Durabilite Approche

7/24/2019 Durabilite Approche

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Application de lapproche performantielle de ladurabilit des ouvrages dart

Dmarche gnrale, principes et limites

Bruno GODARTBruno GODART

Laboratoire Central des Ponts et Chausses (LCPC)Laboratoire Central des Ponts et Chausses (LCPC)

Journe COTITA Ouest et NormandieJourne COTITA Ouest et Normandie--Centre, 21 octobre 2010Centre, 21 octobre 2010


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LES CONDITIONS ESSENTIELLES DE LA DURABILITE

- Une conception soigne :

aspects lis lvacuation des eaux

matrise de la fissuration

dispositions denrobage

- un choix appropri des matriaux

- une bonne qualit dexcution

- des contrles adapts

- une utilisation conforme au projet

- une maintenance rgulire


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LAPPROCHE PERFORMANTIELLEUne dmarche innovante, globale et prdictive de la durabilit desstructures en bton arm, base sur :

-- la notion dindicateurs de durabilit

-- une dmarche scientifique

-- des formules locales de bton pr-qualifies (pour viterdes drives en matire dconomie et de dlais)

qui ncessite que le matre douvrage dfinisse :

-- la dure de vie de son ouvrage

-- les fonctions de son ouvrage (utilisation, enjeux,)-- lenvironnement local


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UTILIT DE LAPPROCHE PERFORMANTIELLE

- meilleure prise en compte du contexte local de louvrage : utilisationdes matriaux locaux et meilleures adaptation des formules de bton aux conditionsenvironnementales

- meilleure matrise de la dure de vie qui est un lment ducontrat- meilleure adaptation aux problmatiques du dveloppementdurable

- dmarche favorisant linnovation

et elle rsout le problme des limites de lApproche Prescriptivequi multiplie les rfrentiels prescriptifs et peut aboutir desexigences de moyens difficiles concilier (par exemple, le conflitGel RSI)


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Les documents de rfrence


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Les documents de rfrence


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Les 6 tapes de la dmarche1) Choix de la dure dutilisation du projet

2) Prise en compte des conditions environnementales et dedes principaux risques de dgradation => Choix desclasses dexposition et des niveaux de prvention

3) Slection des indicateurs de durabilit et des

spcifications associes4) Formulations des btons - preuves dtude

5) Ralisation des preuves de convenance et de contrle =>

vrifications des performances des formules mises enuvre

6) Point zro durabilit


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1 Choix de la dure dutilisation du projetEurocode 0 -NF EN 1990) : choix de la dure dutilisation du projet (DUP) = 100 anspour les ponts (avec maintenance normale et adapte)Au del de 100 ans, adaptation ncessaire des seuils des indicateurs de durabilit

Catgorie dedure

d'utilisation deprojet

Dure indicatived'utilisation de

projet(annes)EN 1990

Dure indicatived'utilisation de projet

Annexe nationaleTableau 2.1(NF)

Exemples

1 10 10 Structure provisoires (1)

2 10-25 25 Elments structuraux remplaables, par exempleappareils dappui

3 15-30 25 Structures agricoles et similaires4 50 50 Btiments et autres structures courantes

5 100 100 Btiments monumentaux, ponts et autres ouvragesde gnie civil

(1) Les structures ou parties de structures qui peuvent tre dmontes dans un but de rutilisation ne doivent normalementpas tre considres comme provisoires

Nota : Il sNota : Il sagit de la pagit de la priode au cours de laquelle la structure est censriode au cours de laquelle la structure est censee

rester normalement utilisable enrester normalement utilisable en tant entretenue, mais sans qutant entretenue, mais sans quil soitil soit

nncessaire de proccessaire de procderder de grosses rde grosses rparations.parations.


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2 Prise en compte des conditionsenvironnementales et des principaux risquesde dgradation

=>choix des classes dexposition Quels risques de corrosion ?

Carbonatation (XC) Chlorures origine autre que marine (XD)

Chlorure origine marine (XS) Quel niveau de gel et de salage ?

Gel / Dgel (XF) et G ou G+S

=> Conditions environnementales dcrites par unensemble de classes dexposition


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2 Prise en compte des conditionsenvironnementales et des principaux risques dedgradation

Annexe sur laide au choix des classes dexposition pour les OA(groupe de travail EFB)4 tableaux pour dfinir les classes relatives aux expositions liesaux risques de :

Carbonatation

Chlorures

Gel-dgel

Attaque chimique

Un cinquime tableau pour dfinir les classes dexposition relatives la classe dexposition XH et au niveau de prvention en fonctionde la catgorie douvrage

Tableau 1 : Ouvrage moins de 100m de la cte

Tableau 2 : Ouvrages moins de 1 km de la cteTableau 3 : Ouvrages en site terrestre en zone de gel

faible ou modr

Tableau 4 : Ouvrages en site terrestre en zone de gelsvre


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Ouvrages situs au bord de la mer moins de 100m de la cte(tableau 1) ou jusqu 500m selon topographie particulire pour

les parties douvrage soumises aux embruns

*salage voie franchie sauf pour superstructure


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Prvention de la RSI (tableau 5)


