Ouvrages d'art - Centre des techniques des ouvrages d'art

CENTRE DES TECH N IQU ES D ’OUVRAGES D ’ART

Bulletin de liaison diffusé parle Centre des Techniques d’Ouvrages d’Art

du Service d’Études Techniques des Routes et Autoroutes

N° 33Décembre 1999N° 33Décembre 1999

Bulletin de liaison diffusé parle Centre des Techniques d’Ouvrages d’Art

du Service d’Études Techniques des Routes et Autoroutes

setra.book Jeudi, 2. novembre 2000 4:59 16

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Ouvrages d’Art

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SOM

MA

IRE

Ouvrages marquants

●

Le pont de Merle en Corrèze

page 3

J.L. M

ICHOTEY

Techniques particulières

●

Hydrodémolition des revêtements de chaussée sur platelage métallique

page 9

P. M

ÉHUE

Réglementation, calculs

●

Réglementation de la précontrainte

page 12

B. L

ECINQ

, R. C

HAUSSIN

Equipements et entretien

●

Traitement d’un joint longitudinal entre deux structures accolées

page 15

M. F

RAGNET

, Y. M

EURIC

Qualité, gestion, organisation

●

Impact d’une politique de gestion sur l’état

d’un patrimoine d’ouvrages en béton armé

page 18

N. O

DENT

, J. B

ERTHELLEMY

, G. D

ELFOSSE

●

Protection anticorrosion des structures métalliques

page 29

●

Le décapage à l’eau sous très haute pression

page 29

P. M

EUNIER

Informations brèves

●

Courrier des lecteurs

page 32

●

La Documentation des Techniques Routières Françaises

page 33

●

Un guide pour l’exercice de la maîtrise d’œuvre en phase travaux

page 34

●

Stages ENPC

page 35

Le kiosque du Setra

●

Les dernières publications Ouvrages d'Art

page 36


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Ouvrages marquants

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Un site…

La Maronne traverse la Xaintrie (Corrèze) par unevallée étroite, dissymétrique et aux versantsabrupts où se mêlent rochers affleurants etvégétation sauvage.Le voyageur empruntant la route départemen-tale 13, qu’il vienne de Saint-Geniez-ô-Merle oude Saint-Bonnet-les-Tours, découvre le pont enquittant le panorama des fameuses Tours deMerle.Cette citadelle féodale, classée monument histo-rique, fut construite au début du XIII˚ siècle etservait de poste frontière entre le Duché d’Aqui-taine et le Comté d’Auvergne. Les châteaux desept puissants seigneurs se dressaient dans uneproximité inhabituelle sur le rocher de Cofolenc,promontoire de deux cents mètres de longueuret quarante mètres de largeur, au-dessus d’unvillage qui comprenait vingt cinq maisons etdeux chapelles. Les tours et les logis, aujourd’huien grande partie ruinés et envahis par la végéta-tion, dressent un décor de forteresse romantiqueque ranime, en été, un spectacle “son et lumière”.La découverte du pont est d’abord frontalepuisque la route longe la vallée sur les deux ver-

sants avant de la traverser. De même que lesTours, le pont émerge d’un paysage préservé etconstitue l’unique intervention de l’homme danscette vallée isolée.L'ancien pont suspendu, construit à l’origine en1852 et transformé en 1927 puis 1962, avait,malgré un état général satisfaisant, une portancelimitée à 12 tonnes et ne permettait pas le pas-sage des autocars à cause d'une trop faibleouverture des portiques et du tracé coudé de laroute aux abouts de l'ouvrage.Une première expertise menée en février 1996avait étudié l'aménagement du pont suspendupour le rendre praticable par des autocars detourisme (17 tonnes) et comparé le coût de cerenforcement à celui d'une reconstruction com-plète.Le Conseil Général de la Corrèze, maîtred'ouvrage, a finalement décidé de remplacer levieux pont à câbles par un ouvrage neuf à deuxvoies de circulation sans restriction de charges. Ilen a confié la conception à Hervé DAVID, archi-tecte à Tulle et à SOGELERG INGENIERIE

1

, bureaud'études.

Une idée…

Dès la première visite, Hervé DAVID a été séduitpar la qualité naturelle du site, très boisé et parl’ambiance médiévale générée par les Tours. Ilémit l’idée d’un pont en bois.

1. SOGELERG INGENIERIE a fusionné avec SODETEG et SRTI SYSTEM le 1

er

juillet 1999. Le regroupement de ces trois sociétés a pris le nom de SODETEG.

Ci-dessus : Vue générale.

A gauche :Les Tours de Merle (en haut) et l’ancien pont suspendu (en bas).


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L’idée parut surprenante mais s’inscrivait dans uncontexte favorable : la Direction des Routes avaitorganisé en juin 1996 une journée d’études pourdévelopper "l’utilisation du bois dans le GénieCivil", SOGELERG venait d’étudier une varianteen bois pour un passage à faune sur la déviationd’Urcel dans l’Aisne et la société des Autoroutesdu Sud de la France lançait une consultationpour la réalisation de ponts autoroutiers en boissur l’autoroute A89.L’étude préliminaire s’attacha donc à démontrerqu’une solution bois était réaliste, sûre et écono-miquement viable. Elle prit pour exemple le ponten arc de Saint-Georgen en Autriche dont lesdimensions s’adaptaient parfaitement à labrèche et développa des variantes plus tradition-nelles en béton et en acier.Hervé DAVID dessina une structure originaledélaissant les caractéristiques esthétiques habi-tuelles des ouvrages d’art pour conserver lecaractère sauvage au site et maintenir l’effet desurprise des découvertes successives des Tours etdu pont.Aucune référence technologique aux structuresen arc, suspendues ou haubanées n’a été sou-haitée de façon à ne pas “dater” le nouveau pont,à l’extraire d’une typologie du XIX˚ ou du XX˚siècle, et à le soulager d’une image de “moder-nité” trop liée à la vitesse et à la ligne droite,incongrue dans ce paysage de lacets peu modifiédepuis le Moyen Âge.A la verticalité des Tours construites en pierres, ilopposa l’horizontalité du pont construit en bois,retrouvant dans la logique du site, la hiérarchiearchitecturale et signifiante entre le Lieu (lesTours) et le Parcours (le pont).Six béquilles dissymétriques, en accord avec lespentes de la vallée, soutiennent le tablier, luiconférant une stabilité dynamique et légère dans

laquelle les appuis inclinés, comme des lances defantassins, sont autant de troncs particuliers ensymbiose avec le paysage, permettant deretrouver, depuis les Tours, une cohérence dansl’atmosphère du site à la fois majestueux etinquiétant…

Ainsi, la structure bois proposée pour le Pont deMerle a pour ambition d’orienter la technologiedes ponts en bois vers une philosophie de “char-pentier” travaillant le bois pour ses qualités pro-pres en éléments rectilignes légers assemblés, etnon vers une transformation coûteuse du maté-riau permettant d’obtenir des poutres de grandeportée, véritables exploits techniques, mais sansgrande spécificité conceptuelle en regard desouvrages similaires en béton ou en métal.

L’estimation du coût de l’ouvrage (y compris ladémolition du pont suspendu) s’élevait à7,6 MF H.T., contre 6,8 MF H.T. pour un ouvragede type bipoutre mixte acier-béton.

Une technologie spécifique…

A l’inverse du béton et de l’acier, le bois n’est pasun matériau fabriqué par un mélange savant dedifférents composants. L’élément de base estl’arbre, ressource naturelle à l’état brut dont lesdiversités qualitative et dimensionnelle imposentd’opérer des choix en fonction de l’utilisationfinale.

Le premier objectif du concepteur consiste àconférer à la structure une bonne durabilité enprotégeant le bois contre les agressions de l’envi-ronnement, en particulier contre les attaques del’eau, des champignons et des insectes.

La détérioration biologique nécessite que soientréunies quatre conditions fondamentales :humidité, oxygène, température favorable etprésence de substances nutritives. Si l’un desquatre éléments peut être éliminé, il n’y aura pasde détérioration.

La présence d’oxygène et d’eau est inévitable etla température reste rarement inférieure à 10 ˚C,température en dessous de laquelle les princi-paux agents biologiques deviennent inactifs. Ilconvient donc de se préoccuper des substancesnutritives soit en enlevant l’aubier et donc uti-liser des bois de cœur, soit procéder à un traite-ment en imprégnant profondément dans le boisdes produits chimiques, toxiques et tenaces.

Nous avons choisi le Douglas (ou pin d’Orégon)pour ses bonnes caractéristiques mécaniques et sa


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bonne durabilité naturelle; en effet, le cœur deDouglas purgé d’aubier se passe de traitementsfongicides. De plus, c’est une essence locale et bonnombre de pins arrive à maturité (70 ans), lui con-férant la résistance requise de classe C30.

Pour réaliser la structure, l’utilisation de boismassif ne permet pas d’obtenir des composantsde dimensions suffisantes. Nous avons doncrecours à la technique du lamellé-collé qui con-siste à reconstituer une poutre à partir d’élé-ments de section réduite. Ceux-ci sont aboutéspuis collés entre eux en conservant le sens desfibres, ce qui permet l’obtention de poutresadaptées aux nécessités du projet.

Le processus de fabrication, passant nécessaire-ment par une phase de triage et de tronçonnagedes sciages initiaux, permet l’élimination dedéfauts naturels. La reconstitution par collageaméliore les caractéristiques mécaniques par unedistribution aléatoire des défauts résiduels à l’inté-rieur du produit fini. Toutefois, il doit respectercertaines règles de lamellation qui limitent la lar-geur, l’épaisseur et la section des lamelles.

Le collage a aussi ses exigences : une essence debois compatible, une colle (résorcine-formol)adaptée aux conditions d’exploitation hygro-thermique de la structure et une mise en œuvremaîtrisée réservée à une fabrication en atelier.

La dimension des poutres est ainsi limitée par lespossibilités de manutention dans l’atelier maisaussi et surtout par les contraintes de transportjusqu’au site. Une autre technique d’assemblagedevient alors nécessaire sur le chantier.

La méthode d’assemblage la plus répandue pourles charpentes lourdes est d’interposer des gous-sets métalliques en tôle épaisse, fixés par boulon-nage et brochage. Leur dessin résulte des efforts àtransmettre et des écartements minimaux à res-pecter entre chaque organe d’assemblage, parallè-lement et perpendiculairement à la fibre du bois.

Le montage de la structure devient alors un jeude mécano dont la rapidité de réalisation dépendde la précision de la fabrication en atelier etnécessite un montage à blanc.

Exposé à l’extérieur, le bois est soumis à l’agressiondu soleil, de la pluie, de l’humidité et du froid etcommence par perdre sa couleur d'origine puisprogressivement se teinte en gris. Ce grisaillements’accompagne d’une érosion très lente des cou-ches superficielles, sans toutefois altérer les qua-lités mécaniques et physiques du bois.

Le platelage, constitué d’une dalle en bétonarmé, permet de couvrir la charpente et de laprotéger des intempéries. Il déborde largementdes poutres de rive. Il aurait pu être en bois, maison craignait des défauts d’adhérence du revête-ment et une usure prématurée.La finition par lasure a deux objectifs essentiels :protéger le bois du rayonnement solaire etralentir les variations dimensionnelles en rédui-sant les échanges hygrothermiques entre le boiset l’atmosphère. Une lasure opaque a été pré-férée pour obtenir durabilité d’au moins cinq ans,sachant que l’entretien ne nécessite qu’un bros-sage ou un léger ponçage.Enfin la protection est complétée par le recou-vrement en zinc des abouts de poutre et de cer-taines zones susceptibles de retenir les eaux deruissellement.

Assemblage des éléments principaux..


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Le pont…

Le franchissement de la rivière s’effectue à unetrentaine de mètres de hauteur à l’emplacementmême du vieux pont suspendu, par un ouvragede 57,70 m de longueur. (cf. figures 1 et 2)

Le profil en travers sur ouvrage se compose d’unechaussée de 7,25 m de largeur bordée par deuxtrottoirs. Sa largeur utile est de 9,24 m.Le nouvel ouvrage est constitué d’une structuremultibéquille en bois couverte d’une dalle enbéton armé.Les culées existantes en maçonnerie sont conser-vées et restaurées par l’aménagement d’un che-vêtre et d’une dalle de répartition en béton armé.Toutes les béquilles d’appui, en bois, ont une sec-tion en forme de "T" (cf. figure 3), d’une longueurallant de 12,00 m à 25,00 m. Elles sont articuléesà leur base et reposent sur des socles en bétonarmé disposés sur les versants de la brèche. Leursfondations superficielles sont renforcées par desbarres d’ancrage scellées dans le rocher.

