Projet de Fin d’Études -...

INSA DE STRASBOURG – SPÉCIALITÉ GENIE CIVIL

Projet de Fin d’Études Réhabilitation d’ouvrages en béton armé

Du diagnostic au confortement

Lorry-Alan MOALIC, élève ingénieur de 5ème année

ANNEXE 5 : Exemple de rapport de diagnostic

sur 28

MARS 2011

DOSSIER : EST7.B.0003

IMPRIMERIE OTT - HOCHFELDEN (67)

RAPPORT DE DIAGNOSTIC DU DALLAGE

Dossier : EST7.B.0003 Rapport : EST7.B.0003-1 Bon pour accord du 02/02/2011

INDICE DATE ETABLI PAR VISA VERIFIE PAR VISA PAGES OBSERVATIONS

A 02/03/2011 L-A. MOALIC C. GOETZ 28 pages

4 Annexes Création du document

B

C

A compter du paiement intégral de la mission, le client devient libre d’utiliser le rapport et de le diffuser à condition de

respecter et de faire respecter les limites d’utilisation des résultats qui y figurent et notamment les conditions de validité et

d’application du rapport.

Technoparc 2

29 route de la Wantzenau

67800 HOENHEIM

Tél. 03 88 81 20 50 – Fax. 03 88 81 21 50

[email protected]

EST7.B.0003 IMPRIMERIE OTT - HOCHFELDEN (67) RAPPORT DE DIAGNOSTIC DU DALLAGE

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SOMMAIRE

1 CADRE DE LA MISSION GINGER CEBTP.......................................................................3

1.1 Généralités.................................................................................................................................. 3 1.2 Contexte global de la mission................................................................................................... 3 1.3 Description succincte du dallage.............................................................................................. 3 1.4 Bases d’études ........................................................................................................................... 4 1.5 Objectifs de la mission .............................................................................................................. 4 1.6 Programme technique................................................................................................................ 5 1.7 Contenu du présent rapport ...................................................................................................... 5

2 INVESTIGATIONS SUR SITE ...........................................................................................6

2.1 Examen visuel ............................................................................................................................ 6 2.2 Implantation des sondages ....................................................................................................... 7

3 ANALYSES EN LABORATOIRE ......................................................................................7

3.1 Identification des prélèvements................................................................................................ 7 3.2 Résistance à la compression du béton .................................................................................... 9 3.3 Analyse chimique et microscopique ...................................................................................... 10 3.4 Synthèse ................................................................................................................................... 10

4 CONCLUSION.................................................................................................................11

5 OBSERVATIONS ............................................................................................................11

ANNEXE 1 : IMPLANTATION DES SONDAGES ET MESURES ANNEXE 2 : DESCRIPTION DES PRELEVEMENTS PAR CAROTTAGE ANNEXE 3 : ESSAIS DE COMPRESSION SUR CAROTTES ANNEXE 4 : RAPPORT DE L’ANALYSE MICROSCOPIQUE ET CHIMIQUE


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11 CCAADDRREE DDEE LLAA MMIISSSSIIOONN GGIINNGGEERR CCEEBBTTPP

11..11 GGéénnéérraall ii ttééss

A la demande de Monsieur ISENMANN et pour le compte de l’imprimerie OTT à Hochfelden (67), l’agence de GINGER CEBTP Strasbourg a procédé à un diagnostic d’un élément de l’ancien dallage du hall.

Nos investigations sur site se sont déroulées le 08/02/2011.

11..22 CCoonntteexxttee gglloobbaall ddee llaa mmiissssiioonn

Dans le cadre de la construction de l’imprimerie OTT début 2010, il a été mis en place un dallage au niveau du hall sur lequel était prévue la mise en place d’une machine (environ 36 tonnes). Lors de la pose, il a été relevé, par les usagers, un mauvais comportement du dallage. En effet, lorsqu’un Fenwick passe à proximité la machine avait tendance à pencher et ne plus être horizontale (mis en évidence à l’aide d’un niveau de précision).

Afin de résoudre ce problème des travaux ont été réalisés :

- Dépose du dallage en place sous la machine

- Mise en place d’un radier de plus forte épaisseur et désolidarisé du reste du dallage par un joint de toute hauteur.