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Prise en compte de la corrosion des armatures

Prise en compte de lattaque par le gel

Prise en compte de lalcali raction et de la RSI

Mais non prise en compte de lattaque chimique dorigineexterne dans lapproche performantielle

=> il convient de se rfrer aux prescriptions de la norme NF

EN 206-1, du fascicule 65 et du fascicule de documentationFD P 18 011 (notamment pour le milieu marin ou les cimentsPM restent imposs)


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3 Slection des indicateurs et desspcifications associesVis vis du risque de corrosion des armatures

3 Indicateurs principaux :

Porosit accessible leau : Peau en %

Permabilit aux gaz : Kgaz en 10-18 m2

Coef. de diffusion des chlorures : Dapp en 10-12 m2s-1

+ mesure de rsistivit (pour les preuves dtudes, deconvenance et de contrle)


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3 Slection des indicateurs et desspcifications associesVis vis du risque de gel /dgel

5 Indicateurs principaux :Facteur despacement du rseau de bulles dair

Teneur en air occlus sur bton frais

Ecaillage

Essai de performance sur bton (allongement etfrquence de rsonance)

Rsistance la compression 28 jours


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3 Slection des indicateurs et desspcifications associesVis vis du risque dalcali-raction

2 Indicateurs principaux :Bilan en alcalins quivalents (Voir Recom LCPC)

Gonflement dprouvettes selon essai de performance NF P18-454

(et seuils donns apar FD P 18-456)

Vis vis du risque de raction sulfatique interne2 Indicateurs principaux :

Temprature maximale au cur de la partie dOA (Recom LCPC)

Gonflement dprouvettes selon essai de performance LPC n66


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Les essais

Coefficient de

diffusion deschlorures : Dapp

Permabilit auxgaz : Kgaz


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En application de la note 1 du tableau 4.3 NF de lanorme NF EN 1992-1-1/NA clause 4.4.1.2 (5),lapplication de lapproche performantielle permetde moduler les valeurs denrobage (en substitution dela modulation lie la classe de rsistance)

minoration possible de la classe structurale allantjusqu 2 (soit une minoration possible du C min,durpouvant aller jusqu 1cm)

=> si enrobages diffrents de 30 mm (resp 50 mm) il estpossible dadapter les seuils sur les indicateurs de durabiliten se basant sur le guide AFGC


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XF4 (G+S)

Idem

XF4 (G+S)

Idem

Salage trs frquent

XF4 (G+S)

Lbar 200 mEc 600 g/m2

400 m/m

f2//// f00002222 75%fc28 35 MPa

XD3 (se reporter au tableau corrosion)+ XF2 pour les lments trs exposs

teneur en air 4%Salage frquent

XF3 (G)

Lbar 250 m 400 m/mf2//// f0000

2222 75%

fc28 30 MPa

XF 1Pas de spcifications propres au gel(se reporter au tableau corrosion classe XC4)

Salage peu frquent

Zone de gel svreZone de gel modr

Gel et sels de dverglaage (preuves dtudes et de convenance)


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Pieux etPieux etPieux etPieux et

semelles desemelles desemelles desemelles de

fondationfondationfondationfondation

CsCsCsCs

TTTTmaxmaxmaxmax < 70< 70< 70< 70CCCC

ouououou

TTTTmaxmaxmaxmax < 80< 80< 80< 80C et critC et critC et critC et critre de performance enre de performance enre de performance enre de performance en

expansionexpansionexpansionexpansion

ouououou

TmaxTmaxTmaxTmax < 80< 80< 80< 80C et une des 3 conditions surC et une des 3 conditions surC et une des 3 conditions surC et une des 3 conditions sur

choix du cimentchoix du cimentchoix du cimentchoix du ciment

XH3XH3XH3XH3

En contact durable avec l'eauEn contact durable avec l'eauEn contact durable avec l'eauEn contact durable avec l'eau

immersion permanente,immersion permanente,immersion permanente,immersion permanente,

stagnation d'eaustagnation d'eaustagnation d'eaustagnation d'eau la surface,la surface,la surface,la surface,

zone de marnagezone de marnagezone de marnagezone de marnage

Piles etPiles etPiles etPiles ettablierstablierstablierstabliers

BsBsBsBs

TTTTmaxmaxmaxmax < 75< 75< 75< 75CCCCouououou

TTTTmaxmaxmaxmax < 85< 85< 85< 85C et critC et critC et critC et critre de performance enre de performance enre de performance enre de performance en

expansionexpansionexpansionexpansion

ouououou

TmaxTmaxTmaxTmax < 85< 85< 85< 85C et une des 3 conditions surC et une des 3 conditions surC et une des 3 conditions surC et une des 3 conditions surchoix du cimentchoix du cimentchoix du cimentchoix du ciment