Le tablier est constitué de cinq poutres caissonidentiques (cf. figure 3), disposées parallèlementavec un entre axe de 1,65 m. Pour permettre leurtransport sur le site, les poutres sont découpéesen trois tronçons assemblés par des articulationsplacées dans les zones peu sollicitées en flexion.Chacune d’entre elles est portée par un jeu de sixbéquilles.

Les poutres sontre l i ées par desentretoises trian-gulées, compo-sées de deuxmembrure s enbois, en aligne-ment avec l e smembrures despoutres caissons,et de deux tirantsmétalliques dis-

posés en croix de Saint-André. Leur espacement,variable de 6,27 à 9,80 m, est dicté par les pointsde jonction des béquilles.Tous les assemblages des éléments principaux sontexécutés par des goussets en acier galvanisé àchaud et boulonnés, facilitant un montage rapide.

Le platelage est constitué d’une dalle en bétonarmé de 0,25 m d’épaisseur en appui sur les pou-

Figure 3.a : Section des béquilles.

Figure 3.b : Section des poutres caissons.

Articulations à la base des béquilles.

Figure 1 : Couple transversale du tablier.

Figure 2 : Elévation de l’ouvrage.

A doite : Les cinq poutres caisson.


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tres longitudinales. Transversalement, elle com-prend des éléments latéraux préfabriqués de3,80 m de largeur, et d’une zone centrale de2,25 m, coulée en place. Les éléments sontliaisonnés longitudinalement par un clavageégalement coulé en place. Le coffrage, réalisé parun assemblage jointif de planches en Douglas,est laissé en place et même prolongé sous lesdalles préfabriquées par souci d’homogénéitéesthétique.La dalle repose sur la charpente par l’intermé-diaire de plaques d’appui en néoprène traverséespar une tige scellée à la résine dans les poutresen bois. Elle est boulonnée sur cette tige qui latraverse par un trou de diamètre supérieur pourpermettre la dilatation du béton armé. Ce dispo-sitif constitue ainsi une connexion "souple" netransmettant que très peu d’efforts rasants (cf.figure 4 : schéma de la connexion).La dalle assure aussi le contreventement hori-zontal définitif de la structure.La chaussée comporte une chape d’étanchéité enfeuilles préfabriquées, surmontée d’une couchede roulement en grave bitume de 7 cm d’épais-seur.Les eaux pluviales, de par la pente transversaledu tablier, sont recueillies sous le trottoir aval,puis dirigées jusqu’à la culée rive droite en profi-tant de la pente longitudinale du tracé et enfinévacuées dans la Maronne par une descented’eau.Les trottoirs sont couverts de platelage en AZOBEet sont bordés par un garde corps métalliquesurmontée par une lisse en IROKO.Des fourreaux sont inté-grés dans le trottoir amontpour faire transiter d’éven-tuels réseaux concession-naires.Enfin, une zone compre-nant parking, panneaud’informations et bancs de

repos est aménagée aux abords et contribue,avec l’éclairage nocturne de la charpente, à lamise en valeur de l’ouvrage.

Un choix…

Ainsi la modernité n’est plus synonyme de vitesseou d’exploit technique, elle réside aujourd’huidans la pertinence d’une réponse qui réunit :• l’efficacité de la fonction, par le choix d’un

ouvrage sans superstructure émergente per-mettant la fluidité de la circulation

• l’intégration au site, par le design architec-tural d’une structure faisant écho aux Toursvoisines et par sa dissymétrie et l’équilibre deses lignes dans la brèche

• l’intégration au paysage par le choix d’unmatériau dont la patine n’affectera pas lasolidité mais dont la couleur se mariera auxnuances des rochers granitiques affleurantsaux alentours et des maçonneries des Tours

• le savoir-faire d’une industrie locale, par lechoix de bois de Douglas disponible dans larégion

• le choix proposé d’un pont en bois inédit, àproximité des Tours de Merle, renforcel’image de dynamisme d’une région, respec-tueuse de son environnement et de son patri-moine tout en étant résolument tourné vers

l’avenir par le développe-ment de ses richessesnaturelles, de leurs techni-ques de transformation etde mise en œuvre.

Jean-Louis MICHOTEY

■

Figure 4 : Détail de liaison bois-béton (coupe transversale).

Jean-Louis MICHOTEY

Ingénieur SODETEGTél : 01 56 30 61 86

Coffrage de la dalle..

Les béquilles en forme de T.


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Les intervenants

MAÎTRE D'OUVRAGE Conseil Général de la Corrèze

MAÎTRE D'ŒUVRE Services Techniques du Conseil Général de la Corrèze

CONCEPTEURS Hervé DAVID, architecteJean-Louis MICHOTEY, ingénieur SOGELERG INGENIERIEChristian POUMEAU, ingénieur SOGELERG INGENIERIE

CONSEILS Comité National pour le Développement du Bois (C.N.D.B.)Jean-Claude GUY

ENTREPRISE GÉNIE CIVIL CROIZET-POURTY, mandataire

ENTREPRISE BOIS LAMELLÉ COLLÉ C.M.B.P.

ETUDES D'EXÉCUTION Génie civil : B.E.T. SIGMA, bureau d'étudeBois : C.M.B.P.

FOURNISSEURS BOIS GARMIER, DUBOT, FEUILLADE Matériaux et quantités

Matériaux et quantités

■

MATÉRIAUX

Béton des appuis (B30) 180 m

3

Béton du tablier (B35) 156 m

3

Armatures des appuis 16 200 kgArmatures du tablier 26 400 kgVolume du bois net lamellé collé 330 m

3

Volume du bois brut (traité en scierie) 825 m

3

Surface d’étanchéité 625 m

2

■

MÉTHODE

Transport du bois lamellé sur le chantier 5 convois exceptionnelsMise en place de la charpente 2 grues automotrices de 100 t de capacitéPréfabrication du tablier en usinePoids d’un élément préfabriqué

48 éléments de 2,50 m x 3,80 m x 0,25 m6 tonnes

■

PLANNING

Chantier 11 moisPose de la charpente 8 semainesMise en place dalle du tablier 5 semaines

Montant des travaux ( H.T.) 7 740 kFPrix générauxDémolitionsTerrassementsAppuis et fondationsTablier génie civilCharpenteEquipements

800 kF310 kF120 kF890 kF970 kF

4 010 kF640 kF


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Hydrodémolition des revêtements de chaussée sur platelages métalliques

Introduction

La réfection d’un complexe étanchéité/roule-ment sur un pont à platelage métallique posetoujours le délicat problème de la démolition etde l’enlèvement du revêtement en place, dontl’élimination intégrale est nécessaire pour labonne tenue du nouveau complexe et qui doi-vent être effectués sans porter atteinte à l’inté-grité de la tôle de roulement qui constitue biensouvent la membrure supérieure à la fois du pla-telage et de l’ossature porteuse de l’ouvrage.

Considérations générales

Le profil réel de cette tôle de platelage étant malconnu en raison :

— de sa planéité toute relative, même si les tolé-rances fixées par le marché ont été respectées,

— de la présence de cordons de soudure deraboutage de ses différents tronçons, plus oumoins bien arasés lors de la construction etformant fréquemment saillie,

— des variations d’épaisseur du complexe enplace, dues aussi bien à l’usure généralequ’aux déformations et dégradations ponc-tuelles,

le rabotage de ce complexe en toute épaisseurest formellement proscrit en raison des dom-mages, très difficilement réparables, qu’il pour-rait infliger au support [1].

Jusqu’à présent la démolition a été effectuée enfaisant essentiellement appel à :

— des outils à percussion, notamment à desmarteaux pneumatiques spécialementéquipés de lames en forme de bêche pourfragmenter et détacher le revêtement,

— des engins de terrassement munis de lamesou de dents enlevant le matériau par plaques,

— des procédés thermiques provoquant leramollissement ou l’émiettement du produit,suivant le type de complexe et son degré dedégradation [2].

Mais ces méthodes, utilisées sur de nombreuxouvrages au cours des vingt dernières années,présentent respectivement l’inconvénient :

— de risquer de blesser la tôle de platelage,

— de produire la rupture à la jonction de lacouche de roulement et de la couche d’étan-chéité, cette dernière restant souvent trèsadhérente au support et devant être éliminéeà l’aide d’autres moyens,

— de provoquer parfois des surchauffes localessusceptibles de brûler la peinture de la faceinférieure du platelage, voire d’occasionnerdes déformations de ce dernier, ainsi qued’être dans l’ensemble de moins en moinscompatibles avec les exigences touchant àl’hygiène du travail et à la protection des usa-gers et de l’environnement.

C’est en partie pour remédier à ces problèmesqu’a été développé, au cours des dernièresannées, le procédé de démolition d’eau souspression, également appelé hydrodémolition.

Principe du procédé

Le principe de l’hydrodémolition consiste àenvoyer sur la surface à traiter un jet d’eau soushaute pression qui, par la vitesse acquise à lasortie de la buse provoque la décohésion dumatériau à éliminer et brise sa force d’adhésionau subjectile.Le complexe ainsi attaqué se désagrège rapide-ment jusqu’au support pour donner des frag-ments de petite dimension dont l’enlèvements’effectue facilement par les moyens classiques,mettant à nu et livrant une tôle débarrassée detout résidu de couche d’étanchéité et par consé-quent prête à subir directement le décapage.

Exécution des travaux

La démolition est réalisée à l’aide de machinesopérant à partir d’une unité de production d’eau

Figure 1

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Hydrodémolition des revêtements de chaussée sur platelages métalliques

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sous haute pression montée sur remorque,équipée de pompes et de moteurs capables defournir une pression de sortie voisine de150 MPa (figure 1).Ces machines sont manœuvrées individuelle-ment ou en batterie, en fonction des caractéristi-ques du matériau à éliminer, de son épaisseur etde sa configuration de surface (figure 2).Chaque machine se compose essentiellementd’une cloche montée sur un chariot équipé d’unboîtier de commande et abritant une basepourvue de jets multiples (2 à 4 en général) fonc-tionnant sous des pressions variant de 90 à140 MPa selon les modèles, pour des débitsallant de 100 à 150 litres par minute ; ceciimplique bien entendu la présence, à proximitédu chantier, d’une bouche d’alimentation d’eaude capacité suffisante (figures 3 et 4).La cloche n’étant pas étanche, il y a productiond’émissions d’eau en suspension plus ou moinsimportantes suivant l’état du complexe àdémolir, avec parfois le risque de projection departicules de revêtement si la surface traitée pré-sente des irrégularités trop marquées (figure 5).Pour des superficies étendues, et lorsque lescaractéristiques de l’ouvrage s’y prêtent, lesmachines peuvent être montées sur un robot quiassure leur déplacement latéral et longitudinal

Figure 2

Figure 3

Figure 4

Figure 5


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de façon automatique, rendant ainsi moinspénible le travail des opérateurs (figure 6).Suivant les complexes et l’état dans lequel ils setrouvent, le rendement horaire varie de 30 à60 m

3

.Enfin compte tenu des dimensions et de la formede la cloche, les becs projetant l’eau sous pres-sion ne peuvent intervenir en lisière immédiatedes éléments verticaux (bordures de trottoir, dis-positifs de retenue ou de sécurité, joints de dila-tation…), ce qui laisse subsister une bande derevêtement de 3 à 4 centimètres de largeur quine peut être éliminée qu’à l’aide des procédésmécaniques classiques (figure 7).

Avantages et inconvénients

L’hydrodémolition présente l’avantage :— de ne provoquer aucun dommage au support

métallique ni à la peinture sous-jacente,— d’éliminer totalement la couche d’étanchéité

dans les zones traitées ce qui facilite considé-rablement le décapage ultérieur de la tôle quipeut éventuellement être effectué en unepasse,

— d’émietter suffisamment le matériau démolipour que son enlèvement se fasse à l’aide depetits engins de balayage,

— de supprimer l’émission de poussières et defumées plus ou moins toxiques,

— d’avoir des rendements très élevés permet-tant ainsi de simplifier les travaux et réduireles délais d’exécution.

