Ouvrages d'art - setra.fr

service d'Études

techniques

des routes

et autoroutes

Sétra

Ouvrages d'art

n° 56 - novembre 2007

Ouvrages d'artN°56 novembre2007 �

Un cinquième pont routier français en Bfup

Le triplement du pont Pinel à RouenSandrineChanut,NicolasFabry,GérardLeclerc,PierreMarchand,DavidMarchesse,DanieldeMatteis,AudePetel,ThierryThibaux ☛P.2

Viaduc de Pont-à-MoussonSuivi par courburemétrie lors des travaux de remplacement de précontrainte extérieure

VincentBarbier,XavierBerdos,PhilippeJandin ☛P.11

Application des nouvelles normes (Partie II)Détermination des efforts horizontaux dans un système d’appareils d’appui à plan de glissement ou de roulement

YvesPicard ☛P.17

Le contrôle non destructif de réception des chapes d’étanchéite des ponts routiers par thermographie infrarouge

HervéCannard,MichelFragnet,FlorencePero,Marie-PauleThaveau ☛P.24

Passage à Open Office pour le logiciel Petra, passage aux Eurocodes pour la bible Ouvrages d’Art

GuillaumeChauvel,DanieldeMatteis ☛P.28

Stages ☛P.29

Les dernières publications Ouvrages d'art ☛P.30

SOMMAIREBulletin du Centre des Techniques d'Ouvrages d'Art

Directeur de la publication : Jean-Claude Pauc. Comité de rédaction : Thierry Kretz, Emmanuel Bouchon, Angel-Luis Millan, Gilles Lacoste (Sétra),

P i e r r e Pa i l l u s s e au (C ete du Sud -Oue s t ) , Vé ron ique Le Me s t r e (C gcp /M igt 05 ) , Je an -Chr i s t ophe Ca r l e s (C ete Méd i t e r r ané e ) ,

Michel Boileau (Dde 31), Bruno Godart (Lcpc). Rédacteur en chef : Nicole Cohen (Sétra) - té l : 01 46 11 31 97. Coordination et

réalisation :EricRillardon(Sétra)-tél:0146113342.Impression :Caractère.2,rueMonge-BP224-15002AurillacCedex-ISSN:1266-166X-©Sétra-2007

� Ouvrages d'artN°56 novembre2007

Un cinquième pont routier français en BfupLe triplement du pont Pinel à Rouen

SandrineChanut,NicolasFabry,GérardLeclerc,PierreMarchand,DavidMarchesse,DanieldeMatteis,AudePetel,ThierryThibaux

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Présentation générale de l’ouvrage

L’ouvrage existant et le contexte de son élargissement

LepontPinelestunpetitouvragede27mdelongueursituéauPetit-Quevilly,ausuddeRouen,quisupporteletraficentrelesvoiesportuairessudetlesprincipalesvoiries de la rive gauche. Il enjambe avec un biaisimportant trois voies ferrées,dontdeuxélectrifiées,desservantunegaredetriage(photo1).

L’ouvrageexistantestunpontàdeuxvoiesàpoutrellesenrobées comportant deux travées de 12,20m et14,80m,avecdesappuisclassiquesenbétonfondéssuperficiellement. Construit dans les années 70, ila fait l’objeten1996d’undoublement.Sontablierest composé de ce fait de deux dalles à poutrellesenrobéesliéesparunjointdedilatationlongitudinal(figure1).

En2008,legiratoiredelaMottesituéimmédiatementau sud du pont Pinel constituera le débouchéprovisoire de la liaison entre l’autoroute A150, au

Photo 1 : vue générale de l’ouvrage existant – Source : Sétra


Un cinquième pont routier français en Bfup - Le triplement du pont Pinel à Rouen

norddelaSeine,etlavoierapideSudIII,ausud,quifranchitlenouveaupontlevantappelépontFlaubert(photo2).Danscecontexte, ilestprévud’élargirànouveaulepontPinelpourportersacapacitéàdeuxvoiesdans le sensSud>Nordet troisvoiesdans lesensNord>Sud,dontunevoied’évitementdonnantunaccèsdirectàSudIII.

L’articlequisuitprésentelasolution–trèsclassique–quiavaitétéimaginéepourcetriplementd’ouvragepuislesétudesetlestravauxdelasolutionbeaucoupplusinnovanteréaliséesurpropositiondel’entreprise

Figure 1 : coupe transversale du tablier de l’ouvrage existant

Photo 2 : plans de situation du pont Pinel – Source : Sétra

EiffageTp, une solution dont le tablier associe despoutres en béton fibré à ultra-hautes performances(Bfup) jointivesàunhourdisenbétonclassique. Ilest à noter que ce nouvel ouvrage est le cinquièmepont routier français comportant des composantsstructurauxenBfup,lesquatreautresétantlesdeuxouvrages de Bourg-lès-Valence, dans la Drôme, lepontdeSaint-Pierre-la-Cour, enMayenne, et lePs34surl’A51.


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Caractéristiques générales de la solution de base du Dce

Le troisièmepontPinel estunouvragede27mdeportée, à travéeunique, qui franchit selonunbiaisde64gradeslesvoiesferréesdedessertedelagaredetriagedeRouen (figure2).D’une largeurde14m,entièrementdéverséà2,5%versl’ouest,ilsupporteunebandedéraséedegauchede0,50m,troisvoiesdecirculationde3,50mchacuneetuntrottoirde2,03maccueillantunequinzainedefourreaux.Sesprincipauxéquipementssontunecouchederoulementde8cm,unecouched’étanchéitéde3cm,unebarrièredetypeBn4équipéed’undispositifderetenuedechargementdecamion,uneGbaetdescornichespréfabriquéesenbéton.Sonprofilenlongestparabolique,sonsommetsesituantaumilieudel’ouvrage.

Tel que prévu au dossier de consultation desentreprises,letablierdel’ouvrageétaitdutypedalleen poutrelles enrobées, avec 17 poutrelles Heb700(figure 3), et les deux culées étaient constituées derideaux de palplanches raidis par des profilés en H(rideauxmixtesHz),cequipermettaitdegrandementsimplifierleurexécution.

Caractéristiques générales de la variante d’Eiffage Tp

EiffageTp a proposé une solution variante portantsurdeuxpoints.

Figure 2 : vue en plan du nouveau pont

Figure 3 : coupe transversale de la solution mise à l’appel d’offres

Le premier consiste à remplacer les rideaux depalplanchesavecprofiléspardesrideauxsansprofilésmaisancrés.

Le second point consiste à remplacer le tablier àpoutrelles enrobées par un tablier de type Pradconstitué de 17 poutres préfabriquées en Bfup«BSI®CeracemMillau» de 165Mpade résistanceencompressionà28joursetd’unhourdisenbétonclassiqueC35/45couléenplace(figure4).

Telqueprévudans l’offred’EiffageTp, lesdix-septpoutres, toutes identiques, sont inclinées à 2,5%,jointives, présentent une hauteur hors hourdis de0,62metcomportent(figure5):

ungrostaloninférieur,de0,80mpar0,15m(horsgoussets),

uneâmed’épaisseurvariable comprise entre7cmenzonecentraleet12cmprèsdesabouts,

unpetit talonsupérieur,de0,250mpar0,050m(horsgoussets),

28toronsT15Sdeclasse1860,tousplacésdansletaloninférieur,s’ancrantprogressivementgrâceàungainagedecertainsd’entreeux,

des connecteurs de type aciers Ha assurant laconnexionentrelespoutresenBfupetlehourdisenbétonclassique,tousplacésdansletalonsupérieur.

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Al’aboutdespoutres,deuxentretoisesdedallesontcouléesenplaceenmêmetempsquelehourdispourlierlespoutrespréfabriquéesentreelles.Leurjonctionavec lespoutres est assurée en crossant vers lehauthuitdesvingt-huittoronsT15Sprévusdanschaquepoutre.

Tel que prévu dans l’offre d’Eiffage Tp, le hourdissupérieur,dontl’épaisseurvariede21à32cmpourrespecter le profil en long parabolique, est exécutésur des prédalles avec un béton classique de typeC35/45.

L’offrevarianted’EiffageTpétantlégèrementmoinschèrequelesautresoffrestoutenétanttechniquementsatisfaisante, le maître d’ouvrage a décidé de laretenir.

Les études d’exécution

Les études d’exécution des appuis ont été réaliséespar le bureau d’études d’Eiffage Haute-Normandie(M.Maillot)etcontrôléesparladivisionDeioaduCeteNormandie-Centre.

Lesétudesd’exécutiondutablierontétéréaliséesparleservicetechniqueouvragesd’art(Stoa)d’EiffageTp

Figure 4 : coupe transversale du tablier de la variante d’Eiffage Tp

Figure 5 : coupe transversale d’une poutre courante

(MM.Fabry,Simon,NovarinetThibaux)etcontrôléesparladivisiondesgrandsouvragesduSétra.

Les justifications ont été menées sur la base desréglements français et du document «Bétons fibrésà ultra-hautes performances – Recommandationsprovisoires» édité par le Sétra et l’Afgc en janvier2002.L’ouvragedoitsupporter lecharMc120maisaucunconvoiexceptionnel.

Les appuis

Les chevêtres en béton armé sont encastrés sur desrideauxdepalplanchesLarssen606n,tandisquelesmurs en retourdu coté opposé à l’ouvrage existantsontconstituéspardespalplanchesLarssen605.Lespalplanches sous chevêtres,quidoivent reprendre àlafoislapousséedesterresetleseffortshorizontauxdutablier,sontancréespardestirants.Cesderniersse reprennent pour partie sur des rideaux arrièreenpalplanchesPU12 etpourpartie sur les rideauxformant murs en retour et sont constitués par desbarresGewide36et40mmdediamètre.

Lescalculsdesrideauxdepalplanchesontétéeffectuésàl’aidedulogicielRido.Unpremierdimensionnementaétéeffectuéavecunevaleurapprochéedumodulederéactiondurideaud’ancrage.Aprèsdéterminationdecedernier,unnouveaucalculaétéeffectuéentenant


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ÈRES compte du module réajusté. Enfin, une attention

particulière a été apportée aux excentricités desdescentesdechargesverticalesduesauximprécisionsd’implantation.

Le tablier

Bien que l’ouvrage soit isostatique et de portéemodeste,sonétudedemeurecomplexedeparlapriseencomptedubiaisetdesmatériauxutilisés.

Modèles utilisésLescalculsontétémenésenparallèleparEiffageTp,quiautiliséunmodèleST1,et leSétra,quiaoptépourunmodèlePcp.

Lesdeuxmodèlessontbaséssurlemêmeprincipe,àsavoirungrilldepoutresreprésentantlehourdisenbétonclassiqueliérigidementàdespoutresmodélisantlespoutresenBfup.

S’agissant de précontrainte par pré-tension, laprécontrainteaétéintroduitedanslemodèleentenantcomptedespertesparraccourcissementélastiqueainsiquedespertesthermiquesduesàl’échauffementdubétonlorsdesaprise.

