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Colloque Le Pont 2019 Le retour d’expérience sur des défaillances d’ouvrages
(ingénierie forensique)
Centre de congrès Diagora - Labège (31670) - 15 et 16 octobre 2019
Projet DéCoF-Ré
Décision Corrosion Fiabilité du diagnostic de corrosion sur les piles du pont de l'ile de Ré
Diagnostic de corrosion
des structures en béton armé
en milieu maritime
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CONTEXTE
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
L'évaluation de la corrosion des ouvrages est un enjeu majeur
Construction neuve gestion des ouvrages existants
Le diagnostic de l'état d'un ouvrage doit être fiable
Ouvrage atmosphérique Ouvrage en milieu marin
Réalisation des mesures : oui
Interprétation des mesures : difficultés
Prédiction de la corrosion : peu de données
Modélisation : peu de données
La corrosion des armatures est la première cause de dégradation des
constructions en béton armé (perte de section, fissures, diminution adhérence acier/béton)
La gestion des ouvrages doit être optimisée (quand et comment)
Détecter
Maintenir, réparer
Complémentarité des approches et des résultats
Complémentarité des acteurs
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DÉCOF-RÉ : UN PROJET DE RECHERCHE COLLABORATIF
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
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V. Bouteiller, L. Gaillet, X. Derobert, A. Orcesi, B. Godart
A. Audouin-Dubreuil
L. Bourreau, S. Naar et M. Brouxel
B. Thauvin et Julien Schneider
F. Schoefs
IFSTTAR
Département de la Charente-Maritime
SIXENSE Engineering
Cerema Dters Ouest et IdF
Université de Nantes et Capacités SAS
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DOCTORANT
Lucas Bourreau
STAGIAIRES
Marius Rebours Représentativité et fiabilité du diagnostic de corrosion des structures en béton armé
- Influence des conditions environnementales
Youssef El-Rabbih Traitement numérique des mesures de diagnostic d’un ouvrage par fusion de données
Mamadou Sissoko Détermination des profondeurs d’armatures d’un ouvrage en béton armé à l’aide d’un RADAR
Romain Clerc Optimisation d’inspection
Implication d'une 30aine de personnes
Projet DéCoF-Ré Coût Salaires
Département de la Charente-Maritime 616 667 38 420
SIXENSE Engineering 90 000 + CIFRE 163 433
Ifsttar 156 247
Cerema 278 015
Université de Nantes 35 040
TOTAL (HT) 1 637 822
Budget (2015-2018)
Période 2014-2019
DÉCOF-RÉ : UN PROJET DE RECHERCHE COLLABORATIF
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
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Diagnostic de corrosion
(sur site - bateau)
(Doct. L. Bourreau)
OBJECTIFS STRATÉGIE ET PARAMÈTRES BÉNÉFICES
Pont
en béton
armé
Analyse de durabilité
(Laboratoire)
Autopsies
Fiabilité des mesures de corrosion
o Marée, Saisons,
o Hauteurs, Expositions, Faces
o Variabilité spatiale
o Piles
Interprétation des résultats
Approche performantielle
o Indicateurs de durabilité
o Témoins de durée de vie
Validation
Scientifiques,
Ingénieurs,
Gestionnaires
Connaissance
Base de données
Modèles
Recommandations
Prédictions
Décisions
maintenance/réparation
Coûts
Sécurité
1
2
3
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
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PRÉSENTATION DU PONT DE L'ILE DE RÉ
• Département de la Charente-Maritime
• Relie le continent à l'ile de Ré
• Construction 1988 (31 ans)
• 6 millions véhicules/an
• Longueur 2928.5 m (largeur 15.5m)
• 28 piles
• Formulation de béton des piles
• Ciment CEM II/B 370 kg/m3
• e/c=0,5
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
6
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ETUDE DES PILES DU PONT DE RÉ
Hauteurs : 3 zones Hauteur 1m
Largeur 1m85
Zone 1
Zone 2
Zone 3
Expositions : 2 Faces FC et FG
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
Sélection des zones d'études
7
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Diagnostic de corrosion : 15 piles Durabilité (approche performantielle) : 10 piles Autopsies : 6 piles
INVESTIGATIONS DES PILES DU PONT DE L'ILE DE RÉ
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
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1 - DIAGNOSTIC DE CORROSION
(0) 1 2 3 4 5 6 7
Archives (bureau)
Nettoyage Inspection visuelle
Détection des
armatures (radar)
Connexion à l'armature
Résistivité du béton
(RESI)
Potentiels des
armatures (CANIN)
Vcorr des armatures (GalvaPulse)
+ enrobages
Les diagnostics de corrosion ont été effectués pendant 3 ans
Plans de ferraillage
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
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Situation alarmiste si utilisation des référentiels d'interprétations ASTM C876, COST 509 ou RILEM TC154
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Littérature en fonction de l'état hydrique du béton
Sec : Ecorr = -200 à +100 mV Saturé en eau sans oxygène : Ecorr = -1000 à -900 mV
Analyse des cartographies iso-potentiel de corrosion Evolution des mesures suivant un gradient vertical
~-700 mV ~-700 mV Hypothèses
Pas uniquement lié à un phénomène de corrosion Directement lié au phénomène de marnage
• Création de gradients de teneur en eau et en oxygène dans le béton