XH2XH2XH2XH2

Alternance d'humiditAlternance d'humiditAlternance d'humiditAlternance d'humidit et deet deet deet de

sssschage, humiditchage, humiditchage, humiditchage, humidit levlevlevleveeee

ExempleExempleExempleExempleNiveau de prNiveau de prNiveau de prNiveau de prvention/Critvention/Critvention/Critvention/CritrererereClasses dClasses dClasses dClasses dexpositionexpositionexpositionexposition

RSI


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PartiePartiePartiePartie

immergimmergimmergimmergeeee

ddddun ouvrageun ouvrageun ouvrageun ouvrage

exceptionnelexceptionnelexceptionnelexceptionnel

DsDsDsDs

TTTTmaxmaxmaxmax < 65< 65< 65< 65CCCC

ouououou

TTTTmaxmaxmaxmax < 75< 75< 75< 75C et ciment ES etC et ciment ES etC et ciment ES etC et ciment ES et

validation de la formule par unvalidation de la formule par unvalidation de la formule par unvalidation de la formule par unlaboratoire indlaboratoire indlaboratoire indlaboratoire indpendant expert enpendant expert enpendant expert enpendant expert en

RSIRSIRSIRSI

XH3XH3XH3XH3

En contact durable avec l'eauEn contact durable avec l'eauEn contact durable avec l'eauEn contact durable avec l'eau

immersion permanente, stagnationimmersion permanente, stagnationimmersion permanente, stagnationimmersion permanente, stagnation

d'eaud'eaud'eaud'eau la surface, zone de marnagela surface, zone de marnagela surface, zone de marnagela surface, zone de marnage

ExempleExempleExempleExempleNiveau de prNiveau de prNiveau de prNiveau de prvention/Critvention/Critvention/Critvention/CritrererereClasses dClasses dClasses dClasses dexpositionexpositionexpositionexposition

RSI


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Slection des spcifications relativesaux indicateurs

alcali raction :-- niveau de prvention Bgranulats non ractifsbilan des alcalins

ou essais de performance : < 0,020% Essais de performance vis< 0,020% Essais de performance vis< 0,020% Essais de performance vis< 0,020% Essais de performance vis--------vis de l'alcalivis de l'alcalivis de l'alcalivis de l'alcali----rrrractionactionactionactionsuivant la norme NF P18suivant la norme NF P18suivant la norme NF P18suivant la norme NF P18----454 et FD P18454 et FD P18454 et FD P18454 et FD P18----456456456456

-------- niveau de prniveau de prniveau de prniveau de prvention C :vention C :vention C :vention C :

Voir Recommandations LCPCVoir Recommandations LCPCVoir Recommandations LCPCVoir Recommandations LCPC


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Formulation des btons

Prise en compte par le prescripteur (entrepreneur) desexigences du cahier des charges (CCTP + fascicule 65chapitre 8) et des exigences dexcution (ouvrabilit, tempsde transport, cycle de rotation des coffrages, dlaisdapplication de la prcontrainte)

Pour chaque partie douvrage le bton propos est soumisaux :

tape 4 => preuves dtudes

tape 5 => preuves de convenance + preuves de contrle


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4 Formulation des btons=> preuve dtude

Attention particulire => dure de mrissement de 90 j decertains essais

Prise en compte de la dmarche dans le PAQ de lopration(comptences, moyens, modes opratoires dessai)

=> Le fournisseur de bton doit disposer de capacitstechniques et de comptences

Intrt de disposer de formules locales prqualifies

=>concept de rfrences probantes demploi disposant demesures des indicateurs


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4 Formulation des btonspreuve dtude Vis vis de la corrosion des armatures :

mesures des indicateurs retenus 90j + mesures de porosit leau et de

rsistivit lectrique 28 et 90j (intrt de rfrence pour validation desconvenances 28j)

RSI : vrification des valeurs de Tmax avec essai QAB ventuel

Gel et Sel : vrifications des indicateurs spcifis au march

Alcali raction : vrification des indicateurs spcifis au march

Validation de la formule si les seuils spcifis dans le march sontrespects


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5 Ralisation des preuves de convenanceet de contrle


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6 Point zro durabilit

Rception de louvrage par le MOInitiation du suivi dans le temps

tablissement par parties douvrage dune synthse

durabilit :- spcifications attendues

- indicateurs retenus et seuils

- mesures des indicateurs

- mesures des enrobages


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6 Point zro durabilit

En complment, mesures sur louvrage :

- rsistivit

- permabilit de surface du bton

Dfinition des parties douvrage qui feront lobjet dun suivi

durabilit : nature et priodicit en fonction des conditionsdexposition

Bilan durabilit avant la fin de la priode de garantiedcennale

Inspections cibles avec mesure des tmoins de dure devie


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6 Point zro Exemples de tmoins de vieCarbonatation :profondeur de carbonatation

volution du profil de teneur en CaCO3

En prsence de chlorures

Profondeur de pntration des chlorures

volution du profil de chlorures

Risque de gonflement interneDformation globale

Indice de fissuration

Gel et selsDformation globale

Perte denrobage due lcaillage

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