Leretraitetlefluageontétémodélisésenadoptantlesloisd’unbétonclassiquemaisenmodifiantcertainsparamètrespouravoirleretraitetlefluaged’unBfup(rappelonsqueleretraittotald’unBfupestdel’ordrede6à7.10-4aulieude2à2.510-4pourunbétonclassiqueetquesoncoefficientdefluageestde1aulieude2).

Contraintes normales dans les poutresLarésistancedespoutresauxcontraintesnormalesn’apas posé de problème particulier. Comme pour unPradclassique,laphasequisollicitelepluslapoutreenBfupestcellequisuitlerelâchementdestorons.

Contraintes de cisaillement dans les poutresLarésistancedespoutresauxcontraintesdecisaillementaétéunpeuplusdifficileàjustifier.Lesdeuxmodèlesdecalculsonteneffetmontréque,surlesdeuxpoutresderive,lecisaillementrésultantdel’efforttranchant,delatorsionetladiffusiondépassaitlecisaillementadmissible (ce qui n’était pas le cas sur les poutrescourantes).

Lesétudesd’exécutionontdoncaboutiàdeuxtypesdepoutre, les poutres courantes déjàdécrites et lespoutres de rive comportant une âme et un talonsupérieur élargis de 3cm sur toute la longueur del’ouvrage(voirletableauci-dessous).

Surlespoutresderive,pouraugmenterlacontraintedecompressionlongitudinale,lestoronsontétéancrésplusprèsdel’about.Pourlimiterlatractionenfibresupérieure,untoronaégalementdûêtreancrédansletalonsupérieur(figure6).

Connexion poutres-hourdisL’interfaceentrelespoutresetlehourdisnepouvantbénéficierd’unerugositésuffisante,ilaétéjugéplusprudentdenepaslaconsidérercommeunereprisedebétonnageausensduBael,maiscommeuneinterfaceentièrementlisseoùlesacierstravaillentexclusivementen cisaillement. Les aciers de liaison ont donc étécalculéscommedesconnecteursdepontmixte.Cetteinterprétationesttoutefoisprobablementpessimisteetmériteraitdeplusamplesinvestigations.

Appareils d’appuiCommepourlespoutres,lajustificationdesappareilsd’appui en élastomère fretté, notamment vis-à-visdesrotations,s’esteffectuéesansdifficultéspour lesappareilsd’appuicourantsmaisplusdifficilementpourlesdeuxappareilsd’appuiderivesituésdanslesanglesobtusdutablier.Infine,ilaétédécidédeposerlespoutresdirectementsurlesappareilsd’appuicourants,etdematerlesdeuxappareilsd’appuiderivesituésdanslesanglesobtus.

Orientation des poutresPourfaciliterlaposedespoutresetlimiterlatorsiondanscelles-ci,ilafinalementétédécidédeposerles

Épaisseur de l’âme Poutres 2 à 16 Poutres 1 et 17

Surles2md’about 0.12m 0.15m

Entre2met5m 0.07à0.12m 0.10à0.15m

Enmilieudepoutre 0.07m 0.10mFigure 6 : coupe transversale d’une poutre de rive (poutre renforcée)



poutresavecleurâmeparfaitementverticale,ledéversglobalétantobtenuparundécalageverticalde17mmentre chaque poutre et sa voisine (figure 7). Cettedécision dégrade très légèrement l’esthétique de lasous-facedel’ouvrage,quin’estplustout-à-faitplane,maiscepointn’apasétéconsidérécommeimportantdanslecontextegénéraldel’ouvrage.

Les travaux

Les travaux se sont déroulés durant presque toutel’année2007.Ilsontétéréalisésparl’agenceHauteNormandie d’Eiffage (MM. Lucien et El Gourari)assistéeparMlleChanutetM.Saléd’EiffageTppourlapartiepoutres.Ilsontétécontrôléspar leserviced’ingénierie routière (Sir)deRouende ladirectioninterdépartementaledesroutes(Dir)duNord-Ouest(M.Dupont),cedernierétantassistépar la sectionouvragesd’artdulaboratoirerégional(Lr)desPontsetChausséesdeRouenpourlecontrôledesmatériauxetprocéduresqualité(M.Gilleron).

Les culées

Les palplanches ont d’abord été vibro-foncées puisbattuesaurefus,notammentavecunmoutonD30.Les cotes atteintes ont été peu différentes de cellesauxquelles on pouvait s’attendre au vu des étudesgéotechniques.

Lerideausudaétébattupourpartieàl’arrièreetassezprésdumurenaileenbétondel’ouvrageexistantmaisheureusement,aucunestructureinattenduesusceptibledeconstituerunobstaclen’aétérencontrée.

Une attentionparticulière a enfin été apportée à laprovenance des remblais techniques mis en œuvrederrièrelesculées.

La préfabrication des poutres en Bfup

GénéralitésLespoutresenBfupontétépréfabriquéesàVeldhoven,prèsd’Eindhoven(Pays-Bas)parlasociéténéerlandaiseHurks Béton. Cette dernière est le partenairehistoriqued’EiffagepoursonactivitéBfup,puisqu’elleacontribuéauxprincipalesréalisationsenBsidontlapréfabricationdespoutresenBfupdescentralesEdfdeCivauxetdeCattenomainsiquecellesdespontsdeBourg-lès-Valence.

Le béton fibréLe Bfup utilisé pour les poutres du pont Pinel estidentique au Bsi® Ceracem Millau utilisé pour laconstruction en voussoirs préfabriqués de l’auventdupéageduviaducdeMillau.Rappelonsqu’ils’agitd’unbétonfibréderésistancecaractéristiqueégaleà165MPa,dontlacompositionestlasuivante:

2360kgdePremix(*)CeracemBfm-Millau,45kgdesuperplastifiant,195kgd’eau,195kgdefibresmétalliques.

(*) Le Premix est un composant sec, livré en sacs, constitué de ciment et de granulats.

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Figure 7 : coupe transversale définitive avec poutres verticales


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ÈRES La fabrication des poutres

LafabricationdespoutresenBfupestassezprochedecelledespoutresdetypePradets’effectuenotammentau-dessus d’un banc de mise en tension. Comptetenudelagrandedifférencedelargeurentreletaloninférieur et l’âme,Eiffage etHurksBétonont optépourunbétonnageendeuxphases:

toutd’abordletalon,seulelapartiebasseducoffrageétantenplace,

puisl’âmeetlegoussetsupérieur,lapartiehauteducoffrageétantajoutéeetlesconnecteursinsérés.

Un délai compris entre 30 et 60 minutes pouvants’écoulerentrecesdeuxphases,ilétaitnécessairedebriser une légère croûte se formant à la surface dubétondutaloninférieur(phénomènedéjàrencontrésur d’autres ouvrages), pour garantir une bonneinterpénétrationdesfibres auniveaude la jonctionâme-talon. À cet effet, un dispositif approprié misau point par Hurks était installé dans le coffrageavantchaquebétonnagedetalonetétaitretiréaprèsinstallationdelapartiehauteducoffrage(photo3).

CommepourlespoutrellesPradclassiques,laprisedu béton a fait l’objet d’un suivi maturométriquebasé sur des sondes de température placées à unmètredechaqueabout,enhautde l’âmeetdans letaloninférieur.Lapoutreétaitainsidécoffréedèsquela maturométrie indiquait une résistance du bétonsupérieure à 101 MPa, ce qui était généralementobtenu au bout d’environ 24 heures, et ceci sansétuvage.

LespoutresenBfupontétéréaliséesavecunaboutprésentantlemêmebiaisquel’ouvrage,donc64grades.Afind’évitertouterupturedel’angledutaloninférieurdueà lacontre-flèchede lapoutre, lorsde laphasededétension,EiffageTpaplacédanslecoffragedeuxfourruresréduisantdequelquesmillimètreslahauteurdel’extrémitébiaisedespoutres,cequiempêchelespoutresdes’appuyersurceszonesàrisques.

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L’épreuve de convenanceAvantledébutdelapréfabricationdespoutres,uneépreuvedeconvenanceaétéréalisée.Commeindiquédans les recommandations provisoires Afgc / SétraconcernantlesBfup,l’épreuvedeconvenanceapourbut,surunouvragedecetype,devaliderlaformuledubétonetdesmoyensdemiseenœuvremaisaussidevalider lesmodalitésdétailléesdubétonnagedespoutres.Engénéral, l’épreuvedeconvenancevalidecesparamètresetpermetdedéterminerlecoefficientd’orientationdesfibresKdontestissuelarésistanceen traction apportée par les fibres. L’épreuve deconvenancepeutcependant,danscertainscas,mettreenévidenceuneméthodologiedebétonnageorientanttroplesfibres,doncàrevoir.

Àceteffet,unélémenttémoind’unelongueurde5m,exécutéà l’aided’undesdeux tronçonsd’extrémitéducoffragedespoutres,aétébétonnédanslesmêmesconditionsquelesfuturespoutres:mêmeusine,mêmemalaxeur,mêmecoffrageendeuxparties,mêmelégèrevibrationducoffrageaucoursdubétonnage,etc.Cetélémenttémoinaensuitefaitl’objetdecarottages.Sixcarotteshorizontales,sixcarottesverticalesetsixcarottes obliques, soit dix-huit carottes, ont ainsiétéextraitesparHurksBétonpuistestéesenflexion«3 points» avec entaille dans le laboratoire de lasociétéSika, fournisseurduPremix,àGournay-en-Bray(figure8).Ilfautnoterquelapoutrecomprenantdeszonesdanslesquellesl’âmeestd’épaisseurvariable,lescarottessonteffectuéesuniquementdansleszoneslatérales,d’épaisseurconstante.

Commesurd’autreschantiers,l’épreuvedeconvenanceaposéuncertainnombredeproblèmesetadûêtrerefaite deux fois, ce qui a retardé le début de lapréfabricationdespoutres.Ainsi:

lapremièreépreuvedeconvenanceaétéabandonnéedès son décoffrage en raison d’un bullage tropimportantdesâmes–probablementdûàunétalementaucônetropfaibledelasecondegâchée–quiauraitpuentâcherlesrésultatsdesessais;

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Figure 8 : schéma de carottage de l’épreuve de convenance



ladeuxièmeépreuvedeconvenanceaétéjugéenonsatisfaisante,l’analysedesessaisdeflexion«3points»ayantmontréuneanisotropiede ladistributiondesfibres dans le béton, conduisant à une valeur ducoefficient de répartition des fibres K insuffisante(cetteanisotropieaétéattribuéeàunvolumeunpeutrop faiblede la gâchéedeBfup (300 litres au lieude500litres,valeurminimalerecommandéepourlemalaxeur)etàunefloculationimportantedesfibres,elle-mêmeprobablementdueàunstockageprolongéenatmosphèrehumide).

Le transport et la pose des poutres en Bfup

LespoutresontététransportéesentreVeldhoven,auxPays-Bas, et Sotteville-lès-Rouen par train, le restedutrajet,soitquelqueskilomètres,étanteffectuéencamion.