Figure 1 : Vue générale de la machine Figure 2 : Vue générale de la machine

11..33 DDeessccrr iipptt iioonn ssuucccciinnccttee dduu ddaall llaaggee

Selon les informations transmises (plans et bon de livraison du béton), le dallage devait avoir les caractéristiques suivantes :

- Epaisseur du dallage : 15 cm

- Enrobage des aciers : 3 cm

- Béton C25/30 XF1

- Type et classe du ciment : CEM I 52.5N


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- Une nappe de treillis soudés ST15C à 3 cm du bas du dallage

- 2 couches de polyane entre la plateforme et le dallage

- Finition de surface avec un durcisseur à base de quartz

D’où la coupe type du dallage du hall :

Figure 3 : Coupe type du dallage

Ces données fond l’objet de notre campagne de sondage afin de vérifier les valeurs indiquées sur les plans et sur les différents documents.

11..44 BBaasseess dd’’ééttuuddeess

Notre mission a été menée à l’aide des documents et informations suivantes :

Documents transmis par le client :

• 1 plan de masse,

• Plans du projet,

• Bons de livraison du béton,

• Dossier géotechnique,

• Rapport contrôle technique

• Intervention sur site effectuée le 08/02/2011

Documents non-transmis par le client :

• Note technique de la machine mise en place

11..55 OObbjjeecctt ii ffss ddee llaa mmiissssiioonn

L’objet de la campagne de sondages porte sur les points suivants :

déterminer les caractéristiques mécaniques et chimiques du béton,

Notre mission ne comprend pas la vérification au calcul de la capacité portante des ouvrages.


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11..66 PPrrooggrraammmmee tteecchhnniiqquuee

Le programme technique réalisé sur site et en laboratoire est présenté ci-après. La méthodologie générale de mise en œuvre est conforme à notre proposition du 20/12/2010.

Sur site :

• Inspection visuelle sommaire de la qualité du béton du dallage mis en place, avec analyse de la granulométrie, de la matrice cimentaire ainsi que du ferraillage.

• 4 carottages du dallage en béton pour permettre l’extraction de carottes nécessaires à la mesure de la résistance en compression du béton et de sa constitution chimique. Les carottages ont été réalisés en diamètre 100 mm, le diamètre a été adapté en fonction du réseau d’armatures et de la taille des granulats.

Analyses en laboratoire :

• Identification des échantillons et description macroscopique,

• 1 analyse en laboratoire pour déterminer la composition microscopique et chimique du dallage.

• 3 mesures de la résistance de la compression du béton en laboratoire à partir des carottes béton, recoupées au préalable de façon à obtenir un élancement de 1.

Les résultats des résistances à la compression sur carottes sont exploités selon l’approche par méthode directe de la norme NF EN 13-791.

11..77 CCoonntteennuu dduu pprréésseenntt rraappppoorrtt

Le présent rapport comprend les résultats suivants :

• Le rappel de la mission et des intervenants,

• Le résultat de l’inspection visuelle associé à un dossier photographique,

• L’implantation des sondages et les résultats des mesures

• Le résultat de l’analyse chimique et microscopique,

• Une synthèse sur les principales données recueillies,

Ces résultats sont illustrés par des annexes rassemblées en fin de rapport.


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22 IINNVVEESSTTIIGGAATTIIOONNSS SSUURR SSIITTEE

22..11 EExxaammeenn vviissuueell

Le fait que l’échantillon ait été coupé d’une façon nette nous a permis, lors de l’examen visuel, de voir que le béton semble de bonne qualité. En effet la matrice cimentaire et de couleur gris claire possédant peu voir pas de bullage apparent sur son contour. De plus la granulométrie du béton semble conforme au cahier des charges : aucun phénomène de ségrégation n’a été constaté.

L’examen visuel a aussi permis de mettre en évidence la présence d’une nappe inférieure de treillis soudés mais aussi d’autres aciers situés légèrement au dessus du treillis soudé.

Figure 4 : Vue de l'échantillon du dallage

L’échantillon en question a les dimensions suivantes :

- Longueur : 1.20 m

- Largeur : 0.50 m

- Epaisseur : 0.15 m

Cet échantillon a été découpé puis constaté par un huissier.