PG-FC-Eté 2016
~-700 mV
~-250 mV
Les normes et recommandations
pour l'interprétation des potentiels ne sont pas adaptés
pour les ouvrages en milieu maritime (≠ atmosphérique)
INTERPRÉTATIONS DES VALEURS DE POTENTIELS
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
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INFLUENCE DES SAISONS SUR LES VALEURS DE POTENTIELS
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
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FIABILISATION DES CARTOGRAPHIES DE POTENTIELS
He
igh
t (m
CM
)
-600 -500 -400 -300 -200 -100 -700
Potential (mV, Cu/CuSO4)
4,5
5
5,5
6
6,5
7
Modélisation des potentiels
(sain)
Carto
fiabilisée
Carto
brute
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
Mise au point d'une méthodologie de fiabilisation
des cartographies de potentiels de corrosion
sur ouvrage maritime
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2 - ETUDE DE DURABILITÉ
Approche "performantielle"
Indicateurs de durabilité :
Diffusion des ions chlorure
Porosité à l'eau
Perméabilité au gaz
Résistivité électrique
Résistance à la compression
Témoins de durée de vie :
Front de carbonatation (4 carottes)
Profils en ions chlorure (51 carottes)
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
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PROFILS EN IONS CHLORURE ET ENROBAGES
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
Analyse des profils en ions chlorure couplée enrobages
localisation des zones à risques
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PILE ACTIVE Zone anodique détectée sans défaut visuel
Cartographie de potentiel
fiabilisée
Ions Cl- au niveau des
aciers
Etat visuel des aciers
Pas de défaut
visuel !
Oui
Piqûres
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PILE PASSIVE
Cartographie de potentiel
fiabilisée
Ions Cl- au niveau des
aciers
Etat visuel des aciers
Non
Non
Non
3 - AUTOPSIES
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
Il peut y avoir corrosion sans défauts visuels sur le parement
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CONCLUSIONS : VALORISATIONS DU PROJET DÉCOF-RÉ
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Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
Lucas Bourreau Diagnostic de corrosion sur ouvrage - Fiabilité et aide
à la décision, Thèse de l'Université de Nantes, 2017.
Bourreau L, Bouteiller V, Schoefs F, Gaillet L, Thauvin B, Schneider J,
et al. On-site corrosion monitoring - reliability. Materials, Systems and
Structures in Civil Engineering Conference, Segment on
Electrochemistry in Civil Engineering; 22-24 August 2016; Technical
University of Denmark, Lyngby, Denmark 2016.
40th IABSE Symposium, Tomorrow’s Megastructures; 2018 19-21
September 2018; Nantes, France
Bouteiller V, Bourreau L, Gaillet L, Schoefs F, Thauvin B,
Schneider J, editors. Presentation of the French Project DéCoF-
Ré.
Bourreau L, Gaillet L, Bouteiller V, Schoefs F, Thauvin B,
Schneider J, editors. Better understanding of tide’s influence
on half-cell potential and electrical resistivity measurements for
reinforced concrete in marine environment.
Bourreau L, Bouteiller V, Schoefs F, Gaillet L, Thauvin B,
Schneider J, et al., editors. Uncertainty assessment and
decision from concrete electrical resistivity measurements on a
coastal large bridge.
Bourreau L, Bouteiller V, Schoefs F, Gaillet L, Thauvin B, Schneider J,
et al. Uncertainty assessment of concrete electrical resistivity
measurements on a coastal bridge. Structure and Infrastructure
Engineering. 2019:1-11.
Bourreau L, Gaillet L, Bouteiller V, Schoefs F, Thauvin B, Schneider J,
et al. Spatial identification of exposure zones of concrete structures
exposed to a marine environment with respect to reinforcement
corrosion. Structure and Infrastructure Engineering. 2019:1-9.
Livrables du projet DéCoF-Ré
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Un partenariat fructueux entre scientifiques, ingénieurs et maitre d'ouvrage
Une base de données unique et riche (diagnostic de corrosion + étude de
durabilité + autopsies)
Méthodologie de fiabilisation des données de potentiels pour des ouvrages
maritimes
D'autres interprétations à venir (variabilité spatiale)
Conclusions dépendent des données d'entrée (durabilité ou corrosion)
Pas d'information d'évolution dans le temps
Difficulté d'interprétation des vitesses de corrosion (essais croisés laboratoire
nécessaires)
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CONCLUSIONS
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
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ETAPES SUIVANTES
Données
o REX Corrosion et Approche performantielle et autopsies : certains
résultats seront versés au PN PERFDUB
Ouvrage
o Préconisation de solutions de réparations et essais pilotes
o Diagnostic du tablier
o Evolution dans le temps
A moyen terme
o Réflexion sur l'utilisation de capteurs pour déterminer l'évolution
de la corrosion avec le temps Corrosion Health Monitoring
Contexte et objectifs Présentation Corrosion Durabilité Autopsies Conclusions Poursuites
Merci de votre attention !
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