Sont à signaler côté inconvénients :— la nécessité d’avoir à proximité du chantier

une bouche d’alimentation en eau propre decapacité suffisante,

— l’évacuation d’une quantité très importanted’eau polluée, chargée de produits chimiqueset de résidus minéraux,

— l’émission d’eau en suspension,— la subsistance de minces bandes de complexe

intact dont l’élimination implique desmoyens complémentaires qui peuvent danscertains sites constituer des contraintes réd-hibitoires.

À noter également les nuisances sonores maisqui sont sensiblement du même niveau quecelles produites dans les autres procédés.

Conclusion

L’hydrodémolition qui a déjà été utilisée pourl’élimination du complexe étanchéité roulementde plusieurs viaducs métalliques démontables etponts mobiles, s’est révélée être un procédéparticulièrement performant, notamment pourles complexes minces dont les irrégularités desurface ne sont jamais très marquées [3].Pour les revêtements épais qui présentent sou-vent des déformations superficielles pronon-cées, il convient d’être plus circonspect surl’intérêt que présenterait sa seule utilisationpour démolir un complexe de plusieurs centi-mètres d’épaisseur. Par contre, couplé avec unrabotage partiel ne laissant sur la tôle que deuxou trois centimètres de complexe, il pourrait semontrer intéressant.

Pierre MEHUE

■

Références

1] MEHUE Pierre - Conception et mise en œuvre des platelages en dalle orthotrope Symposium AIPC de Leningrad 1991.

2] MEHUE Pierre - Démolition des revêtements de chaussée sur platelages métalliques Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées n˚ 113 mai - juin 1981.

3] Réfection du revêtement de chaussée des viaducs démontables - SETRA - juin 1985.

Pierrer MEHUE

IDTPE en retraiteSETRA

Figure 6

Figure 7


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La réglementation sur la précontrainte a évoluérécemment :

• publication, le 20 août 1999, d'une circulairen° 99-53 relative à la précontrainte exté-rieure (J.O. du 10 septembre 1999),

• mise en place en 1998 d'une procédure d'avistechnique concernant les coulis d'injectiondes conduits de précontrainte.

Il nous a paru utile de reproduire ci-dessous letexte intégral de la circulaire, pour en assurer unelarge diffusion. Nous attirons en particulierl'attention du lecteur sur les options permettantd'augmenter les garanties de l'injection :réalisation d'injection sous vide, protection

définitive des armatures par produit souple dèsque le tonnage envisagé dépasse la centaine detonnes. Dans cette dernière option, les surlon-gueurs de torons peuvent être conservées enemployant des capots longs, ce qui permet, en casde besoin, de détendre les câbles en toute sécuritéavec un vérin.Les avis techniques sur les coulis sont instruitspar la commission interministérielle de la pré-contrainte (CIP). Pour plus d'information surles coulis bénéficiant actuellement d’un avisfavorable, le lecteur pourra contacter le secré-tariat de la CIP : François OLIVIE (0140435305,[email protected]).

Benoît LECINQ, Robert CHAUSSIN

■

Circulaire relative à la précontrainte extérieure

Depuis la publication par le SETRA en 1990 dudocument "Précontrainte extérieure", largementrepris par l'additif au fascicule n° 65-A du CCTG etla mise en place d'une procédure d'agrément spéci-fique pour les procédés de précontrainte assurantl'ancrage des câbles extérieurs la réglementationsur la technique en question est restée figée.

Or la pratique des chantiers, l'observation des nom-breux ouvrages réalisés sur la base de cette tech-nique, ainsi que l'évolution de la normalisationconcernant certains produits (en particulier les tubesen PEHD) conduisent à amender ou à compléter lesrecommandations et les prescriptions établies àl'époque. Sont concernées les dispositions relatives àl'injection, aux conduits et aux déviateurs.

1. L'injection

L'injection des conduits au coulis de cimentdemeure le procédé de protection des armaturesle plus couramment utilisé en précontrainte parpost-tension qu’elle soit ou non extérieure aubéton. Certaines difficultés rencontrées lors del’utilisation de cette technique se soldent, dansquelques cas, par une ségrégation importante,notamment aux points hauts du tracé des câblesavec présence au-dessus du coulis sain d'un pro-duit de consistance pâteuse surmonté d'unecouche d'eau et d'une poche d'air. La mise enplace d'une procédure d’avis technique concer-nant les coulis de ciment ainsi que l'apparitionsur le marché de produits d’injection prêts à

l'emploi de qualité mieux établie devraient per-mettre une amélioration de la situation, qui n'arien de spécifique à la précontrainte extérieure.

En précontrainte extérieure, cependant, deuxcomplications nouvelles apparaissent :

• la très grande difficulté d'implanter desévents aux points hauts, compte tenu de laprésence du double tubage dans les entre-toises d'ancrage et de déviation.

• le souhait, clairement exprimé en 4.3 de lapremière partie du document du SETRA deréaliser une injection mixte (coulis de cimenten partie courante du câble et produit soupleau voisinage des clavettes) de façon à laisseraux clavettes toute latitude de recul pour leurpermettre d'absorber les surtensions suscep-tibles d'affecter le câble.

En ce qui concerne le premier problème, il s'estavéré possible. dans certaines configurations trèsparticulières, de venir percer le conduit en PEHDau niveau du point haut, après mise en tensiondes armatures. et d'y fixer un évent mais il s'agitlà d'une opération très délicate, exigeant uneminutie peu compatible avec les conditions d'unchantier de génie civil.

D'autres solutions plus opérationnelles sontactuellement étudiées ou proposées par lesentreprises distributrices spécialisées. Pour ce quiest du deuxième point, les nombreux essaiseffectués, en particulier aux fins d'agrément, ontmontré que même en présence de coulis, les cla-

Benoît LECINQ

I.P.CS.E.T.R.A. - CTOATel : 0146113628

Robert CHAUSSIN

I.G.P.CMISOATel : 0146113544


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• N° 33 • Décembre 1999

Réglementation, calculs

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vettes d'une armature suffisamment tendue audépart conservaient leur capacité à l'ancrerjusqu'à sa force de rupture garantie, moyennantune perte de ductilité limitée, se traduisant parune diminution parfaitement acceptable del'allongement total (à rupture ou au glissement).Par ailleurs, l'expérience accumulée a révélé qu'ilétait extrêmement délicat de réussir une bonneinjection mixte sur chantier. On ne peut, dans cesconditions, que déconseiller le recours à ce typede solution pour des câbles de précontrainteextérieurs au béton qui, en pratique, sont soumisà de fortes tensions permanentes et à de faiblesvariations de tension, contrairement auxhaubans pour lesquels le problème de la tenuedes clavettes s'est réellement posé dans le passé,compte tenu de leur mode de sollicitation.

Indépendamment de ces considérations, il est évi-dent que l'on a tout intérêt à exiger, au niveau desmarchés, des solutions et des procédures d'injectiondonnant les garanties les plus sérieuses d'un bonremplissage des conduits. A cet égard, il apparaîtque la technique de l'injection sous vide, avec desépaisseurs de PEHD suffisantes améliore les résul-tats et constitue un test préalable particulièrementprobant de l'étanchéité des conduits qui ne peutqu'inciter à obtenir d'emblée la qualité requise à cetégard. Les méthodes traditionnelles, quant à elles,doivent être obligatoirement couplées à des reprisesd'injection par repoussage du coulis selon une pro-cédure détaillée, adaptée à chaque ouvrage et àchaque produit : ces repoussages judicieusementprogrammés, devraient permettre, en principe,d'éliminer aux points hauts les produits dedécantation par des évents convenablement placés.

Le lavage à l'eau des armatures dans les conduitsdestinés à être injectés au coulis de cimententraîne la présence d'une phase liquide résiduelle"eau + huile soluble dissoute" qui se mélange aufront de ciment lors de l'injection : ceci perturbe lacomposition du coulis et augmente la quantitédes produits de décantation à éliminer. En consé-quence, il est fortement déconseillé de laver lesarmatures avant les injections.

Enfin il convient de ne pas oublier que le coulis deciment n'est pas la seule protection connue desarmatures de précontrainte. En effet, existent lesprotections souples qui satisfont aussi les exigencesde protection et de conservation des armatures. Ace titre, une solution consiste en l'enfilage de toronsgainés graissés dans un conduit général qu'oninjecte au coulis de ciment avant de tendre. Le

coulis de ciment joue le rôle mécanique d'écarteurpour figer la position relative des armatures, maisnon plus celui de protection primaire rempli dans cecas par la graisse emprisonnée dans chacune desgaines individuelles.

Les cires pétrolières ont également fait leurspreuves : elles ont la réputation d'être plus oné-reuses que le coulis de ciment et, pour cetteraison, ne sont plus guère utilisées en France, àl'heure actuelle, que pour l'injection de certainshaubans. Il est clair, par ailleurs, qu'elles ne peu-vent être mises en œuvre dans des conditionssatisfaisantes qu'en ayant recours à des moyenslourds qui ne se justifient que si le volume àinjecter, donc la taille du chantier, sont suffi-sants. Si ces conditions sont réunies, l'écart deprix entre coulis et cire est sans doute moinsimportant qu'on peut le penser a priori, comptetenu des simplifications non négligeables quepermet la deuxième solution, au niveau desancrages et des déviateurs, sans aucunementcompromettre la démontabilité du système. Cesurcoût mérite alors d'être mis en balance avecles autres avantages que présente la solution del'injection par produits souples (possibilité dedétension au vérin, en particulier, sous réservequ'ont ait conservé les surlongueurs).

2. Les conduits en PEHD

La norme NFT 54-072 visée dans le document"Précontrainte extérieure" du SETRA est tombéeen désuétude du fait des progrès importantsaccomplis par l'industrie des polyéthylènes.

La qualité des tubes en PEHD est maintenantgarantie par l'existence d'une marque NF attes-tant leur conformité au règlement particulier dela marque.

Ce règlement définit pour les tubes extrudés,quatre groupes d'applications dont deux peuventêtre envisagés pour la réalisation de conduits :

• le groupe 2, eau potable;

• le groupe 4, industrie.

Le groupe 2 (cf. Annexe), plus onéreux, offre l'avan-tage d'interdire l'utilisation de matière interneretransformable dans la fabrication des produits. Ilimporte, si l'on a recours au groupe 4 (ce qui devraitconstituer le cas le plus fréquent) d'obtenir du pro-ducteur des garanties sur l'origine, la qualité et laquantité du polyéthylène de récupération entrantdans la composition du produit. Des spécifications àinclure dans les CCTP sont données en annexe A.


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3. Les déviateurs

Dans le cas de déviateurs " à double paroi ", onutilise fréquemment comme tubes coffrants destubes évasés permettant de reprendre à leurextrémité une imprécision angulaire de directionarbitraire au moins égale à qo min.

(cf. Additif auFascicule 65A du CCTG)

.

Il arrive que, pour des raisons de bonne pratique, onsoit amené à implanter, de propos délibéré, la partiecourante du tube coffrant non pas selon sa positionidéale, mais selon une position théorique légère-ment différente générant, en sortie de déviateur, unécart angulaire qo par rapport au tracé idéal.

Il va de soi qu'il est légitime de compter sur l'évase-ment pour reprendre cet écart volontaire qo, à con-dition que qo ne soit pas trop important et que parailleurs qo min ait été choisi de façon à couvrir lecumul de qo avec les déviations angulaires résul-tant des tolérances tant sur la forme intrinsèquedes déviateurs que sur leur mise en place.