Lesdix-septpoutres(photo4),d’unpoidsmaximalde 14 tonnes, ont été posées sous interruption dutraficferroviairelesamedi9juin2007,àl’aided’unegrue mobile de 300 tonnes (photo 5) stationnée

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Photo 3 : mise en place de la partie supérieure du coffrageSource : P. Gilleron (Lrpc de Rouen)

derrière la culée nord de l’ouvrage, à une distancesuffisamment importantepournepasprovoquerdeflexionsignificativedanslerideaudepalplanchesdecetappui.

Comme décidé pendant les études d’exécution, lesquinzepoutrescentralesontétéposéesdirectementsurlesappareilsd’appuidéfinitifs,doncsansmatage,descaleslatéralesenprofilésmétalliquesgarantissantleurstabilité.Lesdeuxpoutresderiveont,elles,étéposéessurdescalesprovisoires(photo6),lesappareilsd’appuidéfinitifsétantmisenplaceenfindechantieretmatés.

Photo 5 : pose des poutres – Source : Sétra

Photo 4 : stockage des poutres sur chantier – Source : Sétra

Photo 6 : cales provisoires pour les poutres de rive – Source : Sétra

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Le bétonnage du hourdis en béton classique C��/��

Lehourdisaétécoffréàl’aidedeprédallesDuripanelde36mmd’épaisseuretexécutéàl’aided’unbétondetypeC35/45.Sonbétonnages’estdérouléencinqheuresenviron,lesentretoisesdedalleétantbétonnéesendernierpourlimiterlatorsiondanslespoutres(eneffet,sioncommencelebétonnageparlesentretoisesetquelebétondurcit,lespoutresn’ontplustendanceàtravaillerselonleuraxelongitudinalmaisselonunaxe perpendiculaire aux retombées, induisant de cefaitdelatorsion).

Autres points

Unétatdesurfacetrésirrégulier,avecdes«assiettes»d’uneprofondeurdel’ordrede2mm,aétéconstatésurlafacesupérieuredutaloninférieurdecertainespoutres.Cephénomèneapouroriginel’airemprisonnépendant lamiseenplacede lapartie supérieureducoffrage,ainsiquel’horizontalitéimportantedecettezone.Cetétatdesurfaceneconstituecependantpasunproblèmemajeur, lessurfacesconcernéesn’étantplusvisiblesunefoisl’ouvrageachevéetunenrobagesuffisantétantrespecté.

Parailleurs,unefissurepresquehorizontalede2à3dixièmes de millimètre est apparue près de l’aboutd’unedespoutresderive,àunedizainedecentimètressouslabasedutalonsupérieur,peuaprèsladétensiondestorons.Aprèsexamendecettefissuresurlesite,heureusement située dans une zone non critique,il a été décidé de conserver la poutre mais de laréparerparcollageàlarésinedefeuillesdecarbonedetypeCarbodur.L’originedecettefissuren’estpasconnuemaisunproblèmedumêmetypeavaitdéjàétérencontrésurl’unedespoutresd’unautrepontàtablierenBfup.

Intérêt de la solution variante et conclusions

LespoutresmisesenœuvresurcechantiersontdespoutresenBfupdéveloppéesparlasociétéEiffageTpet dénommées poutres Ite® (poutres en I àTalonElargi).Selonleurconcepteur,cespoutressontlesélémentsprincipauxd’unenouvellestructuredetablierpouvantconstituerunealternativeéconomiqueetdurableauxdalles enpoutrelles enrobées, enparticulier lorsquel’ouvragefranchitdesvoiescirculéesetquesesportéesdépassentlavingtainedemètres.

En service, les principaux avantages de la structured’EiffageTpsontlagrandedurabilitédespoutresenBfup (aucunentretiende la sous-facede l’ouvrage)ainsi que la possibilité de concevoir des tablierstrés minces (pour le pont Pinel, l’élancement despoutress’établitau1/43eetceluidutabliercompletau1/31e).Lastructureestégalementbeaucoupmoinslourdequ’unestructureendalleàpoutrellesenrobées(environ40%demoins ici), ce qui dans certainesconditions de sols, peut permettre de réduire lesfondationsdel’ouvrage.

Enconstruction,sesprincipauxavantagessont,d’unepart, lagrandestabilitédespoutreset,d’autrepart,larapiditéetlasécuritédestâchesàmenerunefoislespoutresposées.Eneffet,lespoutresétantjointives(aux tolérances d’exécution près), les interventionshumainessefontensécuritéetlesplatelagesprovisoiressontsupprimés.Laposedesprédallespeutainsiêtreeffectuéetrésrapidement,dejouretsansinterruptiondecirculation.Leferraillageetlebétonnageduhourdissontégalementbeaucoupplusrapidesqueceluid’unedalle à poutrelles enrobées (quantité de béton trésinférieure,pasd’acierstransversauxàenfilerdanslespoutrelles,etc.).

La constructionde cet élargissementdupontPinelconfirmelesavantagesmisenavantparEiffageTp.Ilrestemaintenantàaméliorerquelquespointsencoreperfectibles:

laduréeimportantedel’épreuvedeconvenance,lafissurationdelapoutrederive,laqualitédel’extradosetl’étatdesurfacedudessus

dutaloninférieur■

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Photo 7 : sous-face du tablier – Source : Sétra

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Un ouvrage malade...

LeviaducdePont-à-MoussonenMeurthe-et-Mosellea été construit en 1984 pour permettre à la routedépartementale 910B de franchir la Moselle. Cetouvragede410menvirondelongueursupportantun

Viaduc de Pont-à-MoussonSuivi par courburemétrie lors des travaux de remplacement de précontrainte extérieure

VincentBarbier,XavierBerdos,PhilippeJandin

Photo 1 : vue de l’ouvrage depuis la culée Ouest – Source : Xavier Berdos (Lrpc Nancy)

Figure 1 : coupe longitudinale

importanttraficpoidslourds(dontpassagedeconvoiexceptionnelde400tonnes)estl’undesplusancienspontsfrançaisàprécontrainteextérieure.

L’ouvragede7 travées est constituédevoussoirs enbéton précontraint coulés en place en partie par

encorbellementssuccessifs(fléauxsurpilesP4,P5etP6)etsurcintrepourlerestedelastructure.

Lespartiesconstruitesparencorbellementssuccessifs ont une épaisseur variant

paraboliquementde2,75mà4,50msur18mdepartetd’autredespiles.

Lerestedutablierestd’épaisseurconstanteégaleà2,75m.

P6P5P4

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Laprécontrainteestdetypemixteenétantcomposéede:

câblesintérieursaubéton(câblesdecontinuitéetdefléau–unités12T15«standard»),nereprenantqueleseffortsdupoidspropreetdeséquipagesmobilesdurantlaconstruction,

câblesextérieursaubéton(précontrainteextérieure)situésàl’intérieurducaisson,régnantsurdeuxtravées(saufquelquescâblesdetravéederive)etreprenantleseffetsdessuperstructures,deschargesd’exploitationet du gradient thermique. Cette précontrainte, delongueurvariantde43mà156m,estcomposéede28câbles19T15« standard»placés sousgaines enpolyéthylèneetinjectésaucoulisdeciment.

Chaquesectiondecaissonesttraverséepar8câblesdeprécontrainteextérieureentravéescourantesetde6câblesentravéesderive.

En mars 2005, au cours d’une visite de routine, leconseilgénéraldeMeurthe-et-Moselle,gestionnairede l’ouvrage, a découvert la rupture complète d’uncâble de précontrainte extérieure de type 19T15où apparaissait une corrosion très avancée des filsconstitutifs des torons et l’absence totale de coulisd’injectionauniveaudelacassure.L’ouvrageaalorsétéinterditàlacirculationdepoidslourds.

Suite aux études préliminaires réalisées par laDivision des ouvrages d’art du Sétra, aux analysessurlesmatériauxconstitutifsducâblerompuetauxévaluations des risques potentiels (impossibilité detravailler à l’intérieurducaissoncompte tenude la

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présence de deux grosses conduites d’eau potableetd’assainissementetdu risquede ruptured’autrescâbles), le conseil général a pris la décision deprocéder au remplacementde l’ensembledes câblesde précontrainte extérieure tout en conservant unecirculation légère (véhicules de moins de 3,5 t)pendantlestravaux.LeprojetderéparationétabliparleSétraaétéorganiséselonleprojetdebaseautourde4étapes:

Étape n° 1 : mise en place d’une précontrainteprovisoire(septembre2006–janvier2007).Aprèsdestravauxpréparatoiresdestinésàallégerlastructureetafin de permettre le démontage de la précontrainteextérieure tout en maintenant la circulation desvéhicules légers sur l’ouvrage, une précontrainteprovisoireextérieureaucaissonaétémiseenplacesurtoutelalongueurdelastructure.Elleestconstituéede 2 paires de câbles 13C15S ayant un tracé quasirectiligne,symétriquedepartetd’autredel’ouvrage.Elleestdéviéelégèrementsurdespiècesmétalliquesaudroitdechaqueappuiafindesuivreleprofilenlongdu viaduc, et ancrée sur des dispositifs métalliquesauxabouts.

Étape n° 2 :démontagedescâblesdeprécontrainteextérieure (denuit, en janvier 2007).Les découpesdes câbles se sont effectuées de nuit sous coupuretotale de circulation à partir de trous de découperéalisés dans le hourdis inférieur des voussoirs surtrois travées différentes. Un phasage de découpe aété minutieusement étudié pour assurer la sécuritédes ouvriers et afin d’éviter tout déséquilibre de la

Figure 2 : disposition et coupe des câbles existants

Viaduc de Pont-à-Mousson - Suivi par courburemétrie lors des travaux de remplacement de précontrainte extérieure


structure.Enoutre,uneinstrumentationaétémiseen œuvre afin de vérifier le bon comportement del’ouvragedanscettephasecritique.

Étape n° 3 : (àpartirdemars2007)mise enplacedelanouvelleprécontrainteextérieure,aprèsdéposedes câbles découpés, re-conditionnement des tubesdéviateursetancrages,réfectiondesbétonsdégradésenhourdis inférieur et éventuellement audroit desancragesetdéviateurs.

Étape n° 4 : (mai et juin 2007) remise en état etréglagedesappareilsd’appuietdesaccèsprovisoiresavecdiverstravauxdesuperstructures.

Aprèsl’appeld’offre,c’estleprocédéFreyssinetquiaétéretenu.Poursuivrecestravauxrelativementinhabituels,le conseil général a confié au réseau scientifique ettechnique (Rst) de l’Équipement une mission decontrôleextérieur,comprenantnotamment:

le contrôle des plans d’exécution et des notes decalcul(SétraetDoaduCetedel’Est);

l a mise en place e t l ’ interprétat ion d’uneinstrumentation(LrpcNancy);

lapeséedesréactionsd’appuissurculées(LrpcLyon)pourmesurerl’impactdelaréparation;

lesuividelamiseentensiondescâbles(LrpcAutun)aveclenouveaumatérielComet2;

l’auscultationdescâblesdéposés,afinderecenseretanalyserlesdésordres.

