Journées techniques Ouvrages d’Art 2013actions-incitatives.ifsttar.fr/fileadmin/uploads/recherches/semin... · Auscultation des câbles de précontrainte du VIPP de Rosbruck par

Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2013

Georges BURRIER (CETE EST/ LRPC Nancy)Maël PORTIER (Conseil Général de La Moselle)


6 juin 2013

Journées techniques Ouvrages d’Art 2013Dijon, Mercredi 05 et Jeudi 06 juinDijon, Mercredi 05 et Jeudi 06 juin

Auscultation des câbles de précontrainte du VIPP de Rosbruck par technique de mesure de flux

électromagnétique



1. Présentation du projet Cure Modern (INTERREG IV)

2. Objectifs / Partenaires

3. Programme europééen et financements

4. Construction du projet

5. Pésentation de l‘auscultation du pont de Rosbruck

6. Présentation de la méthode MFL

SOMMAIRE



Présentation du projet Cure Modern (INTERREG IV)



Contexte

Un patrimoine historique, culturel et religieux lorrain à préserver.



La Grande Région, terre d‘échange et d‘infrastructures

Réseau important d'infrastructures de transport :

Infrastructures autoroutières

Sillon Mosellan (A31,…), Autoroute A4A1, A6, A8, A620 (Allemagne)

Infrastructures ferroviaires

Construction de la dernière phase du TGV Est Européen en cours



Objectif du projet : Optimisation de la gestion des ouvrages



Contrôle de fondations

Auscultation Radar de chaussées

Epreuves d’ouvrages

Mise sous surveillance d’ouvrages

D‘avantage de contrôles pour des constructions durables



Photos 2D et 3D capturés par un système de drone

Drone à 8 rotors

Fourniture de Photos/ Vidéos et données couplées à des capteurs

Survol autonome de bâtiments, Ponts, infrastructures industrielles

Modélisation 2D/3D de Bâtiments, Ponts avec les données fournies par le droneInspection pour le monitoring d’infrastructures



Drones (IZFP Sarrebrücken)

Plate-forme octocoptère Plate-forme quadrocoptère pour survol d‘intérieurs et survol de petits surfaces exterieures





Contrôles par appareils radars et Ultrasons



Objectifs

• Création d’un réseau transfrontalier durable de partenaires spécialisés

dans les contrôles non-destructifs à haute technologie.

• Mise en Oeuvre et applications de nouvelles techniques de contrôles non-

destructifs modernes dans le domaine des infrastructures (Routes,

Constructions en béton armé ou précontraint,…)

• Création d‘une base de données transfrontalière permettant de mieux

superviser l‘état des infrastructures et des monuments historiques

• Procédés et techniques pour l‘élaboration de recueils de données 3D sur

l‘état du patrimoine de la Grande Région



Objectifs (suite)

• Mâitrise des ressources pour les transports et la protection de

l‘environnement (Loi Grenelle 2)

• Mener des applications communes sur le territoire de la Grande Région

• Réussir à développer un axe de développement économique pour les

PME et PMI de la Grande Région

• Offrir de nouvelles oppurtunités de recherches dans le domaine de

l‘enseignement supérieur de la Grande Région

• Renforcement du travail collaboratif transfrontalier



Les partenaires



Programme européen INTERREG IV A Grande Région

• http://www.interreg-4agr.eu/fr

• Le programme Interreg dans l'Union Européenne:

– L'objectif 3 de la politique de cohésion européenne, la Coopération Territoriale

Européenne, communément appelé INTERREG, constitue un des leviers de

cette politique pour la période 2007-2013. Il est financé par le Fonds Européen

de Développement Régional (FEDER).

• Le programme Interreg dans la « Grande Région »:

– Le programme INTERREG IV A Grande Région vise à renforcer la coopération

transfrontalière par la réalisation de projets locaux et régionaux entre opérateurs

issus des territoires qui composent la Grande Région.