4. Conclusions pratiques

Pour permettre une évolution dans le sens souhaité,il est donc recommandé aux maîtres d'œuvre :

• de demander systématiquement des proposi-tions techniques concernant la réalisationd'évents aux points hauts;

• d'éviter soigneusement, au niveau des piècesécrites, toute incitation à la réalisationd'injections mixtes;

• d'envisager, quand la protection primaire desarmatures extérieures est assurée par uncoulis de ciment, la réalisation d'injectionssous vide;

• d'interdire le lavage à l'eau des armaturesdans les conduits avant l'injection;

• de demander l'évaluation de variantes éprou-vées concernant la protection pouvant êtrebasées sur l'utilisation :

– de torons gainés graissés;– d'une cire pétrolière répondant aux spécifica-

tions de l'additif au fascicule 65 A du CCTG lor-sque la taille de l'ouvrage s'y prête (à titred'ordre de grandeur lorsque plus de 100 tonnesd'armatures extérieures sont envisagées) ;

• de préciser, le cas échéant, dans le CCTP, leslimites acceptables d'un écart volontaireentre la position prévue pour un déviateur etsa position théorique idéale (une valeur limitede 0,05 rad pour qo. paraît raisonnable dansles cas courants) ;d'inclure enfin dans lemarché les prescriptions de l'annexe sur lesconduits en PEHD.

ANNEXE

Les conduits en PEHD et leur mise en œuvre

1. Tubes en PEHD

Les tubes bénéficient de la marque NF, selonl'identification AFNOR NF 114, mise en vigueuren janvier 1990, appliquée à son dernier indicede révision (revue n° 12 à la date de rédaction dece document), groupe 4 applications indus-trielles ou groupe 2 eau potable, polyéthylène detype PE 80 ou PE 100. Le fournisseur de tube doitavoir une organisation de la qualité conforme àla norme NF EN ISO 9002.Toute fourniture de tube du groupe 4 doit impé-rativement être accompagnée des documents detraçabilité concernant l'origine, la qualité et laquantité du polyéthylène de récupération utilisépour la fabrication. En l'absence de ces docu-ments, la fourniture est refusée.Selon le type d'utilisation, et en accord avec lemaître d'œuvre, les tubes sont choisis dans lesséries de pression suivantes :

— Série basse pression PN = 0,63 MPa --> PE 80uniquement;

— Série pression PN = 1,00 MPa -> PE 80 ou PE 100.

2. Mise en place des conduits

Les appuis provisoires assurant le support desconduits avant mise en tension des câbles doi-vent être conçus de façon à éviter toute défor-mation locale excessive.

Ces appuis, s'ils ne sont pas continus, doiventoffrir chacun une longueur de contact avec leconduit au moins égale au diamètre de ce der-nier et ne pas présenter d'arête vive. Leurespacement est limité à 5 mètres, cette valeurétant ramenée à 2,5 mètres lorsque les câblessont constitués de torons gainés graissés logésdans des conduits injectés avant leur mise entension.


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Traitement d'un joint longitudinal entre deux structures accolées

Introduction

Dans le cadre de travaux d'aménagement etd'amélioration de l'existant, il arrive fréquem-ment que l'on soit amené à élargir une chausséede route ou d'autoroute. Au droit des ouvrages,cet élargissement suppose, dans la plupart descas, d'accoler une nouvelle structure à la struc-ture existante.En effet, le comportement d'une structure enplace ne va pas être le même que celui d'unenouvelle structure pour les principales raisonssuivantes :

a.

La nouvelle structure a souvent un compor-tement mécanique complètement différent :pont à poutres accolé à un pont en maçon-nerie, poutres métalliques accolées à un pontà poutre de type VIPP, par exemple.

b.

Même si le type d'ouvrage est identique, lecomportement à long terme de la structureplus jeune sera différent de l'ancienne du faitdes effets, par exemple du retrait et du fluage.

c.

Par ailleurs, le fait d'avoir des tabliers indé-pendants conduit à un comportement souscharge évidemment différent selon que l'undes tabliers reçoit la charge alors que lesecond est sans trafic.

Du fait de ces comportements différents, on nepeut pas, en général, connecter entre elles cesdeux structures et on équipe alors la zone decontact par un joint de chaussée.

1 - Caractéristiques attendues

de ce joint

Elles sont les mêmes que pour le joint dechaussée en about de tablier mais leur impor-tance est différente :

▲

Assurer la circulation des usagers

Dans le contexte d'un joint longitudinal, cettecaractéristique est la plus importante car il fautprendre en considération les effets de rail longi-tudinal, de glissance, etc.

▲

Assurer le libre fonctionnement de la structure

Le mouvement principal est un cisaillement ver-tical dû à l'effet des flèches différentielles (sous

charge et sous effet du retrait et du fluage). Par-fois, mais plus rarement, on peut aussi avoir uncisaillement longitudinal dont l'origine est unedilatation différentielle du fait du comportementmécanique différent des deux structures accolées.

▲

Etre étanche

Ceci est très important car la zone de contactentre les deux structures est souvent très sen-sible à la présence de l'eau et le traitement del'évacuation des eaux est quasi impossible. Il fautdonc privilégier systématiquement des jointsétanches par eux-mêmes.

▲

Ne pas être une source de nuisance sonore

Cette caractéristique est négligeable dans cecontexte et n'est pas à prendre en considération,sauf cas particulier.

Avant de choisir la technique et le modèle, ondéfinira très précisément les critères attenduspour le joint et on devra préciser les valeurs demouvements attendues dans les trois directionsde l’espace, sous la charge A (l), à l'ELS et à l'ELU.

2 - Position du joint dans le profil en travers

Le choix de la position du joint dans le profil entravers est une décision lourde de conséquencesur la tenue du joint et le coût à l'entretien. Il estimportant de savoir que certaines positions sonttechniquement impossibles à satisfaire en termede confort, sécurité des usagers et durabilité desproduits.

Il existe, sommairement cinq emplacements d'unjoint longitudinal dans un profil en travers quenous avons résumé sur le schéma suivant.

TPC Voie Marquage Trottoir

d'axe

1 12 234 4

5 5 5 5


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Traitement d'un joint longitudinal entre deux structures accolées

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• L'emplacement N˚ 1 est la meilleure solutionet elle est à privilégier dès le stade de l'étude.

• Les emplacements N˚ 2 et 3 sont envisagea-bles mais conduisent à des choix techniquesqu'il faut bien appréhender.

• L'emplacement N˚ 4 peut être envisageable.• L'emplacement N˚ 5 est formellement

déconseillé car il n'existe pas de solutionstechniques satisfaisantes en terme de sécu-rité et de durabilité. En effet, les produits misen œuvre dans un tel contexte peuvent poserdes problèmes de sécurité de l'usager pareffet de rail (pour les joints à hiatus) et deglissance (pour les joints à revêtement amé-lioré et à pont en bande) notamment par

temps de pluie et dans les zones d’accéléra-tion ou de freinage (proximité de feux trico-lores, de ronds-points, de stop, etc.)

3 - Les solutions techniques envisageables

■ 3.1 - Avant-proposLes improvisations ou les innovations dans cedomaine doivent être faites avec beaucoup deprudence et après s'être entouré d'avis de spé-cialistes du réseau technique. Les solutionsdécrites ci-après sont le fruit de notre expé-rience, des remontées d'informations émanantdes Maîtres d’œuvre ou d’informations recueillieslors des visites de sites dans le cadre de la procé-dure d'avis technique.

■ 3.2 - Avantages et inconvénients des solutions possibles

Le tableau suivant résume les principaux critèresen fonction de chaque famille de type de joint.Les familles de joints sont reprises de la nomen-clature du guide "joints de chaussées", § 3.1.1 etelles sont rappelées dans la liste des avis tech-nique régulièrement mise à jour (sous la colonne"type de joint").

* Les autres types (à pont en porte à faux, à pont appuyé,etc.) ne sont pas adaptés à un emploi dans un contexte dejoint longitudinal.

** Selon l’importance de ces mouvements, on privilégiera lamise en œuvre de joints surdimensionnés tout en gardant àl’esprit qu’une augmentation de la largeur du joint accroîtle risque de glissance.

Famille de joint*Mouvements

verticaux admissibles

Epaisseur du revêtement

Cisaillementlongitudinal admissible

Observations

Joint de trottoir Sans problème Sans problème Limité : ± 10 mm

Uniquement en position ➀

Sous revêtement type semi-lourd III ou similaire

Faibles : ± 2 mm

Elle doit être > 12 cm Minime

A revêtementamélioré

Limités : ± 5/8 mm Normale Faible :

± 2 mm

Déconseillé sous ➃ et formellement déconseillé

sous ➄Risque de glissance

A hiatus Sans problème Sans problème Limité : ± 10 mm

Attention à l'effet rail sous ➃ et ➄

Bien adapté en ➀, avec des modèles de joint de

trottoir des produits ayant un avis technique.

A pont en bandeDépend des

produits et du modèle**

Sans problèmeDépend des

produits et du modèle**

Fort risque de glissance

Illustration d'une position 4 : joint à revêtement amélioré longitudinal situé en dehors des bandes de roulement




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■ 3.3 - Disposition particulière aux joints à revêtement amélioré

Comme indiqué au § 1, le mouvement principalque doit subir le joint est un cisaillement verticaldû à l'effet des flèches différentielles. Aussi, dansle cas du choix d’un joint à revêtement améliorédans le présent contexte, il est conseillé, pourdiminuer les risques de fluage orniérage ou deglissance, d'adopter les dispositions suivantes :

a. Diminuer les largeurs du joint (L) et de laplaque de pontage (l) par rapport à cellesrequises pour une mise en œuvre classique(cf. avis techniques).

b. Chanfreiner (20x20 mm) les angles des arêtesdes lèvres des maçonneries pour éviter, lorsdes mouvements verticaux différentiels unpoinçonnement de la tôle de pontage.

■ 3.4 - Traitement de la jonction joint longitudinal/joint transversal

Le raccordement du joint longitudinal avec lejoint transversal (en about de tablier) ne se traitepas par une simple juxtaposition pour régler tousles problèmes de mouvements, d'étanchéité, desupports de trafic, etc. Ce point mérite une

attention particulière et doit donc faire l’objetd’une étude spécifique au cas par cas pour éviterune situation comme celle de la figure ci-dessusoù on peut se demander si le projeteur s'est vrai-ment inquiété du problème de joint, alors qu'unelégère adaptation de la structure aurait permisde "tirer" le joint sur la partie élargie en conti-nuité de la partie existante et, peut-être, de nepas avoir discontinuité entre les deux joints.

4 - ConclusionL'équipement d'un joint longitudinal mérite uneréflexion très en amont du projet. Le choix de laposition est une décision lourde de conséquenceen terme de durabilité et de sécurité des usagers,aussi on ne doit pas seulement prendre en consi-dération l'aspect structure seul mais ce quiviendra ensuite équiper la zone.Par ailleurs, il existe quelques dispositions spéci-fiques à chaque type de joint qui doivent per-mettre leur adaptation à ce contexte defonctionnement très particulier.

Y. MEURIC - M. FRAGNET ■Michel FRAGNETCellule EquipementsS.E.T.R.A. - CTOATel : 0146113213

Yvon MEURICCellule EquipementsS.E.T.R.A. - CTOATel : 0146113322


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Impact d'une politique de gestion sur l'état d'un patrimoine d'ouvrages en béton armé


Impact d'une politique de gestion sur l'état d'un patrimoine d'ouvrages en béton arméComment répartir les crédits consacrés aux ouvrages d’art, pour optimiser l’utilisation de l’argentpublic ?

Cette question, simple à formuler, constitue une véritable gageure. Y répondre suppose de disposer d’unmodèle de vieillissement des ouvrages. Or, même si les principales pathologies affectant les ouvrages sontaujourd’hui bien connues, appréhender les vitesses de dégradation reste un exercice difficile. En effet, lamultiplication des facteurs susceptibles d’intervenir dans la cinétique des dégradations est trop impor-tante pour qu’une modélisation simple puisse être envisagée.

En France, dès 1994, l’État, au travers de la Direction des Routes, a mis en place un outil permettantd’évaluer l’état de son patrimoine d’ouvrages d’art. Cette manne d’informations a bien entendu étéexploitée par de nombreux observateurs, mais la question de la meilleure répartition des crédits restaitinexplorée.

La présente étude pose les bases d’une analyse et d’un modèle associé devant permettre d’y voir plus clair.Elle permet de simuler différentes politiques, appréciant tant les montants de remise en état du patri-moine que l’état de ce patrimoine à l’issue de la politique de gestion testée.