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Mise en place d’un suivi de l’ouvrage

L’instrumentationducaissonapourbutdes’assurerdelaqualitédelaréparationetduboncomportementdel’ouvragependantlesdifférentesphasesduchantier,plus particulièrement lors de la découpe des câblesexistants.

Parmi les différentes solutions envisagées, leconseil général 54 a décidé de mettre en place unsuiviinnovantparmesuredescourburesdel’ouvrageaudroitdecertainessections.Lacourburemétrieestunetechniqued’instrumentationinnovante,utiliséenotamment sur une expérimentation d’une poutredu Vipp de Merlebach [5]. Les résultats de cetteexpérimentationquiamisenjeuplusieurstechniquesdesuivietdecontrôlesnondestructifsontpermisdeconclure notamment en un potentiel important dela techniqued’instrumentationparcourburemétrie.Cette technique peut être mise en œuvre soit enmesurantlescourburesauniveaudelachaussée,soitenfixant les instruments sur les âmesde l’ouvrage.C’est cette deuxième solution qui a été mise enœuvresurleviaducdePont-à-Mousson,constituantainsi une première sur un chantier. En outre, uneinstrumentation légère en extensométrie a été miseenplacepourcompléterlesrésultats.

Photo 2 : vue d’un câble de précontrainte extérieure après découpeSource : Xavier Berdos (Lrpc Nancy)

Photo 3 : vue d’une tête d’ancrage sur culée C8 – Source : Xavier Berdos (Lrpc Nancy)


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La courburemétrie

Les courburemètres photo 4 mis en place sont desprofilés métalliques de 5 m de longueur (soit 2a)articulés en leur centre et butés en une extrémités.L’autreextrémité libreestutiliséecommesupportàuncapteurdedéplacement.Lavariationdecourbure∆C se déduit alors de la mesure de déplacementdparlarelation:

∆CCourburemètre=d/a2aveca=2,5mdansnotrecas.

Eneffet,vulesfaiblesvaleurdudéplacement(d)parrapportàlademi-longueurducourburemètre(a),lavaleurd/a représente l’anglede lavariationde l’axeneutresuiteàlavariationdesollicitationdel’ouvrage.La variation de courbure se calcule ensuite commele rapport entre cet angle et la demi-longueur ducourburemètre(articuléensoncentre).

Lestroissectionssuivantesdel’ouvrage,figurantparmilesplussollicitées,ontétéinstrumentéesàl’aidedesixcourburemètres(unsurchaqueâme)regroupéssurundemitablierafindelimiterleslongueursdecâbles.

mi-travéen°2,courburemètres1et2.décaléd’environ2mparrapportàl’axedelapile

P3,courburemètres3et4.mi-travéen°3,courburemètres5et6(figure2).

Lepasdescrutationdéfinipourcetteinstrumentationestd’unemesuretoutesles20sparcapteur.Toutefois,afind’affinerlesmesures,ilaétédécidéponctuellementd’effectuerdesmesurestouteslessecondes.

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Photo 4 : exemple d’un courburemètre sur P3 – Source : Xavier Berdos (Lrpc Nancy)

Figure 3 : amortissement des courburemètres n°5 et 6 à la rupture du câble 36b aval - Nuit du 16/01/07 au 17/01/07

Figure 4 : comparaison entre déplacements théoriques des courburemètres et valeurs mesurées.

Uneanomalieaétéconstatéesurlescourburemètresn°1et2 lorsde la ruptureducâble36bamont.Lavibrationtrèsviolenteengendréeparlarupturedececâbleamishorsservicecesdeuxcourburemètres.

Lavibrationimportanteaétéressentieenparticulierparlesautrescourburemètres,notammentparceuxàmi-travée3.Lorsdecettedécoupe,desmesuresà1Hz(fréquencemaximaled’acquisitiondelacentrale)ontétéréaliséesetpermettentdevisualisergrossièrementle comportement vibratoire. L’amortissement del’ouvrage s’établit en une trentaine de seconde. Legraphique figure 3 présente les déplacements enmicrons(d)ducapteurducourburemètreenfonctiondutemps(enheure,minute,seconde).

Dans l’ensemble les valeurs obtenues sur lescourburemètres n°3, 4, 5 et 6 sont très proches decellesdonnéesparlecalcul(basésurl’hypothèsed’un

Viaduc de Pont-à-Mousson - Suivi par courburemétrie lors des travaux de remplacement de précontrainte extérieure


modulededéformationdubétonà39000MPa):les valeurs mesurées sont en général légèrement

supér ieures aux va leurs théor iques pour lescourburemètresn°3et4,

les valeurs mesurées sont en général légèrementinfér ieures aux va leurs théor iques pour le scourburemètresn°5et6.

Legraphiquefigure4présentelesécartsentrevaleursthéoriquesdedéplacementetmesures.

L’extensométrie

Lasectionaumilieudelatravée2aétéinstrumentéeàl’aidedesixjauges(troissurchaqueâme)figure5.Lesjaugessontpositionnéesà14cm,89cmet158cmdelafibreinférieure.Lesrésultatsmontrentquelesvaleursmesurées(J1M,J2MetJ3Mdugraphiquefigure6) sontde20à30% inférieures auxvaleursthéoriques (J1, J2 et J3). Les courbures déduitesdes déformations sont également de l’ordre de0%inférieuresauxcourburesthéoriques.Cesécartspeuventprovenirducaractèretrèslocalisédesmesuresmais les évolutions des courbes théoriques et descourbesdemesuressontsensiblementlesmêmes.

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Figure 4 : comparaison entre déplacements théoriques des courburemètres et valeurs mesurées.

Figure 5 : implantation des jauges d’extensométrie sur la travée nº 2

Figure 6 : comparaison entre valeurs théoriques de déformations et mesures

Côtéaval

versP3

158cm

89cm14cm

Courburemètren°1

J1

J2

J3

versP2

Côtéamont

versP2

159cm

89cm14cm

Courburemètren°2

J4

J5

J6

versP3


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Conclusion

Latechniquedesuiviparcourburemétrieapermisdevisualiser le comportement mécanique de l’ouvragede Pont-à-Mousson lors de la phase sensible dedécoupe des câbles. Les résultats obtenus sont trèsprochesdesvaleursthéoriques,quisontfondéessurl’hypothèsed’unmodulededéformationdubétonà39000MPa.

Lors de la phase très sensible de la découpe descâbles,l’ouvrages’estcomportédelamanièreprévue,autorisantainsiuneremiseencirculationdesvéhiculeslégerssurl’ouvrageàl’issuedechaquenuit.

Lesavantagesdelacourburemétriesontlafacilitédemiseenœuvreetl’évaluationsemiglobaledel’étatdel’ouvrage.Cesuiviconstituantunepremièreexpériencedansdesconditionsréellesdechantieràfortsenjeuxauratoutefoisfaitapparaîtrelasensibilitédescapteursaux grandes vibrations et la difficulté du recalageeffectifdumodulededéformation.Uneépreuvedechargementpréalable, impossibledansnotre cas enraisondelacoupuredecirculationauxpoidslourds,auraitpermisd’identifierplusefficacementcemodule.Aussi des développements utiles de cette techniqueprometteuseseraientbienvenustoutcommed’autresexpériencesdechantierafind’améliorer lesmesuresetlesinterprétations■

Références bibliographiques

[1]CollinB.,TonnoirB.-Mesuredecourburesurouvragesd’art.ApplicationaucasdupontdeLuzancy.Bulletin des laboratoires des Ponts et Chausséesn°224,janvier-février2000,pp.59-71.

[2] Collin B.,Tonnoir B. - Évaluation mécaniqued’unedalleprécontrainteparmesuredelacourbure.Bulletin des laboratoires des Ponts et Chausséesn°231,mars-avril2001,pp.69-77.

[3]GodartB.,TonnoirB.-Auscultation,diagnosticet évaluation des ouvrages - l’apport des essais, descontrôlesetdesdifférentsmodèlespourl’estimationde la durée de service - Les essais de chargementdesouvragesColloqueIrexdes25et26novembre2003.

[4] Tonnoir B. - Méthode pour l’évaluation dugradient thermique et de la température moyennedans une section d’ouvrage en béton Base GedoqduLcpc.

[5] Cremona C. & al - Suivi du comportementmecanique d’une poutre de Vipp sous chargement-LecasduVippdeMerlebachÉtudeetrecherchedeslaboratoiresdespontsetchaussées,février2007.


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Application des nouvelles normes (Partie II)Détermination des efforts horizontaux dans un système d’appareils d’appui à plan de glissement ou de roulement

YvesPicard

Cas des systèmes comportant des appareils en élastomère fretté à plan de glissement

généralités

LeseffortshorizontauxsontcalculésselonlesrèglesdesnormesNFEN1337-1§5et6etNFEN1337-2§5et6,ainsiquelaNFEN1337-3§4.4.4pourlaperformanceduplandeglissement.L’applicationdecesrèglesestcommentéeauxparagraphes3.2.5et4.4du«GuidetechniqueduSétra-Appareilsd’appuienélastomèrefretté».Touteslesvérificationsrelativesauxappareilsd’appuisefontmaintenantàl’Elu,selonlesprescriptionsdecesnormes.

NotaLa norme NF EN 1337 - 3 § 4.4.4 limite l’usage des appareils de type D aux seuls cas ou les mouvements sont irréversibles (retrait, fluage, etc.). Les appareils d’appui de type D sont ceux qui comportent une feuille de Ptfe en face supérieure sans plaque métallique en surface contrairement au type E. Il semble raisonnable de n’appliquer cette restriction qu’aux ouvrages neufs. Le type D d’appareil d’appui peut être utilisé pour le remplacement d’appareils d’appui existants même si les mouvements sont réversibles (effet de la température). Il faut cependant veiller à la propreté de la plaque de glissement qui est alors dépourvue d’un système auto nettoyant de la tôle inox par un joint racleur.

Principe de calcul des efforts de fonctionnement

En cas d’allongement ou de raccourcissementdu tablier, l’effort dans un appareil d’appui croîtprogressivement jusqu’à atteindre son seuil deglissement.L’efforthorizontalmaximumVxestalors

La première partie de cet article consacrée aux appareils d’appui à pot, et à la détermination des efforts horizontaux dans un système d’appareils d’appui à plan de glissement ou de roulement a été publiée dans le bulletin ouvrages d’art n° 55 de juillet 2006. Les lecteurs pourront se reporter également aux deux guides techniques « Appareils d’appui en élastomère fretté » publié et « appareils d’appui à pot d’élastomère » en cours de publication au Sétra.

proportionnelàl’effortverticalconcomitantNz.