• AXE 1 : L'Economie / Mesure 1.1 Soutien à l’innovation



Territoire d’intervention



Financements

Montant total du projet: 1 Million d’euros

Izfp : 474 160,09.€

SAARLAND: 204 337,80 €

LORRAINE: 300 857 €

RHEINLAND-PFALZ: 107 395,29 €

Financement : 50 % par le FEDER via le programme Interreg IV

Montant FEDER mobilisé : 474.160,00 €

DUREE DU PROJET: 3 ANS



Site internet du projet: http://cure-modern.eu/de/projekt



Les actions en cours

Expertise d’étanchéité pour le château de Malbrouck (CG 57) (Thermographie, Mikrowelle, Radar, Mikrokopter, BetoScan)

Contrôle de câbles de précontrainte du pont de Rosbrück (CG 57)

Grumbachtalbrücke (Mikrokopter, vorab Test im Labor)

Eglise de Rilchingen-Hanweiler (Radar, Ultraschall)

Auscultation du B51/ Mettnicher Talbrücke (BetoScan)

Expertise Eglise Ste Thérèse (Mikrokopter, evt. OSSCAR, Thermographie)

Auscultation RADAR d‘un tronçon de RD pour le CG 57

Préparation journée franco-allemande en Mars 2014



Carte des actions en cours

Fig. 2 Présentation de l’applicaton mapping développée par UNI KAISERSLAUTERN

Mise en place de la base de données

Visualisation d‘une application mapping



Pont de Rosbruck : localisation

•• Pont de Pont de RosbruckRosbruck

•• voie portvoie portéée : e : D603 au P.R. 72+1393D603 au P.R. 72+1393

•• voie franchie : voie franchie : Voies SNCFVoies SNCF–– 2 voies 2 voies éélectrifilectrifiéées (TGV, ICE, Fret,...)es (TGV, ICE, Fret,...)–– 1 embranchement d1 embranchement d’’accaccèès au triages au triage



Pont de Rosbruck : description

•• Type : VIPP ( Construit en 1952 )Type : VIPP ( Construit en 1952 )•• PortPortéée : 47,25 m ( 1 trave : 47,25 m ( 1 travéée )e )•• Largeur : 14,60 m ( 8 poutres )Largeur : 14,60 m ( 8 poutres )•• Biais : 44,01 gonBiais : 44,01 gon



Pont de Rosbruck : historique

•• AnnAnnéée de construction 1952.e de construction 1952.

•• 14 f14 féévrier 1977vrier 1977 : inspection d: inspection déétailltailléée re rééalisaliséée par le LRPC de Nancye par le LRPC de Nancy ::–– CulCulééeses : tassement des terres derri: tassement des terres derrièère les mur de front.re les mur de front.–– StructureStructure : apparition des sections des câbles de pr: apparition des sections des câbles de préécontraintes au droit des cachetagescontraintes au droit des cachetages ;;–– Appareils dAppareils d’’appuisappuis : d: dééplacements avec placements avec éécrasement.crasement.

LL’’ouvrage prouvrage préésente un dsente un dééfaut dfaut d’é’étanchtanchééititéé ggéénnééral, surtout au niveau des culral, surtout au niveau des culéées oes oùù il nil n’’y a aucun joint de y a aucun joint de chausschausséée pre préésent.sent.

•• 1 d1 déécembre 1980cembre 1980 : inspection d: inspection déétailltailléée de le de l’’ouvrage par le LRPC de Nancy :ouvrage par le LRPC de Nancy :

LL’’ouvrage est en butouvrage est en butéée cote cotéé Merlebach.Merlebach. On relOn relèève aussi une dve aussi une dééformation importante des nformation importante des nééoproprèènes, des nes, des ééclatements du bclatements du bééton par effets de compression sur les corniches. Essais dton par effets de compression sur les corniches. Essais d’’adhadhéérence sur lrence sur l’’intrados du intrados du tablier, les rtablier, les réésultats prsultats préésentsentéés sont satisfaisants. s sont satisfaisants.