Nathalie Odent et Gérard Delfosse de l’arrondissement « gestion du patrimoine » à la DivisionMéthodologies et Logiciels du CTOA se sont appuyés, pour construire l’outil ici présenté, sur l’expertise deJacques Berthellemy (Division des Grands Ouvrages) en matière de modèles numériques et sa propositiond’aborder le vieillissement des ponts par un système d’équations différentielles.

1 - Contexte général

La première préoccupation d’un gestionnaired’ouvrages d’art est de connaître et suivre l'étatde son parc. L’étape suivante consiste à évaluerles moyens nécessaires pour remettre en état cepatrimoine. Fixer les priorités d'interventions'avère ensuite indispensable, car ni les moyensfinanciers, ni les moyens en personnel ne per-mettent de réaliser dans l’immédiat tous les tra-vaux nécessaires. Il se pose alors le problèmecrucial d'évaluer sur le moyen et le long termeles conséquences des choix de priorités réaliséssur les opérations d'entretien ou de réparation.Disposer d’un outil de modélisation aiderait legestionnaire dans l'établissement des moyensraisonnables à mettre en œuvre.

Malheureusement, pour établir des prévisionsfiables, on se heurtait jusque là à l'obstacle de laméconnaissance des lois de dégradation desouvrages. Ceux-ci sont des objets trop complexeset le nombre de paramètres intervenant sur lesdégradations est si important qu’aucune loifiable ne pouvait faire l’objet d’une modélisationacceptable. Dans l'approche présentée ici, onappréhende le problème à l'échelle d'un parc,c’est-à-dire d’un grand nombre d’ouvrages, pourprévoir l'évolution de son état en fonction des

moyens dégagés. La démarche ne s'oppose pasaux procédures techniques actuelles menées aucas par cas pour diagnostiquer l'état d'un pont etdéterminer l'entretien ou la réparation quis'impose.

2 - L'apport d'I.Q.O.A.

En ce qui concerne le domaine de l’État, nousdisposons aujourd'hui de l 'outil de baseindispensable : l'Image Qualité des Ouvragesd'Art. Cette méthode permet d'évaluer l'état d’unparc d’ouvrages, par l'attribution de classesd'état (voir en annexe 1 le rappel de la significa-tion des classes IQOA). La base de données cons-tituée et mise à jour régulièrement fournit laconsistance du patrimoine à gérer et sa distribu-tion dans les différentes classes. Nous allonsmontrer comment, à partir de celle-ci et de laconnaissance de l'âge des ponts, on peut simulerl’impact technico-économique d’une politiquebudgétaire. Une modélisation a été réalisée pourprévoir l'évolution de l'état du patrimoine et lesincidences financières à moyen terme engen-drées par le choix d’une politique budgétaireaffectée à l'entretien et à la réparation.




21

3 - Application au patrimoine national de ponts en béton armé

Les développements qui suivent et serventd'exemple pour expliquer notre démarche por-tent sur les ouvrages en béton armé (ponts-dalles, ponts à poutres, cadres et portiques) duréseau routier national. Cette famille d'ouvragesest particulièrement intéressante par sa taille(près de 9000 ouvrages), son ancienneté (effec-tifs significatifs jusqu'à 70 ans) et son homogé-néité.

En 1998, on recense 8940 ponts en béton armésur le réseau routier national. Pour notre étude,nous devons connaître leur âge et leur état : c'estle cas de 80% d'entre eux, ce qui constitue unebonne base d'étude. On voit sur le graphique 1l’ordre de grandeur du nombre d’ouvrages qui nesont pas pris en compte par période, faute deconnaître leur âge précisément. Cette restrictionn’est pas de nature à fausser les résultats del’étude.

On peut tracer la pyramide des âges desouvrages retenus (graphique 2). Les effectifsd'ouvrages neufs (1 et 2 ans) sont faibles, pourdes questions de délai d'incorporation dans labase de données. Nous les avons par la suiteportés à 200 par an, compte tenu des effectifs de3, 4, 5 ans… A l'autre extrémité de la pyramide,1% d'ouvrages supplémentaires est âgé de plusde 70 ans, mais leur dispersion dans l'échelle dutemps et les classes IQOA est trop grande, noussemble peu représentative et risquerait defausser notre analyse. Nous les avons doncexclus de notre étude.

4 - Evaluation des montants de remise à niveau

En 1996, les DDE ont estimé le montant deremise à niveau d’un échantillon d'une centained'ouvrages en béton armé, représentatifs de lapopulation du même type. Le principe de l’éva-luation était de calculer le coût des travauxnécessaires pour reclasser si possible en classe 1IQOA tous les ouvrages. Cela signifie que le coûtde l'entretien courant n'a pas été chiffré,puisqu’il est effectué en régie avec les moyenspropres des DDE. Valable dans le cas général,cette évaluation demeure théorique pour cer-tains ouvrages si dégradés que leur retour enclasse 1 est impossible, quel que soit le niveaudes travaux effectués.

On en a déduit des montants moyens d'entretien(spécialisé) ou de réparation par ouvrage et parclasse d'état. Le montant de remise à niveau des3U exclut les cas de démolition-reconstruction,qui constituent une classe à part. L'estimation ducoût de ceux-ci a été établie à partir des prix dela construction, augmentés des frais dedémolition et d'entrave à la circulation.

Rapportés au coût d'entretien ramené à 1 d'unouvrage classé 2 (d'environ 100 kF TTC, valeur

Graphique 1

Graphique 2


22



1996), les ordres de grandeur des montants detravaux se lisent dans le tableau ci-dessous :

D'après les statistiques dont nous disposons (sta-tistiques de la construction et statistiques IQOA),environ 5% des ouvrages en béton armé classés3U sont démolis et reconstruits annuellement.Ainsi, les montants moyens et le nombred'ouvrages par classe permettent d’estimerl'enveloppe globale des crédits nécessaires pour

remettre à niveau le parc des ouvrages en bétonarmé du réseau routier national.

5 - Evolution de l'état du parc des ouvrages en béton armé

Cette étude nécessite d’émettre certaines hypo-thèses concernant les ponts en béton armé :

• la politique budgétaire d’entretien consacréeaux ouvrages d’art n’a pas significativementévolué ces dernières décennies ;

• les variations des techniques de conceptionet de réalisation n’ont pas eu d’influence sen-sible sur la durabilité des ouvrages (voirannexe 2) ;

• seule l'ampleur des moyens affectés à l'entre-tien et à la réparation de ces ponts entre enligne de compte de façon significative dansl'évolution de l'état général de leur parc.

Classed'état

Rapport des montants

Effectiféchantillon

2 1 31

2E 3 19

3 4 20

3U 12 34

démolitionreconstruction

36

Graphique 3

Graphique 4




23

Aujourd'hui, on connaît la distribution par âge desouvrages en béton armé dans les cinq classes IQOA(cf. graphique 3). Cette distribution tient compte del’entretien pratiqué depuis des décennies et on sup-pose qu’elle sera identique dans les années à venir,si le niveau d’entretien actuel est maintenu.On trace les courbes de tendance des nuages depoints et l'on détermine leurs équations polynô-miales (cf. graphique 4). Pour la classe 1, à l’évi-dence, une équation polynômiale ne s’adaptepas à l’allure de la courbe et c’est l’équation enexponentielle décroissante qui est directementprésentée ci-dessous :• équation de la classe 1 :

p1(x) = 0,786 e-0,144x + 0,002• équation de la classe 2E :

p2E(x) = - 0,0001368 x2 + 0,0167 x• équation de la classe 3 :

p3(x) = - 0,00003 x2 + 0.00471 x• équation de la classe 3U :

p3U(x) = 0,00003 x2 - 0,000003 x• équation de la classe 2 :

p2(x) = 1 - p1(x) - p2E(x) - p3(x) - p3U(x)

Bien entendu, une succession d’enquêtes IQOAà entretien réel, serait en toute rigueur néces-saire pour accéder aux lois de vieillissement.Ainsi, le résultat des prochaines enquêtes IQOApermettra peut-être d’affiner le modèle quenous présentons. Le schéma qui suit montre lesrépartitions suivant leur âge des ouvrages dansles classes 1 et 2 pour les enquêtes des années2000 à 2007, supposées toutes identiques àl’enquête d’aujourd’hui. Pour chaque classe, laligne qui est figurée suit par exemple la généra-tion des ouvrages ayant 18 ans en l’an 2000.Elle permettrait d’obtenir la loi de vieillissementréelle compte tenu de l’entretien, si le résultatdes prochaines enquêtes était déjà connu.N’ayant aujourd’hui à notre disposition que lerésultat de trois enquêtes, on ne constate pasd’évolution sensible. Pour la suite de l’article, onsuppose donc qu’un régime stationnaire estétabli et que les enquêtes à venir ne feront pasapparaître d’évolution notable des courbes derépartition entre les classes.

On peut alors établir que le vieillissement est dûaux cinq réactions de changement de classe sui-vantes, qui sont simultanées et évoquent ladécomposition d'éléments instables.[1] ⇒ 80% [2] + 16% [2E] + 4% [3][2] ⇒ 80% [2E] + 20% [3][2E] ⇒ 60% [3] + 40% [3U][3] ⇒ [3U][3U] ⇒ démolition/reconstructionLes pourcentages co r re spondant auxdécompositions qui apparaissent dans ces réac-

tions découlent directement des dérivées descourbes de tendance du graphique 4 ou biensont déterminés empiriquement pour que lacinématique représente bien la réalité, c’est-à-dire le graphique 4. Ils sont supposés invariantsdans le temps mais sont fonction du niveaud’entretien actuel, puisque les courbes sont laphotographie de l’état des ouvrages. Le jeu deréactions présenté n’est pas une solution unique.

Des réactions similaires pour représenter le vieillis-sement intrinsèque des ouvrages, indépendam-

Graphique 4-bis : Lois de vieillissement déduites du résultat des enquêtes IQOA.


24



ment de l’entretien actuel, tiendraient compte deretours en classe 1 et leurs coefficients seraientévidemment légèrement différents.Pour introduire l’effet des réparations, il faudraitavoir répertorié toutes celles effectuées depuisdes dizaines d’années sur les ponts en bétonarmé du réseau national et partir d’un suivi detype IQOA d’ouvrages laissés complètement àl’abandon, comme les blockhaus. Ce n’est guèrepossible !De toute façon, il n’est pas utile pour poursuivrenotre raisonnement, de connaître les lois devieillissement intrinsèque d’ouvrages en bétonarmé pas entretenus. L’objectif de notre modèleéconomique est en effet de prévoir les créditssupplémentaires nécessaires à l’entretien de cesouvrages dans l’avenir, en fonction de l’évolutionde leur état.Avec le niveau d'entretien actuel, on supposeque la cinématique de chacune des réactions estgouvernée par une équation différentielle de laforme :

dpi/dt = - ki pioù les coefficients ki sont cinq constantes positives.Les cinq coefficients ki peuvent être ajustés pourretrouver la distribution actuelle des ponts dansles différentes classes avec une excellente pré-cision (graphique 4). Soulignons à nouveau qu’ilsdépendent du niveau d'entretien actuel. On peut

les associer directement à des demi-vies, maiscelles-ci ne sont alors pas des caractéristiquesintrinsèques des ouvrages en béton armé. Ellescaractérisent en effet de façon indissociable lesouvrages et le niveau d’entretien dont ils fontl’objet aujourd’hui.

Or, sur les ouvrages construits au cours des qua-rante dernières années, les courbes obtenues parl'intégration numérique des équations différen-tielles coïncident exactement avec les courbes detendance obtenues par régression à partir dunuage de points provenant de la base de don-nées IQOA.

Ce modèle permet donc d'estimer l'évolutionprobable de l'état du patrimoine d'ouvrages enbéton armé, dans une première hypothèse demaintien du niveau des crédits. On simule eneffet la dégradation des ponts, par passage d'uneclasse à l'autre, au moyen des lois de vieillisse-ment obtenues précédemment. L’observationfine du passé permet d’envisager la prévision del’avenir, en supposant que de nouveaux types depathologies du béton n’apparaîtront pas. Dans cebut, on part cette fois des conditions initialescorrespondant à la distribution actuelle desponts en béton armé dans les cinq classes d'état,tous âges confondus. Les résultats de cettemodélisation sont illustrés pour les 40 ans àvenir sur le graphique 5.