Aciers supérieurs

Treillis soudés


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22..22 IImmppllaannttaatt iioonn ddeess ssoonnddaaggeess

Au total nous avons réalisé :

5 carottages sur l’échantillon de dallage (dont un possédant une cale en plastique risquant de fausser les résultats) :

o 3 pour vérifier la résistance à la compression du béton

o 1 pour l’analyse chimique et de la microstructure

o 1 carottage inexploitable de part la présence d’une cale en plastique

Figure 5 : Implantation des carottages

33 AANNAALLYYSSEESS EENN LLAABBOORRAATTOOIIRREE

33..11 IIddeenntt ii ff iiccaatt iioonn ddeess pprrééllèèvveemmeennttss

Cinq carottes de béton ont été réceptionnées à notre laboratoire de Hœnheim pour examen macroscopique et

essais de compression.

Il s’agit de carottes de béton de diamètre à 93,4 mm (carottage de diamètres 100mm). Elles sont globalement

similaires : béton de teinte gris claire, avec des granulats roulés de Dmax entre 30 mm et 43 mm et ayant une

distribution homogène. Elles présentent les caractéristiques essentielles détaillées en Annexe 2.


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Réf Illustration Observations

Carottages :

C1 à C5

� 5 carottes de béton Ø 93.4

commentées et illustrées en détail

en annexe.

� Longueur variant de 135 à 140

mm

Tableau 1 : Identification des prélèvements


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33..22 RRééssiissttaannccee àà llaa ccoommpprreessssiioonn dduu bbééttoonn

L’identification des carottes et les résultats obtenus sont repris dans le tableau ci-après :

Repère de l'éprouvette

N°

Hauteur (cm)

Elancement H/Ø

Poids (kg)

Masse volumique

(T/mз)

Forces (kN)

Résistance compression Brute (Mpa)

C2 9.34 1.00 2.280 3.563 285 41.6 C4 9.34 1.00 2.750 4.297 275 40.1 C5 9.34 1.00 2.200 3.438 235 34.3

Moyenne 38.7 Tableau 2 : résumé des essais de compression

Remarque :

- La carotte C1 a été envoyée dans notre laboratoire d’Elancourt pour l’analyse chimique et

microscopique

- La carotte C3 présentant une cale plastique n’a pas été écrasée afin de ne pas fausser les résultats

Les rapports d’essais sont joints en Annexe 3.

La norme NF EN 13791 de septembre 2007 indique deux méthodes pour « l’évaluation de la résistance à la

compression sur site des structures et des éléments préfabriqués en béton » :

• La première à partir des résultats d’essais à la compression sur carottes selon deux

approches A (15 carottes) et B (entre 3 et 14 carottes),

• la seconde à partir de méthodes indirectes, éventuellement corrélées avec des essais sur

carotte.

Compte tenu du nombre de prélèvement que nous avons effectués sur site, nous pouvons appliquer

l’approche B et/ou la seconde méthode de la norme NF EN 13791 qui consiste à déterminer la résistance

caractéristique à la compression sur site en tenant compte de la moyenne et de l’écart type de la population

obtenue. Dans notre cas, nous avons utilisés l’approche B de la méthode n°1.

La résistance caractéristique sur site estimée de la zone d’essai est la valeur la plus faible de :

• La résistance moyenne d’essai – 7MPa

• La résistance la plus faible d’essai + 4 MPa

Cette résistance nommée Fck,is ainsi obtenue est de : 31.7 MPa.

De ce fait, nous pouvons assimiler cette résistance à celle obtenue sur des cubes de 150x150 mm dans le

cadre d’un béton de type C30/37 ayant pour résistance à la compression nominale 30 MPa.

Ces résistances à la compression sont meilleures que la résistance caractéristique du béton indiquée sur les

bons de livraison lors de la mise en place du dallage. De plus, la méthode utilisée pour déterminer la

résistance du béton est assez restrictive. En effet, en raison de l’incertitude associée au petit nombre de

résultat d’essai et la nécessité de parvenir à un bon niveau de fiabilité, l’approche donne des résistances

caractéristiques qui sont généralement inférieures à celles obtenues avec un plus grand nombre d’essais.