Vx=(µmax+PP+PL)Nz (1)

Lavaleurducœfficientdefrottementµmaxestdéfiniedans le tableau 11 du paragraphe 6.7 de la normeNFEN1337 -2§. Ce cœfficient est égalementfonction de la pression moyenne due à la descentedechargeNz.PP représente la précision de pose normalisée enhorizontalité,fixéeà0,003radians(cf.NFEN1337-1§5.5).PLest lapenteduplandeglissementparrapportàl’horizontale.CettepentePLcomprend:

une éventuelle inclinaisondonnéevolontairementauplandeglissement(c’estparexemplelecasd’uneculéeenpenteoùladénivellationdujointdechausséeenpositionsextrêmesestainsiminimisée,voirl’articledeM.Fragnetsur«Lesjointsdechausséesurlespontsàfortepente»[1]);

larotationsouslecasdechargeconsidéré(cettevaleurestengénéralnégligeablesaufpourlesstructurestrèssouplesoudanslecasdecinématiquedeconstructioncomplexesurappareilsd’appuidéfinitifs);

lesdéfautsdeposesupérieursà0,003rad(structurepréfabriquée,imprécisionducalage…).

Application

Effort horizontal au droit des appareils d’appui et de leurs interfacesDanslamajoritédescas,VxEluestévaluéàl’aidedelarelation(1)enconsidérantlaréactionverticalemaximumàl’EluNzmaxEluagissantsurl’appareild’appui.

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Effort horizontal en tête de l’appui glissantPar simplification, à l’Elu, pour l’appareil d’appuion applique les mêmes efforts que précédemment(Nz max Elu) et l’on refait un calcul similaire à l’Els,conformément au règlement de béton armé (voirpartieI:remarquesgénérales).

Pourlesappuissouples(voirpartieI:fonctionnementdesplaquesdeglissement), il est cependant loisiblemais pas indispensable de faire une vérificationminimisant les charges verticales. Dans ce cas onutilisera donc une combinaison fondamentale dontlatempératureestactiondebaseassociéeauxvaleursfréquentes:

1,35 Gk,sup + Gk,inf + P + S + C + 1,5Tk + 1,35{0,4UDLk+0,75TSk+0,4qfk,comb} (2)

Effort horizontal longitudinal transmis par l’ensemble de ces appuis glissants sur le reste de l’ouvrage (appelé système d’appui fixe) Pourcecalcul,l’ensembledesréactionsverticalesdesappuis glissants du tablier est calculé sous chargespermanentes. Sous les effets de la température, dufluage ou du retrait, l’effort horizontal appliqué ausystème d’appui fixe sera la somme vectorielle deseffortsdéveloppésdanschacundesappuisglissants.Dans les appareils d’appui glissants, les efforts sontcalculésdelamanièresuivante:

Vx=µa×NzsisoneffetestdéfavorableVx=µr×Nzsisoneffetestfavorable

Danscesformules:Nz représente la chargepermanentemaximale sur

l’appuiglissant.µa et µr sont des cœfficients de frottement

dont les valeurs sont définies dans la normeNFEN1337-1§6.2etsontableau2(ouformulaireàlafindecetarticle).

À noter que la détermination de ces cœfficients defrottement tient compte du nombre n d’appareilsd’appuiglissantsdutablierinterférantsurlesystèmed’appui fixe. Ils sont également augmentés oudiminuéspar l’effetde lapentePl sur les appareilsd’appuisconcernés.Danslescascourants,lescœfficientsdefrottementsontidentiquespourchaqueappareild’appui.

Onrechercheensuiteleseffortsàajouterausystèmed’appuifixedutablierenfaisantlasommedesvecteursproduisant un effet défavorable situés d’un coté dece système avec ceux produisant un effet favorablesitués de l’autre coté du système d’appui fixe, puisinversement.

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Cas d’une action accidentelle

En sus des éventuelles combinaisons accidentellesclassiques,duesàl’environnementdel’ouvrage,(chocdepoidslourdsparexemple),leCctppourraprévoirunevérificationencombinaisonaccidentellesimulantunedéfaillanced’unappareild’appuienconsidérantuneanomaliesurlavaleurducœfficientdeglissement:µmax=10%ou15%del’undesappareils(etunseul).C’estlecasparexemplelorsquelesappuissonttrèssensiblesàunevariationdeseffortshorizontaux.

Cette vérification ne concerne pas les appareilsd’appui,maischaqueappuiisolé,ycompris l’appuifixequiseraaussiconcernéparcettedéfaillance.

Cas des systèmes comportant des appareils d’appui cylindriques et sphériques avec surfaces de glissement en Ptfe (ou en Msm®, voir partie I : évolution des matériaux)

Laréférencenormativespécifiqueàcetyped’appareilestlanormeNFEN1337-7.

Pourcesappareils, ladémarchepourdéterminer leseffortshorizontauxestidentiqueàcelledesappareilsd’appui à pot (voir partie I), les spécificationsnormatives étant toujours celles de la norme NFEN1337-2concernantlesélémentsdeglissement.Cependantdufaitdesrotationssouscirculation,cetype d’appareil a une sensibilité aux déplacementsimmédiatsdesesplaquesdeglissement,ilyalieupourlecalculdeseffortstransmisausystèmed’appuifixe(analogieauxcas1,partieI,appareild’appuiàpot),de considérer une combinaison fondamentale avecla températurecommeactiondebase (1)et (2) surl’ensembledutablieraulieudeschargespermanentes.Pour les travées indépendantes surappuis rigideset

Nota 1On entend par charges permanentes à l’Elu : 1,35 Gk,sup + Gk,inf + P + S + C.

Nota 2Pour vérifier l’équilibre général du système d’appui fixe, il ne sera pas toléré de prendre les coefficients simplifiés µa et µr identiques pour des appareils d’appui de types différents (cas par exemple des tabliers reposant sur des appareils d’appui à pot et en élastomère fretté).

Nota 3Il est admis que les efforts horizontaux extérieurs (freinage, force centrifuge, vent…) ne soient pas repris même partiellement par ces appareils d’appui glissants, ils sont donc à reprendre intégralement par le système d’appui fixe ou un autre système de guidage (cf. norme NF EN 1337 – 2 § 6.7).

Application des nouvelles normes (Partie II)


lespartiesdetabliersouplesurappuisrigides,d’unetrèsgrandesensibilitéauxdéplacements instantanés(culéesparexemple)onconserveleschargesmaximalesdu coté considéré «défavorable» et les chargespermanentesducotéconsidéré«favorable».

PourlesélémentsdeglissementenMSM®(cf.-Eta–06/0131du19/06/06–référencedel’autorisationdemarquageCe,renouvelableparpériodede5ans)lescœfficientsdefrottementsontmoinsimportants,ceux-ciétantissusdefrottementàdespressionsplusimportantes(cf.formulaireàlafindecetarticle).

Cas des systèmes comportant des appareils à rouleau et à balanciers

généralités

Le calcul des efforts horizontaux doit satisfaire auxexigencesdesnormesNFEN1337-1§5et6(généralités)etNFEN1337-4§6pourlesappareilsàrouleauetNFEN1337-6§6pourlesappareilsàbalanciers.Aupréalable,ons’assureraqueleshypothèsesretenuessont conformes (ou assimilables pour le cas desappareilsexistants)auxexigencessurlesconstituantsdes appareils concernés selon les § 5 des normesNFEN1337-4et6.Ons’assureraégalementdubonfonctionnementdesappareils lorsqu’ils sontdéjà enplace sur l’ouvrage.Éventuellement, on appliquera des cœfficientsmajorateurspourlecalculdeceseffortsafindetenircomptedelanonconformitédecesappareilsaveclesnormesNFEN1337-4ou6.

NotaLa robustesse de ce type d’appareil est à remarquer, souvent sur les ouvrages existants, un entretien spécifique (nettoyage, brossage des zones de contact, éventuel recalage…) sera bien préférable à une modification du système

Cœfficient de roulement – mode fonctionnement

Lecœfficientdefrottementnominalµd(oucœfficientderoulement)desappareilsàrouleauestde:

µd = 0,02pourlesaciersayantunedureté≥à300HV10(soitdesaciersdelimited’élasticitéd’aumoins400MPaenviron)etunerugositédesurfaceinférieureà6,3µm;

µd = 0,05pourlesautresaciers(oufonte).

Ilestégalementadmisdedéduirececœfficientd’aprèsdesrésultatsd’essais.Danscecas,lavaleurnominaledecalculestledoubledecellequiestmesurée,afindeprendreencomptelesconditionsdefonctionnementenservicedifférentesdecellesdesessais.

Application

Effort horizontal de roulement au droit des appareils à rouleau et de leurs interfacesCetefforthorizontalapourvaleur:

Vx=(µd+PP+PL)Nmax de l’appareil

LesvaleursdePPetdePLsontdonnéesauparagrapheélastomèreduprésentarticle.

Effort horizontal en tête de l’appui mobileL’efforthorizontalentêtedecetappuirésultantdesroulementsdesesappareilsapourvaleur:

Vx=(µd+PP+PL)N

Les valeurs de µd, de PP et de PL ont la mêmesignificationqueprécédemment,maisNreprésenteicilaréactiontotaledutabliersurl’appuiconcernésousl’effetdescombinaisonsdechargesmaximales.

On doit également vérifier que les sollicitationstransversales sous l’effet du vent sont inférieures à13,3%delavaleurdeNconcomitante;danslecascontraire,ceteffortdoitêtrereprisparlesystèmedeguidagelatéral.

Effort sur le système de guidage:selonlacomplexitédel’ouvrage(tracéenplan,longueurdutablier,rigiditétransversaledutablier,larigiditédesappuis)uneétudespatiale de l’ouvrage est éventuellement nécessairepour déterminer l’intensité des efforts de guidage.Danscecasleseffortssontcalculésenalternantd’unappuiàl’autreunmouvementdutablierenpositiondetempératuresextrêmesenayantaupréalableimposéunedéviationenplande±0,003radsurl'orientationthéoriquedesappareils.Pour les ouvrages simples et droits, on pourra secontenter d’évaluer ces efforts pour un appui à laplus grande valeur suivante: [100 kN à l’Elu ou0,01NmaxEludel’ensembledel’appui]

Un seul guide devra pouvoir reprendre l’intégralitédeceteffort.

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Photo 1 : appareil d’appui à calotte sphérique – source Maurer Söhne


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Effort horizontal transmis par l’ensemble des appuis mobiles au système d’appui fixe : Pour ce calcul, comme pour les appareils d’appuicylindriquesousphériques,l’ensembledesréactionsverticalesdesappuismobilesdutablierestàcalculersous combinaison fondamentale avec températureenactiondebase(cf.appareilsd’appuicylindriquesou sphériques). Pour les travées indépendantes surappuis rigides et les parties de tablier souple surappuis rigides, d’une très grande sensibilité auxdéplacements instantanés (culées par exemple) onconserve les charges maximales du coté considéré«défavorable» et les charges permanentes du cotéconsidéré«favorable».

L’efforthorizontalrésultantestlasommevectorielledel’effortunitairedechacundesappuismobiles.Chaqueeffortunitaireestcalculédelamanièresuivante:

Vx=µa×N+µ’a×Vtsisoneffetestdéfavorable

Vx=µr×N+µ’r×Vtsisoneffetestfavorable

Danscesformules:Nreprésente lachargedéfinici-dessus sur l’appui

mobileetVtl'effortconcomitantsurledispositifdeguidage

LescœfficientsderoulementµaetµrsontdéfinisdanslanormeNFEN1337-1§6.2etsetrouvedansletableau2(ouformulaireàlafindecetarticle).