Graphique 5




25

6 - Evolution du montant global de remise à niveau

On peut évaluer l’impact économique d’une poli-tique par l’intermédiaire de l’outil d’évaluationévoqué ci-dessus. Il s’agit d’estimer le montant deremise à niveau de l’ensemble du patrimoine. Il estclair que ceci ne constitue qu’un outil d’évaluationet qu’il ne faut pas considérer les montantsannoncés comme ceux à mettre en œuvre.

La politique qui consisterait à remettre en classe1 IQOA tous les ouvrages n’est certainement pascelle qui optimiserait l’emploi de l’argent public.

L'effectif annuel des ouvrages dans chaqueclasse se déduisant de la modélisation ci-dessus,on calcule l'évolution de l'enveloppe globale descrédits nécessaires à la remise en état du patri-moine (à francs constants), par l’intermédiairedes coûts moyens de remise à niveau par classe,tel qu’expliqué au paragraphe IV ci-dessus. Ladistribution des ouvrages dans les classes d'étatévoluant avec le temps, comme le montre le gra-phique 5, le montant nécessaire à la remise enétat du patrimoine évolue en conséquence.

Cette simulation montre que les besoins crois-sent très rapidement : ils doublent en 25 ans !Pour éviter des dérapages budgétaires à moyenterme et une dégradation accélérée du patri-moine avec les risques consécutifs pour la sécu-rité des usagers, le gestionnaire est en droit des'interroger sur les moyens nécessaires pouratteindre différents objectifs, par exemple :

• soit de maintenir le patrimoine dans l'état actuel

• soit d'obtenir un patrimoine en bon état dansun délai qu'il fixe

• soit de maintenir constant le montant globalde remise à niveau du patrimoine.

Nous allons, à titre d’exemples, tenter derépondre à ces questions.

Mais, bien sur, d’autres scénarios peuvent êtreenvisagés et testés.

7 - Impact de la politique budgétaireLa politique budgétaire se traduit par le montantet la répartition des crédits alloués annuellementà l’entretien et à la réparation des ponts. Con-naissant les montants moyens de remise àniveau par classe d'état et le coût de ladémolition-reconstruction pour le béton armé,les réparations supplémentaires par rapport auniveau d'entretien actuel peuvent être facile-ment modélisées par des équations traduisant leretour en classe 1 des ponts, si les crédits sontdisponibles.

Pour évaluer l'impact de la politique budgétairesur le moyen ou le long terme, on calcule com-bien de ponts elle permet de remettre en étatchaque année. On peut donner une somme glo-bale et l 'on suppose que les crédits serépartissent dans l’ordre suivant : on réalised'abord toutes les “démolitions reconstructions ”,puis les travaux sur les 3U, puis sur les 3 et ainside suite en descendant l’échelle des notes IQOA.On peut aussi réserver une somme d'argent àune classe particulière, mais si cette classe neconsomme pas tous les crédits, le reste se reportesur la classe juste “inférieure ”, c’est-à-dire moinsdégradée.

Le modèle permet de comparer la politiqued'entretien actuelle à d'autres politiques.

A titre d’exemples :

• Combien doit-on distribuer de crédits supplé-mentaires pour que le montant global deremise à niveau du parc d'ouvrages en bétonarmé reste à peu près constant sur 15 ans, àeffectif constant ?

Graphique 6

Graphique 740 MF de plus par an.


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L'évolution concomitante de l'état des ouvrages est alors :

On peut également introduire dans le modèleles ouvrages construits annuellement :• Sachant que ces dernières années, ont été cons-

truits environ 200 ouvrages par an, d’après les sta-

tistiques IQOA et celles de la construction, sil'activité se poursuit à ce rythme, quels sont lesmoyens à dégager pour que le montant global deremise à niveau n'augmente pas à moyen terme ?

Graphique 8

Graphique 9

Graphique 1060 MF de plus par an.




27

L'évolution de l'état du patrimoine qui endécoule est :

• A effectif constant, quels moyens supplé-mentaires doit-on dégager pour maintenirconstant l’état du patrimoine des ouvragesen béton armé ?

Les crédits nécessaires se répartissent de la façonsuivante :• 6 MF de plus sur les ouvrages de classe 2• 22 MF de plus sur les ouvrages de classe 2E• 10 MF de plus sur les ouvrages de classe 3• 8 MF de plus sur les ouvrages de classe 3U• 20 MF de plus sur les ouvrages à démolir et

reconstruire.

Le montant de remise à niveau reste lui bien évi-demment constant aussi.

• A effectif constant, combien de créditssupplémentaires faut-il débloquer pourrésorber les besoins en entretien et en répa-ration en 15 ans, c’est à dire pour, au bout de

cette période, avoir remis tout le patrimoineen classe 1 ?

L'amélioration de l'état du patrimoine est illus-trée par le graphe 14 :

Au bout de 15 ans, une fois tous les ouvragesremis en classe 1, un montant annuel de créditsde 165 MF environ est suffisant pour maintenirle patrimoine en bon état. Avec 165 MF par andès le départ, on arrive au même régime station-naire en 50 ans au lieu de 15 ans, comme illustrésur le graphique 15.

Graphique 11 (à gauche)

Graphique 12 (à gauche)Environ 65 MF de plus par an

Graphique 13 (à doite)200 MF par an

Graphique 14 (à doite)

Graphique 15


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• En introduisant 200 ponts nouveaux par an,quels sont les crédits nécessaires pour arriverau même résultat ?

et l'évolution de l'état du patrimoine est lasuivante :

Graphique 16 (à gauche)245 MF par an

Graphique 17 (à droite)

8 - CONCLUSIONLa modélisation réalisée pour les ouvrages enbéton armé doit aider le gestionnaire d'unpatrimoine d'ouvrages à déterminer les moyensà mettre en œuvre pour répondre aux objectifsdu maître d'ouvrage et lui permettre de dis-

poser d’arguments chiffrés dans les débats bud-gétaires.

Dans le tableau ci-dessous sont synthétisés lesrésultats obtenus pour des stratégies de gestiondes ouvrages en béton armé du réseau routiernational, dans différents cas de figures :

Le modèle pourrait bien sûr encore être affiné et il reste bien entendu à l'étendre aux autres familles d'ouvrages, pour répondre davantage aux besoins des gestionnaires, puisqu'un patrimoine contient en général plusieurs sortes d'ouvrages.

crédits supplémentaires nécessaires aucun ouvrageconstruit

200 nouveaux ouvrages/an

coût global constant sur 15 ans 40 MF/an 60 MF/an

état constant 65 MF/an

remise en état complète en 15 ans 200 MF/an 245 MF/an

remise en état complète en 50 ans 165 MF/an

Nathalie ODENTITPE - DMLSETRA - CTOATel. : 01 46 11 35 99

Jacques BERTHELLEMYITPE - DGOSETRA - CTOATel. : 01 46 11 32 69

Gérard DELFOSSEIDTPE - DMLSETRA - CTOATel. : 01 46 11 35 98

N. ODENT, J. BERTHELLEMY, G. DELFOSSE ■




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ANNEXE 1

Définition des classes IQOA

Classe 1 : Ouvrage en bon état apparent relevant de l'entretien courant au sens de l'Instruction Technique sur la Surveillance et l'Entretien des Ouvrages d'Art.

Classe 2 : Ouvrage, • dont la structure est en bon état apparent mais dont les équipements ou les éléments

de protection présentent des défauts, • ou dont la structure présente des défauts mineurs, et qui nécessite un entretien spécialisé sans caractère d'urgence.

Classe 2E : Ouvrage, • dont la structure est en bon état apparent mais dont les équipements ou les éléments

de protection présentent des défauts, • ou dont la structure présente des défauts mineurs, et qui nécessite un entretien spécialisé URGENT, pour prévenir le développement

rapide de désordres dans la structure et son classement ultérieur en 3.

Classe 3 : Ouvrage dont la structure est altérée et qui nécessite des travaux de réparation mais sans caractère d'urgence.

Classe 3U : Ouvrage dont la structure est gravement altérée, et qui nécessite des travaux de réparation URGENTS liés à l'insuffisance de capacité portante de l'ouvrage ou à la rapidité d'évolution des désordres pouvant y conduire à brève échéance.

Classe NE : Ouvrage non évalué.


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ANNEXE 2BREF HISTORIQUE DU BÉTON ARMÉ

Incidences sur le parc actuel des ponts du réseau routier national

Les premières réalisations en béton armé datentdu milieu du 19ème siècle. L'année 1848 voit lacréation de la barque en " ciment armé " deLambot qui fut présentée à l'exposition universelleen 1855. La première passerelle en ciment arméfut réalisée par Monier en 1875 au château deChazelet dans l'Indre. Les premiers ponts françaisen béton armé datent de la fin du 19ème siècle. Il ya lieu de citer le pont de Châtellerault construitpar Hennebique et celui de la rue Valette à Perpi-gnan exécuté par Simon Boussiron...Progressivement, des progrès ont été réalisésdans la composition du béton (travaux de Fréreten 1906 et de Faury en 1936), dans sa fabrication(utilisation des bétonnières à partir de 1920),dans sa mise en œuvre (utilisation de la vibrationà partir de 1920). Même si, bien avant ladeuxième guerre mondiale, des constructeursont été capables d'obtenir et de mettre en œuvredes bétons de résistance élevée, il est possible deconsidérer que ce n'est qu'à partir des années 50que les techniques de fabrication, de mise enœuvre et de contrôle du béton que nous con-naissons de nos jours ont été maîtrisées par tous.Il est à noter qu'en France, dans le domaine desouvrages d'art, et contrairement à d'autres pays,la classe de résistance des bétons a toujours étéassociée à un dosage minimal en ciment qui estun facteur de durabilité. Il est à noter que la période de guerre de 1940 à1945 et la période de reconstruction qui a suiviet ce jusque vers les années 50 ont été marquéespar une forte pénurie de matières premières quiont été remplacées par des matériaux de récupé-ration. Beaucoup d'ouvrages réalisés au cours deces époques présentent des défauts de qualité.De la même façon, des progrès ont été réalisésdans la conception des ouvrages. Tout au début,chaque constructeur avait breveté ses propresdispositions constructives. À partir des années1925, il est possible de considérer que les dispo-s i t ions construct ives éta ient devenueshomogènes avec l'utilisation systématique desarmatures en acier doux (ronds Adx). Une nou-velle étape a été franchie entre les années 50 et

60 avec la systématisation des armatures depeau et des aciers à haute adhérence. Depuiscette dernière période, les dispositions construc-tives n'ont guère évolué.

L'évolution de la réglementation a été beaucoupplus lente que celle de la technique du bétonarmé. Les règles de calcul de 1934 sont relative-ment proches de celles de 1906, les premières àvoir le jour. Il faut attendre les années 60 pourqu'apparaissent, pour les bâtiments, les règlesdites BA 60 qui, même si elles sont aux con-traintes admissibles, sont les premières règlesmodernes de béton armé basées sur des compor-tement à rupture. Les règles BA 60 ont été à l'ori-gine des règles de 1964 du Ministère des TravauxPublics applicables au calcul des ouvrages d'artpuis, aux célèbres règles CCBA 68 communes auxbâtiments et aux ouvrages d'art.

Les règles de calculs aux états limites de 1983 ditesBAEL 83 n'ont pas fondamentalement bouleversé ledimensionnement et la conception des ouvrages enbéton armé même si les ingénieurs ont dû s'habi-tuer à de nouvelles méthodes de calcul.

L'impact de l'évolution des règles de charges asurtout joué jusqu'aux années 60. Les modifica-tions intervenues en 1971 n'ont pas bouleversé ledimensionnement des ouvrages.

Les années 90 marquent le début d'une ère nou-velle de développements technologiques avecl'utilisation des bétons à haute performance, desbétons auto-plaçants, etc. Diverses expériencesen cours permettront de mesurer l'effet réel deces techniques sur la pérennité des ouvrages.Quant aux effets éventuels de l'utilisation desEurocodes, ils commenceront à se faire sentird'ici un à deux lustres.

En conclusion, il est possible de considérer queles ponts en béton armé construits depuis qua-rante à cinquante ans constituent un ensemblerelativement homogène dans leur dimensionne-ment et leur conception. C'est ce qui explique lesrésultats obtenus dans le présent article.

