LE BILAN DES 20 ANS PASSES

en matière de pathologies internes du béton

Bruno GODARTInstitut Français des Sciences et Technologies

des Transports, de l’Aménagement et des Réseaux

Colloque LE PONT 14 et 15 Octobre 2015

Bref Historique…

: Découverte de l’alcali-réaction aux USA par

Stanton (Chaussées en Californie) :Stanton, T.E.: Expansion of concrete through reaction between cement

and aggregate. American Society of Civil Engineers, Proceedings 66,

1781–1815 (1940)

1977 : Premier article sur l’alcali-réaction en

France dans le BLPC n° 90 par Lesage et Sierra

(Barrage du Chambon).

Début des Années 1980 : Expertise des Ouvrages

du Transgabonais par André Le Roux du LCPC

…. (bétons à base de granulats de Brix….)

Mais phénomène jugé marginal par la profession…

Bref Historique…

1987 : Premiers ponts diagnostiqués comme atteints de

RAG sur l’autoroute A4 : PS 24, 25 et 32, puis pont de

Nanteuil-lès-Meaux

PS 24 en cours de

déshabillage avant

explosion…

1989 : Prise de conscience…

Le Directeur des Routes crée un comité

technique pour prévenir la pathologie…

1991 : le LCPC publie les recommandations provisoires

pour la prévention des désordres dus à l’alcali-réaction

1994 : Le LCPC publie les Recommandations pour la

Prévention des Désordres dus à l’Alcali-Réaction

accompagnées du Guide Dossier Carrière (Sous la

Direction de A. Le Roux et B. Godart)

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1995 : En

parallèle, le

diagnostic des

OA atteints de

RAG avance en

France…

Carte de

localisation des

désordres dus

à la RAG

1997 : Premier Pont atteint de réaction sulfatique

interne : le Pont d’Ondes

Divet L., Guerrier F., Le Mestre G. (1998). “Existe-t-il un risque de

développement d’une réaction sulfatique d’origine endogène dans

les pièces en béton de grande masse ? Le cas du pont d’Ondes”,Bulletin des laboratoires des Ponts et Chaussées, n° 213, 59-72.

Le pont d’Ondes sur

la Garonne

Vue en 2005 de l’extrémité du

chevêtre après traitement en 1995

1997 : le LCPC

publie la méthode de

détermination de

l’indice de fissuration

d’un parement de

béton

(Sous la Direction de

M. Michel et P. Fasseu

du LRPC de Lille)

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Mesure de l’indice de fissuration

1998 : La courbe de gonflement de C. Larive

Courbe typique de gonflement (forme en S) - C. Larive

Phase de latence

tlat : période de latence

tcarac : temps caracteristique

b : gonflement asymptotique

b

Larive, C.: Apports combinés de l’expérimentations et de

la modélisation à la compréhension de l’alcali-réaction et

de ses effets mécaniques. LCPC, OA28 (1998)

1999 : le LCPC

publie le manuel

d’identification des

RGI pour aider les

gestionnaires d’OA à

reconnaître les

symptômes…

(Sous la Direction de

B. Godart)

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2003 : Le LCPC

publie un guide

pour aider les

gestionnaires à

gérer leurs

ouvrages

malades de RGI

(Sous la direction

de B. Mahut)

Principes du diagnostic

Deux grands types d’investigations techniques:

Suivi in situ de l’expansion de la structure et de sa

fissuration avec le temps

Analyses en laboratoires de carottes prélevées sur la

structure (pétrographie, MEB, essai d’expansion, ...)

Compte tenu de la gestion d’un parc d’ouvrages,

et considérant le coût de ces diverses techniques,

le guide recommande d’adopter une méthodologie

progressive qui est fonction de l’état apparent de

l’ouvrage et de la vitesse d’évolution de ses

désordres.

Les cinq étapes de la méthodologie

1. Priorisation (classification des ouvrages)

2. Evaluation initiale Caractérisation de la fissuration

Instrumentation pour le suivi des déformations

Programmation des mesures

3. Surveillance

4. Recherche des causes des désordres Echantillonnage

Analyse en laboratoire des échantillons et diagnostic

5. Prévision de l’évolution Essais d’expansion résiduelle

Recalcul spécifique (modèle chémo-mécanique)

Essai d’expansion résiduelle

1997 : Méthode d’essai

pour l’AR (LCPC n°44)

2007 : Méthode d’essai

pour la RSI (LCPC n°67)

2007 : Publication

par le LCPC des

recommandations

pour la prévention

des désordres dus

à la RSI

(Sous la Direction

de L. Divet et B.