De la même manière, on calcule µ’a et µ’r, quireprésententlescœfficientsdefrottementdéfavorableset favorables des éventuels dispositifs de guidage,définis selon le nombre n’ d’appareils d’appuicomportantcedispositif.

Commeauparagraphe(Efforthorizontallongitudinaltransmisparl’ensembledecesappuisglissantssurlerestedel’ouvrage)decetarticle,lescœfficientsµaetµrsontéventuellementaugmentésoudiminuésdel’effetdelapentePLsurlesappuisconcernés.Dans les cas courants, on a les mêmes valeurs decœfficientsderoulementpourchaqueappui.

Onrechercheensuiteleseffortsàajouterausystèmed’appuifixedutablierenfaisantlasommedesvecteursproduisant un effet défavorable situés d’un coté dece système avec ceux produisant un effet favorablesitués de l’autre coté du système d’appui fixe, puisinversement.

Effort horizontal longitudinal sur le système d’appui fixeIl est admis que les efforts horizontaux de freinagene soient pas repris même partiellement par lesappareilsd’appuimobiles,ilssontdoncàreprendreintégralementparlesystèmed’appuifixe.

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Photo 2 : plans de roulement douteux pour appareils à rouleaux multiples – Source : Yves Picard

Photo 3 : plans de roulement d’un appareil à rouleau simpleSource : Yves Picard

Photo 4 : plans de roulement très douteux pour appareils à rouleaux multiples, absence de possibilité de rotation – Source : Yves Picard

Application des nouvelles normes (Partie II)


Photo 5 : appareils d’appui à rouleau simple après réfection, les surfaces de contact herzien sont protégées par de la graisse, le balancier inférieur est posé sur un élastomère pour mieux absorber les rotations parasites transversales – Source : Dreif

Photo 6 : plans de roulement pour rouleaux multiples traités au Corroweld – Source fabricant Ghh

Photo 8 : détail au niveau du système de guidage – Source : Yves Picard

Photo 7 : plan de glissement d’un appareil à balancier avec système de guidage par clavette centrale – Source : Yves Picard

Debasenhaut:mortierdeposesurlapile;plaqued'engravementdubalancierinférieur;balanciersupérieuràcontactcylindriqueportantleplan

deglissementenPtfeetlaclavette;plaquedeglissementàcontactenacierinoxydable;plaqued'engravementdelaplaquedeglissement.

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L’effort horizontal longitudinal résultant comprenddonc les efforts induits par les appuis mobiles (etéventuellementd’autresappuisglissants)etleseffortsdefreinage.Les prescriptions de prévention au glissement desappareilsd’appuiàbalancier(cf.NFEN1337-6§6.4)indiquentquelesystèmed’appuifixedoitrésistermécaniquementauxeffortshorizontauxsans prendre en compte la résistance de frottement des surfaces en contact hertzien.Ondoitdoncmettreenœuvreunsystèmedeblocagequi est habituellement composé de taquet et/ou dedentsaudroitdel’appareild’appuiàbalanciers.Sil’appuiesttrèsrigide,unseulpointrecevral’efforthorizontal longitudinal résultant, s’il est souple ilserapossibledediffuserunepartiedel’effortsurundeuxièmepoint.

Cas d’une action accidentelle

Commedanslesautressystèmesd’appareilsd’appui,en sus des éventuelles combinaisons accidentellesdu projet (choc de bateau par exemple), le Cctppourraprévoir (casdesappuis sensiblesà l’effetdeseffortshorizontaux)unevérificationencombinaisonaccidentelle simulant une défaillance d’un appareild’appuienconsidérantuneanomaliesurlavaleurducœfficientderoulement:µd=del’ordrede20%surl’undesappareilsd’appui(etunseul).Cette vérification ne concerne pas les appareilsd’appui,maischaqueappuiisolé,ycomprisl’appuifixeconcernéparlarépercussiondecettedéfaillance.

Cette vérification semble d’autant plus pertinentedans le cas d’ouvrages anciens ayant une mauvaiseconception de l’environnement de leurs appareilsd’appuioudedifficultéparticulièredeleurvisite.


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Formulaire

Ce formulaire rassemble les valeurs des principauxcœfficients à utiliser pour les calculs d’appareilsd’appui.

Cœfficient de glissement Ptfe alvéolé, lubrifié – acier austénitique ou chromage dur :

µmax=1,2/(10+σp) si5MPa≤σp<30MPaµmax=0,08 siσp<5MPaµmax=0,03 siσp≥30MPa

σpest lapressionmoyennesur lePtfeà l’Elsouàl’Eluselonlecas.

Ledomained’utilisationdelaformuleestde-35°Cà+48°C.Lorsquelatempératureminimaleeffectivedel’appareild’appuinedescendpasendessousde-5°C,cecœfficientpeutêtreréduitd’unfacteur2/3(c’estparexemplelecasdecertainsDOM-TOM).

NotaAu stade du prédimensionnement, dans le cas d’un ouvrage rectiligne, on pourra adopter une valeur forfaitaire du coefficient de frottement de 3,2 % à l’Elu. Cette valeur tient compte du frottement sur les guides.

Cœfficient de glissement des guides en Ptfe – acier austénitique

µ’max=0,08.

Cœfficient de glissement des guides en CM� - acier austénitique

µ’max=0,20(cashabituelenFrance).

Cœfficients de glissement (ou de roulement) en cas d’effet de sens contraire entre les appuis

Cœfficientd’effetdéfavorable:µa=0,5µmax(1+α)Cœfficientd’effetfavorable:µr=0,5µmax(1-α)

avec α cœfficient de dégressivité dépendant de nnombred’appareilsd’appuiexerçantdeseffetsdesenscontraire(voirtableauci-contre).

Limitation de la pression sur les plaques de Ptfe (sauf appareils d’appui glissant en élastomère fretté)

LanormeNFEN1337-2§6.6et6.8.3 limite lapressionsurlePtfeà90/1,4=64,3 MPa à l’Elu. Cette vérification est à faire sur la surface réduite.

Si l’appareil est exposé à une température effectivecompriseentre30°Cet48°C,cettevaleurdoitêtreminoréede2%par°Caudelàde30°C.

Parsimplification,enFrancemétropolitainelanotetechniqueduSétra (NIOA27dedécembre2006)préconiselesvaleurssuivantes:

90x0,85/1,4=54,65 MPa Elu pour les ouvrages en béton ou mixte ;

90x0,80/1,4=51,40 MPa Elu pour les ouvrages entièrement métalliques.

Le calcul de la surface réduite plane Ar peut être effectué

selon l’annexe A de la NF EN �� - �

Surfacecirculaire:Ar=(1-0,75πeL)πL2/4;Deuxdemi-disques:Ar=(1-0,75πeL)πL2/4

-LDguide(formulationapprochéesécuritaire);e : est l’excentrement de la résultante de la forceappliquée;L:estlediamètreduPtfe;Dguide:l’espaceentreles2disques.

Surfacerectangulaire:Ar=(a-2ea)(b-2eb);ea : est l’excentrement sur la largeur a de la plaqueenPtfe;eb : est l’excentrement sur la largeurbde laplaqueenPtfe.

Pourlessurfacessphériquesoucylindriques,consulterlestableauxB1ouB2delaNFEN1337-7.

Pourlesappareilsd’appuiglissantsenélastomèrefrettédetypeD,laconditiondedistorsiondumouvementdetranslationlimitelapressionmoyenneà30MPaàl’ElusurlePtfe.

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coefficient α

n≤4 1

4<n<10 (16-n)/12

n≥10 0,5


NotaIl est à remarquer que pour les appareils à pot dans les cas courants compte tenu des excentrements, le diamètre L du Ptfe sera proche du diamètre D de l’intérieur du fond de pot, la contrainte moyenne à l’intérieur du pot étant limitée à : 60 / 1,3 = 46,15 Mpa à l’Elu (cf. NF EN 1337 - 5 § 6.2.1.1).

Cas des calottes sphériques à plaques en Msm® – acier austénitique

Pour des températures comprises entre - 35 °C et48°C:

µmax=1,6/(15+σp) si5MPa≤σp<65MPaµmax=0,08 siσp<5MPaµmax=0,02 siσp≥65MPa

σpestlapressionmoyennesurleMsm®àl’Elsouàl’Eluselonlecas.

Si la température minimale effective de l’appareild’appui ne descend pas en dessous de - 5 °C, lecœfficientestréduitd’unfacteur0,75(casdecertainsDOM-TOMparexemple).

LecœfficientdeglissementdesguidesenMsm®–acierausténitiqueestde:µ’max=0,10.

L’autorisationd’emploilimitelapressionsurleMsm®à180/1,4=128,6 MPa à l’Elu. Cette vérification est à faire sur la surface réduite.

Si l’appareil est exposé à une température effectivecompriseentre35°Cet48°C,cettevaleurdoitêtreminoréede2%par°Caudelàde35°C.

En reprenant le raisonnement forfaitairede lanotetechniqueduSétrapourlaFrancemétropolitaineonobtientlesvaleurssuivantes:

180x0,95/1,4=122 MPa à l’Elu pour les ouvrages en béton ou mixte;

180x0,90/1,4=115 MPa à l’Elu pour les ouvrages entièrement métalliques.

•

•

NotaCe genre de produit peut être adapté à d’autres types d’appareils d’appui tel que les appareils d’appui à pot par exemple. Les produits similaires qui seront prochainement disponibles, devront faire l’objet d’une procédure de Cuap spécifiant notamment les limites en pression et les coefficients de frottement à prendre en compte.

Effort de freinage sur un ouvrage de classe � selon l’Ec

L’effortdefreinageestégalà:

Hk=324+1,89L(L:longueurdel’ouvrageenm,HkenkN).

L’annexenationaleenvisagedelimitercettevaleurà500kN,saufpourlesconvoismilitaires.(àl’Elu,onobtientdoncuneffortde1,35x500=675kN).

Amplitude de déplacement prévue à l’annexe nationale, à l’Elu, sous la combinaison �,� Tk pour �00 ml dilatables en considérant que la température de pose est spécifiée

Voirtableauci-dessous■

Référence bibliographique

[1]FragnetM.;«Lesjointsdechausséessurlespontsà forte pente» – Bulletin Ouvrages d’art du SétraN°51demars2006.

Nature du tablier

Région BA ou BP Mixte Métal

Bretagne–Paca 105mm(-20°C/50°C) 135mm(-20°C/55°C) 171mm(-30°C/65°C)Autresrég.métrop. 113mm(-25°C/50°C) 144mm(-25°C/55°C) 180mm(-35°C/65°C)Est–Alpes 120mm(-30°C/50°C) 153mm(-30°C/55°C) 189mm(-40°C/65°C)


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HervéCannard,MichelFragnet,FlorencePero,Marie-PauleThaveau

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Introduction et présentation

Pour les travaux de mise en œuvre d’une chaped’étanchéitésurunpont,lemaîtred’œuvrerédigeunCctp incluantdesclauses,notammentenréférenceauFascicule67,titreIduCctg,pourquel’entreprisefournisse des matériaux et une mise en œuvre dequalité.

