ouvrages
Appontements 3, 4 et 5(1962 et 1966)
Appontements 1 et 2(1977)
2 à 4 lits de Ø5soit 40 à 74 fils
2 à 4 lits de T13soit 7 à 14 torons
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Problématique de la corrosion
Un état apparent dégradé (fissures, traces de corrosion, ragréages…)
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Problématique de la corrosion
=> Risque de perte de capacité portante (effectivement constaté lors d’essais de chargement à la rupture ayant mis en évidence une perte pouvant aller jusqu’à 30% environ)
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Principe de l’analyse de risque
• Aléas (corrosion, fatigue, défaut de conception, séisme, crue, incendie, choc de véhicule…)
• Vulnérabilité (sensibilité de l’ouvrage vis-à-vis de l’aléa)=> Criticité de la structure
• Gravité des conséquences (bilan humain, financier, impacts sur l’environnement…)
=> Risque
RISQUE ALEA VULNERABILITEX=CONSEQUENCE
(ou ENJEU) X
RISQUE DANGER (ou CRITICITE)=CONSEQUENCE
(ou ENJEU) X
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L’aléa= Corrosion des armatures de précontrainte par les chlorures(endommagement interne)
Indicateur du niveau d’aléa : niveau de concentration des chlorures au droit des armatures de précontrainte.Rappel : Une concentration en Cl- de 0,4% de la masse de ciment correspond au seuil d’initiation de la corrosion.
=> Campagne de mesure de la pénétration des Cl- dans l’ensemble des dalles supportant les charges d’exploitation
Résultats constatés : Du fait du ressac et de l’exposition à la houle, les concentrations ne sont pas les mêmes (pour des dalles ayant le même âge) et présentent des différences de teneur notables entre les zones à proximité des appuis (ressac) et les zones à mi-travée.
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L’aléaExemple de résultats obtenus :
Les niveaux d’aléa retenus :
1er
lit faible1
er lit élevée et
2e lit faible
1er
lit élevée et
2e lit élevée
Aléa Faible Elevé Très Elevé
Concentration des chlorures
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La vulnérabilitéElle est déterminée en fonction du pourcentage de précontrainte nécessaire pour assurer la résistance des poutres (�pourcentage admissible de perte par corrosion)=> Ces pourcentages dépendent :• du type de rupture dont on cherche à se prémunir :
• Rupture par excès d’effort tranchant• Rupture par excès de moment fléchissant
• des conditions d’exploitation des appontements :• Position transversale des charges,• Limitation en tonnage,• Limitation de vitesse (majoration dynamique)….
=> On en déduit des niveaux de vulnérabilité vis-à-vis du risque de rupture par flexion ou par effort tranchant en fonction des conditions d’exploitation (à définir/valider).
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La vulnérabilitéRappel des types de rupture :
• Rupture par excès d’effort tranchant : � vérification de l’équilibre de la bielle d’about (vérification réalisée à proximité de l’appui)
• Rupture par excès de moment fléchissant :(vérification réalisée dans la section la plus sollicitée située à proximité de la mi-travée)
Les niveaux de vulnérabilité retenus :
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Le risque
=> On obtient un risque de rupture par effort tranchant et un risque de rupture par flexion.
RISQUE ALEA VULNERABILITEX=
1er
lit faible1
er lit élevée et
2e lit faible
1er
lit élevée et
2e lit élevée
p2 ≤ 33% Très Faible Faible Moyen
33% < p2 ≤ 66% Très Faible Faible Moyen
66% < p2 Faible Moyen Elevé
0% < p1 ≤ 33% Faible Moyen Elevé
33% < p1 ≤ 66% Moyen Elevé Très Elevé
66% < p1 Moyen Elevé Très Elevé
Aléa : "Corrosion par Chlorures"
Vu
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rab
ilit
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Pré
con
tra
inte
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cess
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l'E
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Le risque
=> On obtient un risque de rupture par effort tranchant et un risque de rupture par flexion.
RISQUE ALEA VULNERABILITEX=
1er
lit faible1
er lit élevée et
2e lit faible
1er
lit élevée et
2e lit élevée
p2 ≤ 33% Très Faible Faible Moyen
33% < p2 ≤ 66% Très Faible Faible Moyen
66% < p2 Faible Moyen Elevé
0% < p1 ≤ 33% Faible Moyen Elevé
33% < p1 ≤ 66% Moyen Elevé Très Elevé
66% < p1 Moyen Elevé Très Elevé
Aléa : "Corrosion par Chlorures"
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Merci de votre participation
Anthony HEKIMIAN
Division Ouvrages d’Art du Cerema Méditerranée
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