•• 8 f8 féévrier 1984vrier 1984 : inspection d: inspection déétailltailléée de le de l’’ouvrage par le LRPC de Nancy :ouvrage par le LRPC de Nancy :–– TablierTablier : d: déécollement entre hourdis et poutrescollement entre hourdis et poutres ; fissurations avec apparition des gaines de ; fissurations avec apparition des gaines de

prpréécontraintes transversalescontraintes transversales–– CulCulééee : : éécoulements dcoulements d’’eau avec preau avec préésence de stalactites activessence de stalactites actives ;;–– Appareils dAppareils d’’appuisappuis : glissement, d: glissement, dééformations.formations.

Les fissures au niveau du hourdis infLes fissures au niveau du hourdis inféérieur indiquent un drieur indiquent un dééfaut de la prfaut de la préécontrainte transversale. Les fils de contrainte transversale. Les fils de prpréécontraintes transversales sont parfois visibles et sont corrodcontraintes transversales sont parfois visibles et sont corrodéés. Le ds. Le dééplacement des appuis et placement des appuis et surement dsurement dûû àà un tassement dun tassement d’’une des culune des culéées. Il est stipules. Il est stipuléé que lque l’é’étanchtanchééititéé ggéénnéérale prrale préésente des sente des ddééfauts importants. fauts importants.

•• 6 ao6 aoûût 1985t 1985 : arrêt: arrêtéé prprééfectoral interdisant le passage de convois exceptionnels.fectoral interdisant le passage de convois exceptionnels.



•• 2 septembre 19852 septembre 1985 : inspection d: inspection déétailltailléée de le de l’’ouvrage par le LRPC de Nancy :ouvrage par le LRPC de Nancy :les dles déécollements entre les hourdis et les poutres sont identiques collements entre les hourdis et les poutres sont identiques àà ll’’intintéérieur des caissons. On peut rieur des caissons. On peut

considconsidéérer que la prrer que la préécontrainte est actuellement pratiquement hors dcontrainte est actuellement pratiquement hors d’’usage. usage.

•• 16 ao16 aoûût 1986t 1986 : inspection de la pr: inspection de la préécontrainte de lcontrainte de l’’ouvrage par le LRPC de Nancy :ouvrage par le LRPC de Nancy :–– Câbles transversauxCâbles transversaux : mauvaise disposition, aucune : mauvaise disposition, aucune éétanchtanchééititéé, , éécoulements dcoulements d’’eau.eau.–– Câbles longitudinauxCâbles longitudinaux : : éétat impeccable des câbles internes aux poutres. tat impeccable des câbles internes aux poutres. –– Carottage du bCarottage du béétonton : mauvaise adh: mauvaise adhéérence au niveau des reprises de brence au niveau des reprises de béétonnage.tonnage.

•• 19881988 : installation du dispositif de d: installation du dispositif de déétection et de surveillance du hourdis au dessus des voies SNCF.tection et de surveillance du hourdis au dessus des voies SNCF.

•• 19921992 : r: rééfection de lfection de l’é’étanchtanchééititéé par lpar l’’entreprise Freyssinetentreprise Freyssinet

•• 19921992 : d: déémolition partielle du hourdis par lmolition partielle du hourdis par l’’entreprise entreprise DemathieuDemathieu et Bard.et Bard.

•• -- novembre 1998novembre 1998 : inspection d: inspection déétailltailléée de le de l’’ouvrage par le LRPC de Nancy :ouvrage par le LRPC de Nancy :

LL’’inspection a notinspection a notéé ll’’apparition de fissures inclinapparition de fissures inclinéées sur les âmes des poutres. Elles suivent les traces sur les âmes des poutres. Elles suivent les tracéés des s des câbles de prcâbles de préécontrainte. La prcontrainte. La préésence de calcite montre la prsence de calcite montre la préésence dsence d’’eau. Celleeau. Celle--ci sci s’’infiltrerait par les infiltrerait par les sabots dsabots d’’ancrage localisancrage localiséés sous la chausss sous la chausséée.e.

•• 20002000 : remplacement de la pr: remplacement de la préécontrainte transversale par lcontrainte transversale par l’’entreprise entreprise DemathieuDemathieu et Bard. et Bard.