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33..33 AAnnaallyyssee cchhiimmiiqquuee eett mmiiccrroossccooppiiqquuee

Le rapport de l’analyse chimique se trouve en Annexe 4, les principales données sont les suivantes :

- Dosage en ciment dans le béton : 290 kg/m3 (+/- 10%)

- Pourcentage d’eau liée par rapport au ciment : 18.7 %

- Estimation du rapport Eau/Ciment : 0,6 – 0,7

33..44 SSyynntthhèèssee

D’après les bons de livraison fournis par le client, le béton mis en place possède les caractéristiques

suivantes :

- Résistance caractéristique : C25/30

- Classe d’exposition : XF1

- Classe des chlorures : Cl 0.4

- Ciment : CEM I 52.5N dosé à 273 kg/m3

- Dmax : 22 mm

- Consistance : S3

Le référentiel technique préconise pour des bétons de classe d’exposition XF1 :

- Rapport Eeff/liant équivalent maximal = 0.60

- Classe de résistance minimale : C25/30

- Teneur minimale en liant équivalent : 280 kg/m3

- Nature du ciment : 32.5 R

L’analyse en laboratoire nous a donné les caractéristiques du béton mis en place pour le dallage :

- Résistance caractéristique : C30/37

- Dmax : 43 mm

- Dosage en ciment dans le béton : 290 kg/m3 (+/- 10%)

- Pourcentage d’eau liée par rapport au ciment : 18.7

- Estimation du rapport Eau/Ciment : 0,6 – 0,7

Préconisé Livré Expertisé

Classe d’exposition XF1 XF1 /

Résistance caractéristique C25/30 C25/30 C30/37

Nature du ciment CEM I 32.5 CEM I 52.5 /

Dosage en ciment (kg/m3) 280 273 290 (+/- 10%)

Rapport Eau/Ciment 0.6 / 0.6 - 0.7

Classe des chlorures / Cl 0.4 /

Dmax (mm) / 22 43

Consistance / S3 /


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44 CCOONNCCLLUUSSIIOONN

Au vu des résultats obtenus lors de notre expertise, il semblerait que la qualité du béton mis en œuvre au

niveau du dallage est globalement conforme aux préconisations recommandées par la norme EN 206-1. En

effet, la résistance caractéristique de ce béton est supérieure à celle qui été prévue dans le marché initial. De

plus les autres éléments constituant le béton, tels que le dosage en ciment ou les granulats ne présentent pas

d’aberrances. Cependant il est à noter que le rapport Eau/Ciment est sensiblement plus élevé que ce qui est

préconisé.

Les désordres liées aux difficultés de calage de la machine trouvent peut être leur origine dans tout ou partie

des hypothèses suivantes :

- Retrait du béton en sous face de la dalle ayant entrainé un phénomène de tuilage (léger soulèvement)

- Défaut de conception :

� Sous dimensionnement du dallage notamment en ce qui concerne l’épaisseur du

béton (13.5 à 14 cm) et/ou la portance du sol

� L’absence de joint de désolidarisation au droit de la zone lourdement chargée

55 OOBBSSEERRVVAATTIIOONNSS

Ces résultats concernent les éléments prélevés sur l’échantillon du dallage accessibles le jour de nos investigations. Ils ne sont pas généralisables sans mesures complémentaires. J-M. ROUQUET C.GOETZ Directeur régional Ingénieur chargé d’affaires Pathologies/Structures GINGER CEBTP Région EST GINGER CEBTP Strasbourg

EST7.B.0003 ANNEXES IMPRIMERIE OTT - HOCHFELDEN (67) RAPPORT DE DIAGNOSTIC DU DALLAGE

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SOMMAIRE des ANNEXES ANNEXE 1 : IMPLANTATION DES SONDAGES ET MESURES ANNEXE 2 : DESCRIPTION DES PRELEVEMENTS PAR CAROTTAGE ANNEXE 3 : ESSAIS DE COMPRESSION SUR CAROTTES ANNEXE 4 : RAPPORT DE L’ANALYSE MICROSCOPIQUE ET CHIMIQUE


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ANNEXE 1 : IMPLANTATION DES SONDAGES ET MESURES


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ANNEXE 2 : DESCRIPTION DES PRELEVEMENTS PAR CAROTTAGE


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ANNEXE 3 : ESSAIS DE COMPRESSION SUR CAROTTES


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ANNEXE 4 : RAPPORT DE L’ANALYSE MICROSCOPIQUE ET CHIMIQUE


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