Daniel POINEAU ■




31

Protection anticorrosion des structures métalliquesL’entretien des ponts métalliques nécessite, en cequi concerne la protection anticorrosion, desopérations régulières de préparation de surface,et de remise en peinture. Lorsque la plus grandepart de l’ouvrage n’est pas fortement enrouillée,il est possible de maintenir une partie du systèmeexistant, dès lors qu’elle reste suffisammentadhérente.

On limite alors le traitement de plus en pluscoûteux des déchets. En effet les couches pri-maires et intermédiaires comportent des pro-duits inhibiteurs de corrosion souvent toxiques(minium de plomb, zinc,…) au regard de laréglementation.

Suscité par le Comité Ponts Métalliques, ungroupe de travail mixte entre l’ACQPA, et leCentre Français de l'Anticorrosion (CEFRACOR) aété créé avec pour thème, l’incidence des nou-velles lois sur l'environnement sur la mainte-nance de la protection anticorrosion desstructures métalliques.

L'une des voies possibles, dans le futur, est ledécapage à l'eau sous ultra-haute pression. LaSNCF a utilisé la première ce procédé sur plusieursde ses ouvrages. Monsieur Philippe Meunier vousprésente cette expérience dans son article.

Faute du recul nécessaire, la durabilité des sys-tèmes de peinture appliqués après ce type depréparation de surfaces n'est pas encore connueaujourd'hui. On peut légitimement craindre, parexemple, que le procédé à ultra-haute pressionne permette pas de rétablir une rugosité suffi-sante du subjectile dans le cas où le décapageserait complet. Actuellement, les systèmes certi-fiés par l’ACQPA doivent être appliqués exclusi-vement sur des surfaces préparées par décapageà l’abrasif.

La méthode présentée ici peut être une alterna-tive intéressante pour entretenir certainsouvrages anciens peu enrouillés qui franchissentdes cours d’eau. La méthode de décapage à l'eausous pression qui dégage des économies à courtterme, permettra aux responsables de la gestiond’un patrimoine, de débloquer plus tôt les créditsd'entretien nécessaires, et de limiter ainsil'aggravation de l'enrouillement d'un ouvrage.Cependant, il reste à comparer l’économie réa-lisée par le décapage à l’eau à ultra-haute pres-sion à la durabilité de la protection ainsi obtenue,et c’est tout le travail du groupe ACQPA/CEFRACOR.

J. BERTHELLEMY (Setra) ■

Le décapage à l'eau sous très haute pression : une technique nouvelle de préparation de surfaceLa technique traditionnelle de décapage àl’abrasif perdu, génère des quantités importantesde déchets pollués, dont le coût de traitementest élevé.

De plus, elle se prête difficilement à un décapagesélectif des anciens fonds.

La technique nouvellement normalisée dedécapage à l’eau sous pression, avec des pres-sions de 700 à 3300 bars où l’outil hydrauliqueagit comme une fraise, se développe dans laréparation navale, l’industrie chimique etpétrochimique. Elle est aussi efficace pour lamaintenance de toute structure extérieure, et

donc notamment pour la maintenance desponts.

Le décapage UHP des surfaces peintes : l’expérience de la SNCF

Comme tous les ouvrages métalliques extérieurs,les ponts SNCF subissent l’agression du temps etla corrosion apparaît, ce qui nécessite leur remiseen peinture en moyenne tous les 20 ans.

C’est pour cette raison que la SNCF a développé,depuis 1994, la technique normalisée en 1997 dedécapage à l’eau à ultra haute pression, appeléecommunément "UHP" (norme NFT 35.520).


32

Le décapage à l'eau sous très haute pression : une technique nouvelle de préparation de surface


Alors que le décapage à l’abrasif nécessite unéchafaudage lourd et jointif, l’UHP demande uneprotection plus légère, avec cependant la poseobligatoire d’un géotextile filtrant, qui retiendrales particules de rouille et d’anciennes peintures.L’eau, qui peut être pompée directement dans larivière, est portée à une pression supérieure à700 bars, et agit en “multijets” rotatifs pour venir“scalper” les couches de peintures existantes.Le retour d’expérience depuis 1994 indique queles pressions nécessaires sur des anciens fonds,composés de plusieurs couches de peinture àliant huile de lin ou oléoglycérophtaliquesd’épaisseur totale 600 à 800 µm, s’étalent dansune fourchette de 1200 à 2750 bars.La rouille, quant à elle, disparaît à des pressionssupérieures à 1400 bars.La réaction à l’opérateur, qui manie la lance, estlimitée à 20 décanewtons, lui assurant un relatifconfort pour travailler 6 à 8 heures par jour.

L'installation UHP comprend des lances rotativesmultijets et une pompe à pistons céramiques, quipermet de monter la pression de l’eau jusqu'àdes valeurs pouvant atteindre 3300 bars pour lesmachines les plus puissantes. Ces outils, équipésde buses-gicleurs en saphir, propulsent l’eau surla surface de la tôle, et travaillent comme unefraise. En général, le débit n’excède pas 20 litrespar minute.Le pouvoir décapant du jet d’eau est lié à la pressiondisponible et à la distance entre la buse et la tôle.L’énergie cinétique développée engendre unléger échauffement de l’acier, propice à l’évapo-ration de l’eau, ce qui limite l’apparition de fleurde rouille.

Modes de traitement des déchetsCette technique de décapage UHP génère deuxtypes de déchets :• des résidus solides constitués de particules

d’anciennes peintures et de rouille. Ils sontretenus par le géotextile, disposé sur le plan-cher ou sous l’échafaudage.

• des déchets liquides, composés essentielle-ment de métaux dissous, tel le plomb, passantà travers les mailles d’écartement 60 micronsdu géotextile. Ils sont susceptibles de polluerla rivière située sous l’ouvrage.

Il est donc nécessaire de mesurer cette quantitéde métaux dissous, et de comparer les résultatsavec la valeur maximale de rejet imposée par laLoi sur l’Eau.La Loi sur l’Eau prévoit deux types d’autorisationavant de pouvoir entreprendre les travaux :• le régime de l’autorisation engendrant une

procédure longue et complexe de Déclarationd’Utilité Publique.

• le régime de la déclaration, procédure simpli-fiée qui astreint au respect de valeurs très fai-bles de rejets. Dans ce cas, le rejet de métauxdans le milieu naturel ne doit pas excéder100 grammes par jour.

Avant toute filtration, les eaux de ruissellementcontiennent environ 5 milligrammes de plombpar litre. Après centrifugation à 8700 tours parminute, la teneur en plomb descend à moinsd’un milligramme de plomb par litre.Lorsque l’eau est à nouveau filtrée sur un dispo-sitif à charbon actif, la teneur baisse à cinqcentièmes de milligramme par litre, c’est à dire

Décapage.

Examen du vieux fond de peinture après décapage.




33

généralement à une valeur plus faible que cellede la rivière.La simple filtration de l’eau de ruissellement parun géotextile réduit la teneur en plomb à moinsde 2 milligrammes, et compte tenu des débitsdes pompes et du nombre de lances en action,cette valeur conduit à des taux de polluants infé-rieurs au seuil imposé par la loi, soit 100grammes par jour.Les mesures des eaux de ruissellement rejetéesdans le milieu naturel, après filtration par ungéotextile, indiquent des valeurs comprisesentre 48 et 91 grammes par jour Ces mesuresont été réalisées sur 18 chantiers distincts. Dece fait, le traitement complémentaire par cen-trifugation et filtrage au charbon actif n’est pasobligatoire pour respecter les seuils de rejetimposés par la Loi.

ConclusionLa surface décapée peut présenter deux typesd’aspect :• soit un métal mis à nu; dans ce cas, les sur-

faces mises à nu peuvent présenter alors destraces d’oxydation ambrée, appelée “flashrusting”.

• soit un support revêtu d’anciennes peinturesau minium de plomb, que l’on essaye de con-server.

En 1997, 47 % des surfaces des ponts métal-liques de la SNCF remis en peinture ont été pré-parées par décapage à l’eau sous ultra hautepression.

En s’appuyant sur l’expérience de 23 pontsdécapés à l’UHP de 1994 à 1999, le coût del’opération décapage à l’eau sous pression, avecmaintien des anciens fonds de peinture adhé-rents, se situe entre 48 et 90 francs le m2 (HT).Le coût global est bien sûr fonction du typed'installation de chantier et des contraintesd'exploitation des lignes ferroviaires. Il se situedans une fourchette de 140 à 300 FHT parmètre carré. Ces prix hors taxes comprennent ledécapage, la récupération des déchets, l’appli-cation de peinture, les échafaudages et installa-tions de chantier.Ce nouveau concept de maintenance fait l'objetde programmes de recherche menés en communavec les Ministères de la Défense et del'Equipement : qualification des états de “flashrusting”, procédure de vieillissement accéléré envue d'élaborer un référentiel de systèmes depeinture, applicables sur préparation de surfacesautres que le découpage à l'abrasif sec.Par ailleurs, les premiers ponts traités depuis1994 font l'objet d'un suivi annuel de la part dela SNCF. Il a permis d'affiner les spécifications dela notice descriptive des travaux. Les ouvragesinspectés ne présentent actuellement aucundésordre particulier par rapport à des structuresdécapées à l'abrasif.

Philippe MEUNIER ■

Ouvrage en cours de traitement, au-dessus d’une rivière.

PHILIPPE MEUNIERDépartement des Ouvrages d’Art du PatrimoineSNCFTel: 01 55 31 16 32


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Courrier des lecteurs

Suite à la parution de deux articles traitant desjoints de chaussées dans le numéro 31 du Bul-letin OA :• Pour une meilleure durabilité des joints de

chaussées.• Comment définir la température du pont

pour caler l'ouverture des joints à la pose?Nous avons reçu la réaction d'un lecteur dontnous publions, avec son autorisation, la partieessentielle.« Le numéro 31 de décembre 1998 de la revueOuvrages d’Art comporte un article fort utile de5 pages consacré à ce sujet, trop souvent traitépar le mépris…Il est suivi d’un exposé en deux pages « Commentdéfinir la température du pont pour calerl’ouverture des joints? », comportant des exem-ples de relevés thermiques.Ces exemples me paraissent malheureux, parl’illusion quant à la précision utile à ce sujet,tandis qu’on n’évoque pas les données, de beau-coup les plus importantes, consistant— pour le béton, à savoir où en est ce matériau

quant au retrait, et au fluage s’il y aprécontrainte : ces deux déformations sauflorsqu’on a des ouvrages anciens, sont beau-coup plus importantes que les déformationslinéaires d’origine thermique!

— et pour tous les ponts, y compris métalliques,à bien être sûr de la position des appuis fixes(d’origine ou par blocage ultérieur…).

Lorsqu’on a la chance de poser des appuis dansdes conditions de stabilité thermique, à quelquesdegrés près, selon exemples donnés, la connais-sance de la température ambiante moyenne surles quelques jours qui précèdent suffit.On pourrait également rappeler que les partiesen about de structure destinées à supporter lesjoints doivent être coffrées en conformité avec lacapacité de souffle attendue du joint, de façonrectiligne, et apte à porter efficacement cetéquipement (pas de rupture sous les effets descharges et du fonctionnement du joint). »Nous sommes tout à fait d 'accord avecM. Xercavins pour considérer que le calcul dusouffle d'un joint est un ensemble dont aucunélément ne doit être négligé et surtout pas lavaleur du retrait et du fluage. Ce que nous sou-haitions mettre en valeur c'est l'intérêt de ne pasperdre le bénéfice d'un calcul précis par une posedans des conditions mal définies et maîtrisées.Merci à M. Xercavins de montrer la voie pour unemeilleure appréciation de la valeur du souffleréel d'un joint.

Michel FRAGNET ■

Rectification

Une écriture quelque peu rapide de l'article con-cernant le S.I.N.G.E. (Système Indépendant Navi-gant et Grimpant d'Entretien) nous a amener àécrire une inexactitude, qu'il convient de rectifier.La passerelle EPSILON, gérée par le CETE de Lyonest, bien évidemment, tout à fait à même de per-mettre l'inspection de toutes les faces des appuis

des ouvrages, autant celles perpendiculaires àl'axe principal de l'ouvrage que celles parallèles.Toutes nos excuses aux lecteurs, et notre consi-dération aux inventeurs de la passerelle Epsilon,en les priant de nous pardonner.