•• 2 janvier 20012 janvier 2001 : notation de l: notation de l’’ouvrage par la COAouvrage par la COA : 2: 2





• 10 février 2003 : inspection de la précontrainte de l’ouvrage par le CETE :– Culée : Fissures calcifiées;– Appareils d’appuis : écrasement et déplacements.– Tablier : fissures calcifiées ;

le désordre le plus important semble être les infiltrations d’eau relevées entre les ailes des poutres et le hourdis supérieur.

• 6 novembre 2012 : inspection détaillée

Procédure de surveillance à mettre en place avec l’étude de la diminution de la limitation de tonnage et de la reconstruction de l’ouvrage.

Notation : 3U



Pont de Rosbruck : Etat actuel



Etat actuel



Etat actuel



Pont de Rosbruck : Auscultation

• Objectifs de l’intervention :– Conformité de la position des armatures par rapport aux plans d’exécution,– Détection des ruptures de câbles de précontrainte,– Essai de nouvelles méthodes d’auscultations non destructives.

• Périmètre :– La poutre P7, la plus dégradée lors de la dernière inspection, et les

entretoises E1 et E2 seront auscultées. Voir plan intrados.

• Descriptif de l’auscultation :– L’auscultation de l’ouvrage se déroulera en deux temps :

– 1ère étape 28 et 29 mai • Localisation des armatures et câbles de précontraintes. Elle se fera à

l’aide de radar permettant de détecter la position et le diamètre des armatures. Cette intervention se déroulera sur deux jours.

– 2ème étape (semaine 27) : • Détection des ruptures dans les câbles de précontraintes avec la

technique MFL. Cette intervention se déroulera sur deux ou trois jours.









Modélisation de l’ouvrage

Modélisation de l‘ouvarge par l‘université de Kaiserslautern



Magnetic Flux Leakage (MFL)

Mise en oeuvre par IZFP SarrebrückenPrincipe

Deviation du champ magnétique sous l‘effet d‘un défautchamp de fissuration

Lignes

de champs

Distorsion

du flux

magnétique

au

niveau

de la fissure




Direction de sensibilitéI

I

H

H

H

L‘orientation du champ magnétique et le capteur definissentla direction de la fissure détectable

Mesures

Fissure détectable

Fissure détectable

Fissure détectable




photo

MFL scan

Détections de Fissures

high gradient

low gradient

1 cm



Fissures

comb-style sensor




Fissures sur différentes dents

Fissures sur la circonférence extérieure

…

Sign

al [a

.u.]




img sources:left: http://www.metallurgist.com/images/WireRopeFailure/WireRopeFailure2_LARGE.jpgright: http://www.forensic.cc/images/02861m.jpg

MFL in FilameNDT

Détection de défauts externes



spi

MFL in FilameNDT

Principe général pour les câbles

source: KÜNDIG AG (without additional labels)

ElectroaimantBobines ou sondes de Hall



Bruch

Signal

Champ magnétique

Composante transversale de la densité de flux magnétique

MFL in FilameNDT



RissMagnetfeldsensor

Probe

Signal

FeldlinienStreufeld

ZfP Methode: Magnetischer Streufluss (Magnetic Flux Leakage)



Diagnostic des câbles de précontrainte

Tête de scanner magnétique rotatifVitesse de rotation: 2HzVitesse linéaire: 720m/hDiamètre du rotor: 3.5m

Capteurs magnétiques

Enregistrement des capteurs

Application: Rupture des armatures de précontrainte

electroaimant

Tête de scanner rotatif

Résultats de mesures sur un tablier de pont précontraint

Câbles de précontrainteruptures ……

Source: Klaus Szielasko and Albert Kloster, IZFP Saarbrücken



Conclusion

• Le Projet Cure Modern permet de fédérer les compétences de chacun des partenaires pour développer des applications innovantes et faire progresser le niveau de prestation dans le domaine des contrôles non-destructifs.

• Les résultats des investigations faites avec la technique MFL pourront être commentées lors des JOA 2014.



Merci pour votre attentionMerci pour votre attention

Documents

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