Lescontrôlesderéceptionselimitent,pourlaplupartdescas,àunexamenvisuelducomplexed’étanchéitéafindedétecterd’éventuellesdéfectuosités.Lavérificationdelaqualitédusoudagepourleschapesparfeuillespréfabriquéesbitumineusesadhérentesausupport,voire lesfilmsmincesadhérantausupport(enrésine),sefaitpardessondagesaumailletetparquelquesessais(destructifs)d’adhérencedontlasurfaceconcernée(quelquesdm²)n’estpasreprésentativedel’ensembledel’étanchéité.

AvertissementLe sujet traité dans le présent article s’appuie sur un travail de recherche effectué au sein du Réseau Scientifique et Technique sur le sujet plus général de la recherche et du diagnostic de défaut d’étanchéité dans les ouvrages routiers. Cette étude a fait l’objet d’un rapport final et de rapports complémentaires (voir bibliographie). Il est apparu intéressant de porter, dès maintenant, à la connaissance des maîtres d’œuvre comme des entreprises d’étanchéité, ce moyen de contrôle non destructif et exhaustif de la qualité de pose d’une chape d’étanchéité.

Figure 1 : schéma de principe de l’examen par caméra infrarouge

CaméraIr

Complexed’étanchéité

AirDallebéton

Tem

péra

ture

Imagedufluxthermique



Lecontrôle,parmiseeneau,d’unechapedeterrassedebâtiments’avèrebeaucoupplusaiséquesurunpontoùcetyped’épreuven’estpasréalisable.

Laplupartdestechniquesutiliséesdanslebâtimentnesontpasadaptéesaucontexted’unpont.Ils’agitenparticulierdetechniquesàbasedemesuresneutroniques,derésistanceélectriqueouderésistivité,deconductivité,etc.

Les recherches au sein du réseau scientifique et technique

Devantcettesituation,leLcpcamontéunprogrammede recherche effectué en partenariat avec le Lrpcd’Autun, d’autres Laboratoires Régionaux, le Sétra,desEntreprises.

Aprèsunepremièreétapederecherchebibliographique,deuxpistesontparuprometteuses:

leradarquidonnedesinformationssurlapositiondes interfaces des différents matériaux (bétonbitumineux, asphalte, feuille préfabriquée, bétonhydraulique),voiresurlaprésenced’eau;

l’imageriethermiqueinfrarouge.Cettesecondeapprocheparaîtlaplusprometteuseàl’heureactuelle.

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•

Figure 2 : images Ir d’une feuille préfabriquée mince de jour et de nuit

Cette technique, apparue dans les années 1990 enSuisse, aurait donné d’après son promoteur desrésultatsintéressants.

Principe de la mesure par thermographie Ir

Sous l’effet d’un flux thermique généré par undifférentiel de température jour/nuit ou par unensoleillement même modéré, la présence d’air auniveau de cloques dans un complexe d’étanchéitéinduit,parlefaitd’uneconductivitéthermiqueplusfaible à leur niveau, une élévation de températurelocalisée,figure1.

Lefluxthermiqueainsicrééestmisenévidenceparune caméra thermique infrarouge d’une sensibilitésuffisante(dequelquesdixièmesdedegré).

Lesconditionsexpérimentalessontparticulièrementimportantes et la pluie ou l’humidité de la chaped’étanchéité sont des facteurs prohibitifs à touteobservation.

Uneélévationdetempératureestconstatéeaudroitdescloquesenpériodediurneetunrefroidissementplusrapidedeceszonesenpériodenocturne,figure2.

À11h:Températureambiante28°C–Températuredusupport:33à38°C–Lesdéfautsserévèlentpardestempératuresplusélevées.

À23h:Températureambiante22°C–Températuredusupport:19à24°C–Lesdéfautsserévèlentpardestempératuresplusfroides.


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Application pratique

Ilesttrèsimportantqueleschapesd’étanchéitéparfeuillesbitumineusespréfabriquées(quandils’agitdefeuilles adhérentes au support) soient parfaitementsoudéesausupportcarlemoindredéfautdesoudageconduitàl’amorced’unecloquecommel’ontmontrélesétudesenlaboratoire.

NotaPour initier une cloque en laboratoire, il suffit simplement de mettre un peu de poudre (talc) au soudage pour créer le défaut. Voir le rapport de recherches « gonfles et cloques » Sétra/Ctoa de septembre 1998 (référence : F 9852).

Vérifierglobalementlaqualitédusoudaged’unechaped’étanchéitéc’estparticiperàl’objectifdepérennitédel’ouvrage.

Toutdéfautdesoudageest synonymede lamed’airentrelesupportbétonetlafeuilled’étanchéitéet,parconséquent,cettelamed’airvajouerunrôled’isolantthermique perturbant la température de surface etdoncl’imagethermiquedelafeuille.

Le contrôle s’effectue par un balayage à la caméraIr sur un tablier béton exempt de tout élémentperturbateur.Unenregistrementdesimagespeutêtreeffectuéetlesdéfautséventuelsrepérésaumarqueurdechantier.

C’est à ce titre que le contrôle non destructif parthermographieIrs’avèreunoutilperformant.

Cependant, ce contrôle rapide (en fonction de lafréquencedesdéfautsrelevés)etexhaustif,doitêtreréaliséparunpersonnelqualifié.

Le futur – perspectives d’emploi

L’adhérence au support est une des conditionspourunebonne étanchéité (voir article sur la semiindépendanceparudanslebulletinouvragesd’artduSétran°55).Lesmaîtresd’ouvrage et gestionnaires sont souventconfrontésàl’apparitionultérieurededéfautsvisiblesauniveaudelacouchederoulement,quirésultentdelaprésenceinitialedecloques.Cesdéfautssontensuitedifficilesàrépareretentraînentdescontentieuxaveclesentreprisesquisontcoûteux,difficilesàgéreretquiconduisentàdiscréditerlatechniqued’étanchéité.

D’autantque,biensouvent,lesentreprisesspécialiséesconsidèrentavoirmistouslesatouts(parfoisàjustetitre)pourréaliserunemiseenœuvreconforme.

Illustration 2 : image caméra spectre visible – Source : Hervé Cannard

Illustration 1 : image caméra spectre infra rouge – Source : Hervé Cannard

Photos de chantier

Disposerd’unoutildecontrôlenondestructif,fiable,rapide,«pédagogique»auprèsdesapplicateursetd’uncoût relativement modeste permettra la réception«apaisée»d’unechaped’étanchéité(principalementparfeuillepréfabriquéebitumineuse,voireparFmas-feuilleminceadhérenteausupport-ouparfeuille+asphalte).Les travauxde réparationdeséventuelsdéfautsdétectéspourronteneffetêtreimmédiatementréalisés, avec un coût minime pour l’entreprise.L’assurancede laqualitéde l’étanchéitépourra êtreaffirméesanslemoindredoute.Lacrédibilitédecesdifférentscomplexesd’étanchéitédevraitenêtreaméliorée.

Grâce à une démarche d’ informat ion et desensibilisation auprès des fabricants et applicateurs,cemoyendecontrôle(lathermographieinfrarouge)pourraconduireàl’améliorationducouple«matériau/miseenœuvre».

Pourcela,ilfaudraitrendrececontrôlesystématiqueparl’introductiond’unarticledansleCctp.Certes, le matériel et le personnel qualifié ne sontpasencoredisponiblesdanstouslesLrpcouautreslaboratoiresdecontrôle,maiscecinedoitpasêtreun



obstacle aux avantages techniques et économiquesprocurés.Et en attendant, ce contrôle de réceptionpourraêtreàlachargedumaîtred’œuvre.

Ànoterégalementquecertainesentreprisespourraientêtrerapidementtentéesd’investirdansuntelmatérieletdelemettreenœuvredanslecadred’uncontrôleexterneauchantier.Lemaîtred’œuvredevraitalorss’assurerdelabonnemiseenœuvreetinterprétationdecemoyendecontrôle,lesLaboratoiresRégionauxdes Ponts et Chaussées pouvant lui apporter uneassistancetechnique.

Exemple d’article type de Cctp

Lecontrôlederéceptiondelachaped’étanchéitéparfeuillespréfabriquéesbitumineusessoudéesausupportesteffectuéàl’aided’unecamérathermiqueinfrarougeavecuneprécisiondudixièmededegré■

NotaCe contrôle peut utilement remplacer le simple contrôle par sondage de la bonne qualité du soudage tel que prévu au Cctg, F 67-I, § 12.4.

Références bibliographiques

Rapport final Programme A – «Localisation dedéfautsetdediscontinuités»Opération11A021du01/02/2006(Derobert,X.,LcpcdivRms,Sudret,J.P.,Lrpcd’Autun,FauchardC.,LrpcdeRouen,BrevetP.,LcpcMacoa;ThaveauM.P.,LrpcAutun)

Rapportscomplémentairesdel’opération11A021:«Conception d’un site test dédié aux complexes

d’étanchéité» rapport de recherche final d’uneopération.Thaveau M.P., Cannard H., réf. Lcpc1655.

«Contrôlesnondestructifssurcomplexesd’étanchéitédu site testdeMargenne«Premièrescampagnesdemesures»rapportderecherchefinald’uneopération-ThaveauM.P.,CannardH.,réf.Lcpc1656.

«Travauxsurouvragesréels–fichesdechantierCnd- Caméra infrarouge» Cannard H., Thaveau M.P.,réf.Lcpc1657.

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INFO

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Passage à Open Office pour le logiciel Petra, passage aux Eurocodes pour la bible Ouvrages d’Art (OA)

Une nouvel le vers ion 2.0 du logicie l Petra(élaboration des pièces techniques écrites desDce pour la construction des ouvrages d’art) estdésormais disponible. Une bible actualisée ducorpus réglementaire applicable qui accompagne celogicielseraégalementprochainementaccessibleauxdétenteursdePetra2.0partéléchargementsursiteweb(bibleOA2007).LeprésentarticleprésentelesprincipalesaméliorationsapportéesaulogicielPetraparcettenouvelleversionainsiquelesprincipalesévolutionsdelabibleOA2007comme,notamment,lapossibilitéd’imposerdansleCctpquelesjustificationsparlecalculdel’ouvragetraitésoientmenéesselonlesEurocodes.

Améliorations apportées au moteur Petra

Fonctionnement sous Office 2000/2003 et sous Open OfficeL’Administrationfrançaiseayantdécidéd’abandonnerprogressivement la suitebureautiqueOfficepour lasuitelibreOpenOffice,denouvellesmacrospermettentl’éditiondespiècesécritestechniquesaveccettesuite.Par ailleurs, pour les clients souhaitant continuer àtravailler avec la suite Office, de nouvelles macrospermettent l’édition sous Office 2003 et, commeprécédemment,sousOffice2000.IlfautaussinoterquePetra2.0,bienquenoncertifiépourOfficeXP,aététestéavecsuccèssurdesmicro-ordinateurséquipésdecettesuiteetdupack3pourOfficeXP.

