En plus de la détérioration des matériaux qui composent la structure d’un pont, il est courant d’observer la rupture de certains éléments en béton comme les poutres extérieures du tablier. Il est généralement dû à une collision provoquée par un véhicule plus large qu’autorisé ou par des camions dont le conducteur a oublié d’abaisser la benne. Compte tenu de cette situation, il est possible de prévoir des travaux d’entretien et de réparation sur ces éléments, afin de causer le moins de dommages possible au reste de l’infrastructure. Ainsi, nous analyserons quelques méthodes qui pourraient permettre de récupérer la capacité et la résistance d’un faisceau endommagé. Selon la gravité des dommages causés, différents types de réparation peuvent être effectués.

Réparations et renforts

Lorsque l’on est en présence d’un ouvrage présentant des signes de pathologie, et avant d’envisager une réparation ou un renforcement, il convient de réaliser une étude détaillée qui doit permettre : – de détecter la nature, l’importance et l’origine des troubles et d’en prévoir la évolution possible, – déterminer l’état de l’ouvrage : capacité portante, état et caractère des matériaux, ce qui nécessite un recalcul de l’ouvrage en tenant compte de la manière dont il a été effectivement construit et de nouvelles connaissances sur le comportement des matériaux qui ont pu être disparu lors de la construction de la structure. – choisir les méthodes de réparation ou de renforcement les plus adaptées. La décision de réparer ou de renforcer nécessite souvent des investigations poussées en laboratoire ou sur site qui visent à affiner la connaissance de certains paramètres pour mieux apprécier l’état de l’ouvrage. Il est possible de procéder à l’analyse des matériaux prélevés, de réaliser une scintigraphie pour détecter des vides dans les conduits ou des fils rompus, enfin de réaliser des essais in situ qui permettent de mesurer la tension des fils ou les efforts locaux dans un poutre défectueuse : méthode à l’arbalète ou méthode de relâchement des contraintes. L’étude de la structure en circulation permet de déterminer les fissures actives. Le guide de diagnostic et de suivi des précontraintes LPC VIPP [36] propose une méthodologie de diagnostic des précontraintes. Le choix des méthodes de réparation à envisager dépend naturellement de l’étendue des dégâts. Un premier groupe de mesures vise à rétablir la protection de la toiture et à enrayer la détérioration. Les dommages de surface dus au vieillissement du matériau, un défaut d’enduit ou d’application, voire une attaque chimique de surface, nécessitent des traitements de surface tels que le nivellement ou la régénération du matériau pour les trous ou les nids de pierre, assez importants.

– Il est indispensable de réparer la chape d’étanchéité pour s’assurer qu’aucune eau ne pénètre de la chaussée. – La restauration de la protection des armatures précontraintes comprend la réparation des joints et l’injection des gaines précontraintes. La deuxième opération est assez compliquée à réaliser. En effet, le remplissage des conduits avec le nouveau coulis d’injection est gêné par des bouchons du coulis d’origine qui obstruent les conduits. Plus l’injection d’origine est bonne, plus le nombre de tubes d’injection requis est important. – Il convient également d’injecter des fissures non actives d’ouverture supérieure à 0,3 mm pour éviter qu’elles ne soient sources de circulation d’eau. Rappelons que l’injection de fissures actives est illusoire sauf à effectuer une décompression par chargement avant injection ou une compression de la zone de fissure par précontrainte supplémentaire.

Échelle de réparation avec coulis

Efficace lorsque les impacts ont produit un écaillage sans dommage structurel. Dans ce cas, les opérations à effectuer sont, en général, les suivantes.

– Martelage à faible puissance des zones de béton dégradées.

– Jet d’eau puissant à haute pression et/ou sable de silice pour éliminer la rouille des barres d’armature.

– Brossage manuel des cadres avec une brosse à poils métalliques pour éliminer les traces de rouille.

– Passivation des armatures avec revêtement anticorrosion et couche d’accrochage pour armatures en béton, à base de ciment et de résines époxy modifiées, pâte de ciment renforcée avec des résines époxy et des inhibiteurs de corrosion

– Application d’un mortier à haute adhérence sans retrait pour remplir la surface et restaurer la géométrie initiale.

– Peinture de protection du béton, pour imperméabiliser la surface du béton avec une ou deux couches de peinture à base de résine.

Renforcement structurel de la poutre endommagée

En d’autres occasions, la poutre d’impact montre une rupture d’une partie de la poutre, y compris l’armature. Cette situation est plus grave que la précédente, mais, malgré tout, il est possible de récupérer la capacité portante de la poutre par les moyens suivants. Renfort de poutre. Il s’agit d’un système de placement d’attelle, utilisant la partie la plus étroite d’une poutre en T et la solidifiant par l’arrière. Ces travaux doivent être réalisés de nuit, lorsque le trafic est moins dense et permet des coupures totales avec déviation par voie alternative.

Renforcement de la structure en fibre de carbone

La feuille ou bandage en fibre de carbone est un matériau performant utilisé dans le domaine du renforcement structurel et qui résout la plupart des problèmes existants. Ce type de matériau est utilisé dans le renforcement des poutres de cisaillement, réalisant un revêtement en forme de U aux extrémités des poutres. Il peut également être utilisé comme renfort de poutre flexible, bien que dans ce domaine, il soit généralement remplacé par des stratifiés en fibre de carbone pour un plus grand confort. La résistance à la traction de la feuille de fibres de carbone est d’environ 4900 MPa et son module d’élasticité est d’environ 230 GPa. La grande majorité des ponts construits sont du type à double poutre en T, bien que dans les constructions récentes l’utilisation de poutres en auge pour la construction d’un pont à poutres soit très courante. Dans tous les cas, nous vous recommandons de visiter le post intitulé « 5 façons de renforcer une poutre que tout ingénieur devrait connaître » dans lequel d’autres méthodes de renforcement structurel sont détaillées.

Démolition de la poutre endommagée et remplacement par une autre

Lorsque l’endommagement de la poutre la rend irréparable, il n’y a pas d’autre alternative que de démolir l’élément et de le remplacer par un neuf. Il s’agit d’un problème très complexe, car ces travaux ont un impact très important sur le trafic routier, ainsi qu’un coût élevé. Si vous souhaitez en savoir plus sur l’entretien des ouvrages de voirie, n’hésitez pas à consulter le Master.

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