Godart)

2009 : le LCPC

publie un guide sur

les méthodes de suivi

dimensionnel et de

suivi de la fissuration

des structures

(Sous la direction de

B. Godart)

2010 : le LCPC

publie des

Recommandations

provisoires sur la

réparation et la

protection des

ouvrages atteints de

RGI

(Sous la Direction de

D. Germain CETE

Lyon)

Exemple d’application de la

méthodologie de gestion à un

parc d’OA en Bretagne

(Doc de B. Thauvin – LRPC de St-Brieuc)

Exemple d’application

Ce parc Breton comporte 58,6% d'ouvrages en béton armé

et 41,4% d'ouvrages en béton précontraint tous construits

entre 1964 et 1994

Exemple d’application

70 ouvrages sont suivis par indice de fissuration (IF). Au

total, 86 bases d'IF ont été implantées

Répartition des parties d’ouvrages suivies en Bretagne

Exemple d’application

Distribution des IF par niveau d'intensité pour les ouvrages de

Bretagne

Exemple d’application

Distribution des IF par partie d'ouvrages

Exemple d’application

A l'issu de la période de suivi initiale, l'application du

guide (étape 3: suivi) conduit au résultat suivant pour le

cas particulier des ouvrages du Finistère :

-- arrêt du suivi pour 49 parties d'ouvrages (structures

peu endommagées et évoluant peu) ;

-- poursuite du suivi avec une périodicité de 3 mois à 1 an

pour une partie d'ouvrage (structure endommagée et

évoluant) ;

-- poursuite du suivi avec une périodicité de 3 ans pour 7

parties d'ouvrage (structures endommagées mais

évoluant peu).

Autoroute A26 : Bilan de 25 Ans de

gestion des 253 OA potentiellement

affectés par des RGI

(D’après M. Brouxel de CONCRETE)

Sur 253 ouvrages :

- 18 ne sont pas susceptibles d’être affectés par

une réaction de gonflement interne

- 182 sont dans un état de fissuration

acceptable (fissuration inférieure à 0,3 mm/m),

- 39 sont dans un état « moyen » (fissuration

comprise entre 0,3 et 0,6 mm/m)

- 4 sont particulièrement dégradés (fissuration

supérieure à 0,9 mm/m)

Le nombre d’ouvrages dégradés n’a pas ou peu

évolué au cours des 10 dernières années

Les travaux réalisés ont permis de limiter l’évolution

des désordres.

CONCLUSION ET BILAN GENERAL

Depuis 1987, tous les aspects de la problématique de la

RGI ont été abordés et traités :

Prévention (en premier !)

Diagnostic (Inventaire, inspection, auscultation,

monitoring, expertises en laboratoire,…)

Pronostic (Modélisation)

Gestion d’un parc d’ouvrages malades

Traitement (Réparation, renforcement, protection)

Et en parallèle la Recherche a avancé et continue….

CONCLUSION ET BILAN GENERAL

Bilan Positif de la Prévention

Depuis 1994 : aucun ouvrage construit après 1994 selon

les Recommandations du LCPC n’a été découvert atteint

d’alcali-réaction

Depuis 2007 : aucun ouvrage construit après 2007 en

appliquant les Recommandations du LCPC n’a été

découvert atteint de réaction sulfatique interne…

Au niveau européen : Convergences de vue difficiles sur

la RAG et le néant en matière de RSI…

CONCLUSION ET BILAN GENERAL

Bilan de la Gestion

Depuis 1987 : une dizaine d’ouvrages ont été détruits et

remplacés (pas seulement pour des raisons techniques) :

• PS 32 sur la Bretelle de l’A4 vers Meaux

• PS 24 sur l’A4 à Coutevroult

• PI 103 à Lille (Autoroute Lille-Gand / VRU)

• PS 18 sur l’A4 (Accès à EuroDisney)

• Pont de Cercy-La-Tour sur l’Aron (Nièvre)

• Passerelle G sur le Périph de Lille

• Passerelle d’Auxerre sur l’Yonne (1911)

• Pont de Nanteuil-lès-Meaux

• PI 7 de l’A22

• Pont suspendu de Terenez

CONCLUSION ET BILAN GENERAL

Bilan de la Gestion (suite)

Environ 4 à 500 ponts sont atteints de RGI, dont la majorité

dans le Nord de la France.

Au moins 5 barrages sont atteints, dont la barrage du

Chambon qui a fait l’objet de deux campagnes de sciage et

d’une campagne récente de renforcement par précontrainte.

La plupart des ouvrages font l’objet d’un suivi. Un nombre

non négligeable d’ouvrages ont cessé de gonfler.

Il n’y a pas de solution fiable de réparation, mais il existe

des techniques pour ralentir l’évolution des désordres,

voire les arrêter.

La modélisation et le recalcul de ces OA restent un défi…

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