Modifications de la protection du logicielLa version 1.0 de Petra imposait la présence d’unbouchonélectroniquesurl’unitécentraleetlasaisied’un mot de passe pour chaque nouvelle bible. Cetype de protection posant des problémes sur lesunités centrales non équipées de port parallèle, laprotectiondelaversion2.0estassuréeparlasaisie,pendant l’installation du logiciel, d’un couple(n°delicence,motdepasse)indiquésurleboîtierdulogiciel(etquidevradoncêtreconservéprécieusement).Aucun mot de passe n’est donc plus demandé àl’occasionduchargementd’unebible.

Possibilité d’afficher systématiquement les aidesAlademandedecertainsutilisateurs,laversion2.0permetdedécouvrirdansunemême fenêtre,d’unepart, les réponses proposées pour une question et,d’autrepart,l’aideapportéeauxutilisateurs.

Identification des compléments manuelsDans laversion2.0dePetra, lescomplémentsquin’ontpasétéapportéssousPetrasont identifiablesdans Word ou Open Office Writer par un doublecrochet []. Ils sont donc beaucoup plus facilementlocalisables.

Changement dans la désignation des biblesDésormais,lenomdesbiblesestdutype«200n.01».LabibleOA2007s’appelledonc2007.01.

Amélioration de la présentation du Cctp

Danslaversion2.0,ilestdésormaispossibled’utiliserdestitresintermédiaires(sansnuméro)encaractèresgrasetdescaractèresgrecs.

Modifications apportées à la bible OA neufs

Introduction des EurocodesLesEurocodeset lamajoritédesannexesnationalesconcernantlespontsétantdésormaispubliés,ilaétédécidéd’introduiredanslabible2007desclausesde


justificationdespontsbaséessurlesEurocodes,c’est-à-direlesnormesdessériesNFEN1990à1998etleursannexesnationales.Ilestànoterque,contrairementàcequis’estpratiquésurcertainsouvragesrécents,il n’est pas possible de panacher des actions etcombinaisonsd’actionsissuesdesEurocodesavecdesjustificationsselonlesanciensréglementsfrançais.L’introduction des Eurocodes ne provoque pasl’abandon des règles de justification françaises. Cesdernièresrestenteneffetdisponiblespourlesouvragesdont le projet a été mené avec la réglementationfrançaise (fascicule 61 titre II, Bael, Bpel, etc.) etbénéficientmêmed’améliorationsdiverses.

Principales autres évolutionsOutre cette évolution majeure, les clauses relativesauxappareilsd’appuitiennentdésormaiscomptedestousderniersguidesSétra,datésdejuinetnovembre2007.LesclausesrelativesaudomaineAciers/Bétons/Coffragesontaussiétérevuespourtenircomptedestravaux effectués par le groupede travail en chargedelasecondemiseàjourdufascicule65A.Enfin,lesclausesrelativesauxconnecteursengoujonsrenvoientdésormaisàlanormeNFENISO13918.

Stages

Ponts Formation Édition : la formation continue de l’École des Ponts dans le domaine des ouvrages d’art

Lesbétonsdestructureetleurprescriptionselonlesnouveauxréférentiels(Eurocodes,EN13670,fascicule65):unenouvellefaçondeviserladurabilitédesouvrages 27, 28 novembre 2007

Cycle«InspectiondesOuvragesd’Art»module3:ouvragesdesoutènementnoncourant 28, 29 novembre 30, 1/2 journée 2007

Entretenir,répareretrenforcerlesouvragesenbéton-partie2:diagnostic,réparationetrenforcementdesouvrages 3 au 5 décembre 2007

Cycle«InspectiondesOuvragesd’Art»module6-diagnostic 12 au 14 décembre 2007Protégerlesouvragesmétalliquescontrelacorrosion 13, 14 décembre 2007

RenseignementsetprogrammesdétaillésdesstagesEnpc: tél:0144582728ousite:http://pfe.enpc.frRenseignementsconcernantlescyclesinternationaux: tél:0144582828ou2827.

Techniques suppriméesCompte tenu du trop grand nombre de clauses àmaintenir,ilaétédécidédesupprimerdelabibleOAlesappareilsd’appuimétalliques,quiconcernaientuntroppetitnombred’ouvrages.Lanotionde«passerellepiétonne»,quisélectionnaitdessurchargesspécifiquesàcetyped’ouvrage,aégalementétéprovisoirementsupprimée.

Modalités de diffusionLa version 2.0 de Petra peut être achetée auprèsdu bureau des ventes du Sétra, pour un prix de1500euros incluant la bible 2006.01. La bibleOA2007nefonctionnantquesouslaversion2.0dePetra,ilfautimpérativementpossédercetteversion(diffuséegratuitement auxpossesseursde la version1.0) pour bénéficier de la nouvelle bible 2007.01.Celle-ciseratéléchargeablegratuitementsurlapagePetradusitePilesduSétra:

http://www.piles.setra.equipement.gouv.fr.http://piles.setra.i2(réseauintranetduMinistère).

GuillaumeChauvel,DanieldeMatteis

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Publications

• Appareils d’appui en élastomère fretté - Utilisation sur les ponts, viaducs et structures similairesGuide techniqueRéférence : 0716 – juillet 2007 – 78 pages – Prix de vente : 18 euros

Ce guide technique est destiné essentiellement auxconcepteurs de pont. Les éléments qu’il contientdoivent permettre de dimensionner les appareilsd’appuienélastomèrefrettéenvued’uneutilisationsurlesponts,viaducsetlesstructuressimilaires.Cedocumentcomprendessentiellementlesélémentssuivants:

une description sommaire des différents typesd'appareilsd'appuienélastomèrefrettéetdeséventuelséquipementsparticuliersquiluisontliés;

les principaux textes réglementaires ou normatifsdebase;

les critères de dimensionnement sur la base desprojets de textes normatifs préparés par le Cen(ComitéEuropéendeNormalisation);

le principe des contrôles permettant le marquageCe;

uneméthodologiedecalculdansunprojetdepontavecdesexemplesd'application;enfin,ilestcomplétéparuneséried’annexestraitantdudimensionnementdecetyped’appareilsd’appuidansleszonessismiques,deladurabilitédesappareilsd’appui en élastomère fretté complétés par un plandeglissementetd’exemplesderédactionsd’articlesàintroduiredanslesCctp.

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LE K

IOSQ

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U SÉ

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• Cours d’eau et pontsGuide techniqueRéférence : 0721 – Juillet 2007 – 172 pages – Prix de vente : 24 euros

Ce guide s’adresse à la fois aux maîtres d’œuvreet maîtres d’ouvrage, ainsi qu’aux concepteursd’ouvrages d’art ; il a pour vocation de les assisterdans la conception des ouvrages de franchissementdecoursd’eauetdeleursouvragesannexes,telsquelesremblaisd’accès.Sonbutestd’aideràlacompréhensiondescoursd’eauetdeleurshydrosystèmes,deprésenterl’ensembledesvoletssurlesquelsl’interférenceentrel’ouvrageetlemilieu naturel est à prendre en considération, avecréciprocitépossibledesimpacts.


• Ouvrages édités par le Lcpc

Recommandations pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interneRéf. GTRSI – août 2007 – Prix de vente : 30 euros

Les présentes recommandations ont pour objectifde limiter le risque d’apparition de désordres liésà la réaction sulfatique interne. Cette dernière estprovoquéeparlaformationdifféréed’ettringitedansun matériau cimentaire et se produit notammenten raison d’un échauffement important du bétonintervenu plusieurs heures ou plusieurs jours aprèssoncoulage.Elleprovoqueungonflementdubétonquiengendreàsontourunefissurationdesstructures.Cetteréactionpeutserencontreravecdeuxtypesdebéton:lesbétonstraitésthermiquementetlesbétonscoulésenplacedansdespiècesditescritiques.Ces recommandations concernent les ouvrages degénieciviletlesbâtimentscomportantdesélémentsde dimensions importantes en contact avec l’eauousoumisesàuneambiancehumide.Ellesfixentleniveau de prévention à atteindre en fonction de lacatégoriedel’ouvrage(oudelapartied’ouvrage)etdesconditionsd’expositionsauxquellesil(ouelle)estsoumis(e).Achacundesquatreniveauxdepréventionretenus, sont associées des précautions à appliqueret des vérifications à effectuer. Elles présententégalementdesdispositionsliéesàlaconceptionetaudimensionnementdesouvrages,àlaformulationetàlafabricationdubétonainsiqu’àsamiseenœuvre.

• Eurocodes � et �Application aux ponts-routes mixtes acier-béton - Guide méthodologiqueRéférence : 0720 – Juillet 2007 – 192 pages – Prix de vente : 23 euros

Ce guide méthodologique déroule deux exemplesnumériquesdecalculdepontsenossaturemixteselonlesEurocodes (unbipoutre entretoisé etun caissonouvert). Toutes les principales justifications sont abordéesavec des références précises aux nouvelles normesappliquées.L’accentestmissurlesdifférencesoulesnouveautésdecesnormesparrapportàlapratiquefrançaise.Cedocumentestdestinéàaccompagner lamiseenœuvredesEurocodesenFrance.Il estparticulièrementdestinéauxmaîtresd’œuvre,auxbureauxd’étudesetauxentreprisesresponsablesdelaconstructiondepontsenossaturemixte.


VincentBarbierDrefr.Comté/SmoTél:0381656946

XavierBerdosLrpcdeNancyTél:0383184158

HervéCannardLrpcd’AutunTél:0385866739

SandrineChanutEiffageTpTél:0149449302

GuillaumeChauvelSétraCtoaTél:0146113195

NicolasFabryEiffageTpTél:0149449249

MichelFragnetSétraCtoaTél:0146113213

PhilippeJandrinCgdeMeurtheetMoselleTél:0383945454

GérardLeclercCeteNormandiecentreTél:0235688215

PierreMarchandSétraCtoaTél:0146113454

DavidMarchesseCeteNormandiecentreTél:0235688220

DanieldeMatteisSétraCtoaTél:0146113212

FlorencePeroSétraCtoaTél:0146113325

AudePetelSétraCtoaTél:0146113273

[email protected]

Marie-PauleThaveauLrpcd’AutunTél:0474506720

ThierryThibauxEiffageTpTél:0149449310

LecataloguedespublicationsetlogicielsduSétraestconsultablesurinternetetleréseaui2duministèredel’Écologie,duDéveloppementetdel’Aménagementdurables.

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de l'Équipement

Ce bulletin est un périodique d’information à l’intention des spécialistes d’ouvrages d’art. Il est destiné à décrire la construction d’ouvrages marquants et à faire connaître des techniques particulières ou innovantes.Ce bulletin est consultable et téléchargeable :• sur internet : http://www.setra.equipement.gouv.fr• sur i2 (réseau intranet du ministère de l’Équipement) :http://intra.setra.i2

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Ce document participe à la protection de l’environnement. Il est imprimé avec des encres à base végétale sur du papier écolabélisé PEFC.CTBA/06-00743

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