Gérard DELFOSSE ■

Michel FRAGNETCellule EquipementsS.E.T.R.A. - CTOATel : 01 46 11 32 13




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La Documentation des Techniques Routières Françaises…Du projet à la réalité

Dans le cadre de la politique française des routes,le ministère a mis en oeuvre un projet qui vise àfaciliter l’accès au fonds documentaire (textesofficiels et techniques, normes) nécessaire àl’exercice des métiers de la route.L’objectif est de faciliter la diffusion de cettedocumentation et son appropriation par tous lesacteurs de la communauté technique routière,pour ainsi contribuer à la qualité et à la cohé-rence de l’ensemble des réseaux.Ce projet s’intitule La Documentation des Tech-niques Routières Françaises (DTRF).La Direction des Routes en est le maîtred’ouvrage, avec l’appui des autres directionsd’administration centrale –DSCR, DAFAG, DRASTet DPS.Il associe quatre services techniques cen-traux du ministère: SETRA, CERTU, CETU, LCPC.Le projet DTRF vient de déboucher sur laréalisation et la diffusion d’un tout premier pro-duit, le Répertoire de base 1999 .DTRF-Répertoire de base a trois grandes fonc-tions:• effectuer des recherches multi-critères

(domaine technique, mot- clé…)• gérer des dossiers personnels• consulter un dictionnaire.

Ce cédérom a été conçu en s’appuyant large-ment sur des groupes d’utilisateurs et sur lesrésultats d’enquêtes conduites sur le terrainauprès de DDE et de CETE, de services techni-ques départementaux, de ser-vices techniques des villes, desociétés d ’autoroutes, debureaux d’études et d’entre-prises de BT¨P.DTRF-Répertoire de base n’estpas exhaustif ; néanmoins ilpossède des informations déjàsubstantielles. Ce premier pro-duit peut apporter une réponseà des attentes largement expri-mées :il n’existait pas en effet,jusqu’à présent, même sousforme papier, de répertoireéquivalent, unique ,structuré etportant sur le champ d’action des quatre orga-nismes précités.Le projet DTRF évoluera .Il sera progressivementenrichi et sera disponible sur internet en ce quiconcerne sa composante bibliographique.Par ailleurs, une gamme de produits adaptée auxbesoins des différents métiers est envisagée.

Michel LABROUSSE ■

Michel LABROUSSEDirecteur du projet DTRFSETRATel : 01 46 11 33 61


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Un Guide pour l’exercice de la maîtrise d’œuvre en phase travaux

Lors du cycle d’études Ouvrages d’Art 1993-1994, il avait été mis en évidence le besoin dedocuments d’aide à l’exercice de la maîtrised’œuvre en phase travaux.En effet, l’ouvrage de référence dans ce domaine,le GMO 70, était devenu obsolète et nécessitaitun effort important de mise à jour. Les différents échanges que j’ai pu avoir à cesujet avec certains maîtres d’œuvre m’oriententplutôt vers la production de documents opéra-tionnels, du style fiche.Leur collection constituerait un document deréférence couvrant, au fur et à mesure de l’édi-tion de nouvelles fiches, l’ensemble du domainede la maîtrise d’œuvre travaux, en matièred’ouvrage d’art. Les fiches seraient séparées en deux grandesfamilles : • Les fiches qui donnent les clés de l’exercice de

la maîtrise d’œuvre :par exemple :— les épaisseurs d’enrobage,— la levée d’ un point d’arrêt avant bétonnage,— les opérations préalables à la réception,…

• Les fiches à caractère informatif :par exemple :— la formulation de bétons,

— la mesure des coefficients de transmissiondes aciers de précontrainte,

— la manutention des cages d’armatures,…Chaque fiche décrirait les points importants àexaminer, la façon de réaliser cet examen, lesconstats à effectuer, et tenterait de préciser leslimites de la « non conformité ». En ce qui con-cerne les fiches à caractère informatif, elles com-prendraient les éléments essentiels à lacompréhension des méthodes, écrite sous formesimple, mais permettant au décideur d’apprécierla qual ité des solutions que se proposed’employer l’entreprise.

L’objectif de cet article est double :Je souhaite recueillir votre avis de maîtred’œuvre sur le bien fondé de cette démarche, etsur l’utilité du produit dans votre pratique quoti-dienne.Je lance également un appel à candidatures pourappeler toutes les bonnes volontés désireusesd’apporter leur contribution à ce document :Responsables de service Grands Travaux, Res-ponsables de Subdivisions Etudes et TravauxNeufs, Subdivisionnaires, agents des laboratoires,tous les acteurs de l’acte de surveillance de tra-vaux neufs en ouvrages d’art.

D’avance, merci à tous.Gérard DELFOSSE ■

Gérard DELFOSSEArrondissement Gestion du Patrimoine et Appui à la Maîtrise d’œuvreCTOA/SETRA

Tel : 01 46 11 35 98Fax : 01 46 11 33 52e-mail : [email protected]


37

CENTRE DES TECHNIQUESD’OUVRAGES D’ART

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Retournez votre commande – ou faxez-la – à : Service d’Études Techniques des Routes et AutoroutesBureau de vente des publications • BP 100 - 92225 Bagneux Cedex Tél. 01 46 11 31 53 - Fax. 01 46 11 33 55

Frais d'envoi (à ajouter au montant de la commande) : 20 frs pour toute commande inférieure à 150 frs, 30 frs pour toute commande égale ou supérieure à 150 frsAutres pays : 10 % du montant de la commande avec un minimum de 40 frs

Mode de règlement (à réception de facture) : chèque bancaire à l'ordre du Régisseur des recettes du Setra • Virement bancaire : relevé d'identité bancaire (RIB) :Code banque : 40071 ¥ Code guichet : 92000 ¥ N¡ de compte : 00001000261 ¥ Cl RIB : 11 ¥ Domiciliation : RGFIN Paris Nanterre

COMITÉDE RÉDACTION

SETRA:MM. Binet, Bouchon, Millan

CETE:M. Grèzes (Bordeaux)M. Tavakoli (Lyon)

DDE :M. Brazillier (DDE 89)M. Portier (DDE 13)M. Bouvy (DDE 12)

LCPC :M. Godart

IGOA :M. Bois

Coordination :Jocelyne Jacob (Setra-Ctoa)Tél. : 01 46 11 32 79Fax. : 01 46 11 34 74Jacqueline Thirion (Setra-Ctoa)Tél. : 01 46 11 34 82

Réalisation :Barbary & Courte • Tél.: 01 44 50 52 55www.barbary-courte.com

Flashage :Augustin • Tél.: 01 40 36 10 15

Impression :Imprimerie de MontligeonTél.: 01 47 12 11 44

ISSN :1266-166X

Informations brèves■ Formation ENPC dans le domaine des ouvrages d'art

• Renseignements et programmes détaillés des stages ENPC : 01 44 58 27 58• Renseignements concernant les cycles internationaux : 01 44 58 28 28 ou 28 27

CONCEPTION ET REALISATION

Conception générale des ponts – 2ème partie : les appuis 25 et 26 janvier 2000

Le bois, matériau de structure des ponts et des passerelles 7 et 8 mars 2000

Concevoir et calculer les fondations : l’application du fascicule 62 8 et 9 mars 2000

Concevoir et restaurer l’étanchéité des ouvrages hydrauliques 14 et 15 mars 2000

Pratique de la mise en œuvre et de la réparation des bétons en montagne (Session Flash à Grenoble) 30 mars 2000

QUALITE

Commander et conduire les études de sols dans une approche qualité 14 au 16 mars 2000

CYCLES INTERNATIONAUX

Ouvrages d'Art : dimensionnement, gestion et maintenance (Paris et Aix) 6 au 24 mars 2000


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Ouvrages d’Art

• N° 33 • Décembre 1999

LE KIOSQUE DU SETRA

PUBLICATIONS

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Guide GC - Barrières de sécurité pour la retenue des poids lourds

Barrières de niveau H2 ou H3

• Réf. F9916 - Prix : 190 F 164 pages

Ce guide est destiné tant aux concepteurs depont qu'à ceux ayant en charge la gestion d'unparc d'ouvrages.Après un rappel de la réglementation qui régitde façon stricte l'emploi des barrières de sécu-rité, le guide présente les différents modèles etdécline les principaux critères de choix des pro-duits (efficacité, masse, encombrement, facilitéd'entretien, propriétés particulières, coût etc. ).Les dispositions techniques permettant d'assu-rer un comportement normal du véhicule lorsdu choc, un niveau d'efficacité conforme, uneliaison correcte à l'ouvrage (avec la valeur desefforts à prendre en compte dans la structure)dans les implantations sur les ponts font l'objetd'un chapitre important. Un autre chapitrespécifique aux implantations sur les différentstypes de murs de soutènement développe lesdiverses solutions adaptées en se limitant auniveau de l'ancrage de la barrière, les modalitésde reprise des efforts dans les murs sont trai-tées par ailleurs dans le guide de conception :"les murs de soutènement".Les aspects relatifs à la fabrication et à la miseen œuvre ainsi que ceux portant sur la durabi-lité des produits, leur entretien et leur répara-tion sont largement abordés dans ce guideavec, notamment, un chapitre consacré à lamise en œuvre de barrières pour la retenue depoids lourds sur les ouvrages existants.Un certain nombre d'annexes donne des des-sins de détail sur des dispositifs particuliers(écran de retenue de chargement, BN4 surdalle de frottement, etc.) ou des conseils sur lesautres modèles de barrières, la mise en œuvredes barrières BN4, etc.

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Avis technique - Étanchéité

Rappel : le prix de chaque avis technique est de20 frs

AUDIOVISUELS

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Reconstruction du Pont de Saint-Gilles

Cassette vidéo VHS - Durée : 24 mn

• Réf. F 9918 - Prix : 150 F

A deux pas des Cévennes et de la Méditerranée,le site de Saint-Gilles est propice à la construc-tion d'un pont en arc autoancré bow-string.Cet ouvrage en ossature mixte acier béton,d'une portée de 120 mètres, relie le Gard et laCamargue.Les éléments de la charpente sont fabriqués àl'usine Richard-Ducros d'Alès. Ils sont ensuiteacheminés et montés sur le site. La structure del'arc, lancée au-dessus du tablier d'accès, fran-chit ensuite le Rhône sur des palées provisoires.Un arc bow-string présente les mêmes avanta-ges fonctionnels qu'un pont à haubans. La réa-lisation que nous présentons dans ce film dé-montre la compétitivité de cette solution pourfranchir sans appui intermédiaire des brèchesde 100 à 150 mètres. Réussite architecturale, le pont de Saint-Gilles trouve facilement sa place avec ses for-mes douces, dans le paysage de plaine de laCamargue.

Dernière minute…

Pour la quatrième année consécutive, le CTOAa été à l'honneur lors du Festival InternationalMultimédia Bâtiment Architecture Construction Travauxpublics Environnement (FIMBACTE 99) en re-cevant le

ROC D'ARGENT 99Catégorie Formation

Le prix a été décerné au SETRA et à la DDE duGard pour le film "La reconstruction du Pont duGard sur le Petit-Rhône"La remise des prix a eu lieu le 14 octobre 99 auCNIT Paris La Défense

A paraître

• Ouvrages courants en zone sismique - Guidede conception• Entretien des ouvrages d'art - Guide à l'usagedes subdivisions• Tranchées couvertes - Guide de conceptiongénérale de génie civil• Logiciel PSH - Version 2.1

Répertoire des textes et documents techniquesessentiels O.A. - Janvier 2000

• Réf. P2100 - Prix : 70 F

Entrep. : SRS ISPOProduit : SINOTANE 2• Date : 04/1999• Validité : 04/2004• Réf. F AT ET 99.02

Ce bulletin est disponible sous la référence

PO533

au bureau de vente des publications du Setra - Tél. : 01 46 11 31 53 et 31 55www.setra.equipement.gouv.fr

kiosk.fm Page 38 Jeudi, 2. novembre 2000 4:45 16

Ouvrages d'art - Centre des techniques des ouvrages d'art

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