Le diagnostic des ouvrages de génie civil

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Le diagnosticdes ouvragesde génie civil

Manuelpour ingénieurs

civils

1993 724.456 f

Le diagnostic des ouvrages de génie civilManuel pour ingénieurs civils

Le diagnostic d’ouvrages est un élément primordialpour une planification à court, moyen et long terme,mais aussi un auxiliaire efficace de l’entretien desouvrages.Avec le présent manuel, l’ingénieur civil disposed’un outil précis pour le relevé de l’état d’unouvrage. La référence de base de ce manuel est lapublication N° 116/3 du LFEM (Laboratoire fédérald’essai des matériaux), actualisée, développée etcomplétée par différents exemples pratiques.

ContenuIl est important de bien connaître les mécanismesdes dégradations pour pouvoir apprécier l’état d’unouvrage: le manuel traite des dégâts les plus fré-quents et de leurs causes. Le but d’une auscultationdoit être défini de cas en cas, mais il faut aussi déli-miter les tâches de chaque intervenant. Le chapitreconsacré à la préparation d’une auscultation traiteen détail des problèmes de l’établissement desbases de travail, de la définition des buts et de laplanification générale de l’auscultation et de soninterprétation. L’auscultation proprement dite, avecles éléments pour la préparation détaillée, les basesde demandes d’offres pour des travaux de tiers, lepersonnel nécessaire, les fournitures et les mesuresde sécurité sont examinées de façon complète etpratique. Le chapitre consacré à l’évaluation donne,en liaison avec l’annexe A, des propositions pourune évaluation de l’état d’éléments de construction,propositions très proches de la pratique. Les tableauxde l’annexe A traitent des éléments de constructionen béton, en acier, en maçonnerie et en bois.L’annexe B propose un répertoire illustré des dégâtscaractéristiques des différents types et modes deconstruction. L’annexe C contient des check-listspour le relevé des dégâts lors d’un examen visuel.Pour terminer, l’annexe D présente la marche àsuivre pour un travail d’auscultation, ceci à l’aide detrois exemples pratiques.Avec ce manuel, l’ingénieur civil dispose ainsi d’unbon outil de diagnostic des ouvrages, complété parun grand nombre de renseignements pouvant l’aiderdans son travail quotidien.

ISBN 3-905234-56-4Edition originale: ISBN 3-905234-19-X

1993, 180 pagesN° de commande 724.456 f

Le diagnostic des ouvrages de génie civil

Manuel pour ingénieurs civils

Programme d'impulsions PI-BAT – Entretien et rénovation des constructionsOffice fédéral des questions conjoncturelles

Le présent manuel «Le diagnostic des ouvrages degénie civil – manuel pour les ingénieurs civils» a étéélaboré par un groupe de travail du programmed’impulsions PI-BAT – Entretien et rénovation desconstructions, groupe thématique génie civil.

Groupe de travail «Diagnostic desouvrages de génie civil»

Direction du groupe• Dr M. Ladner, ZTL, Horw/Uster

Membres du groupe• H. Bohnenblust, Ernst Basler & Partner, Zollikon• P. Hitz, Ernst Basler & Partner, Zollikon• Dr. M. Ladner, ZTL, Horw/Uster• P. Lehmann, CES Bauingenieure, Sarnen• Dr. R. Suter, Schindelholz & Dénériaz, Lausanne• A. Steiger, Beratende Ingenieure, Luzern

Groupe des experts• E. Braem, C. Zschokke AG, Zürich• M. Donzel, Bundesamt für Strassenbau, Bern• Dr J. Grob, Emch+Berger, Winterthur• Prof. Dr. M. Hirt, EPFL-ICOM, Lausanne• P. Kunz, EPFL-ICOM, Lausanne• Dr P. Lüchinger, Wenaweser+Wolfensberger,

Zürich• Prof. J. Schneider, ETHZ-IBK, Zürich• M. Tschumi, SBB GD, Bern

IllustrationsLes illustrations proviennent en partie des auteurs.Pour les illustrations tirées de publications, l’origineest mentionnée dans les légendes. Par ailleurs, lesinstitutions suivantes ont généreusement mis ungrand nombre d’illustrations à notre disposition, etnous tenons à les remercier très vivement:• CISO-OA, Neuchâtel• Eidg. Materialprüfungs-und Forschungsansalt,

Dübendorf• EPFL-IBAP, Lausanne• Proceq AG, Zürich• Technische Forschungs-und Beratungstelle,

Wildegg• Tiefbauamt des Kantons Luzern, Abteilung

Brücken-und Wasserbau• VSL Betonexpert, Bern

Suisse romande, édition francaise

Direction des coursRené Suter, Dr ès sciences techniques, Schindelholz& Dénériaz SA, Lausanne

Traduction• Wilhelm Birchmeier, Ingénieur, Lausanne• Markus Mooser, Ingénieur, Schindelholz &

Dénériaz SA, Lausanne

Saisie des textesEsther Schmitz, Schindelholz & Dénériaz SA,Lausanne

Mise en page et photocompositionConsortium DAC /City Comp SA, Lausanne etMorges

Nous tenons à remercier ici tous les spécialistes dela pratique, de l’enseignement et de la recherche quiont contribué à la réalisation du présent manuel parleurs avis compétents, ainsi que les entreprises quiont mis à notre disposition des documents et desillustrations.


Copyright © 1992 Office fédéral des questions conjonc-turelles, 3003 Berne.Reproduction d’extraits autorisée avec indication de lasource.Diffusion: Coordination romande du programme d’action«Construction et Energie», EPFL-LESO, Case postale 12,1015 Lausanne (N° de commande 724.431 f)

Form. 724 456 f 4.93 1000 U11790

ISBN 3-905234-56-4Edition originale: ISBN 3-095234-19-X

D’une durée totale de 6 ans (1990-1995), le pro-gramme d’action «Construction et Energie» se com-pose des trois programmes d’impulsions suivants:

PI-BAT – entretien et rénovation des constructionsRAVEL – utilisation rationnelle de l’électricitéPACER – énergies renouvelables

Ces trois programmes d’impulsions sont réalisés enétroite collaboration avec l’économie privée, lesécoles et la Confédération. Leur but est de favoriserune croissance économique qualitative. Dans cesens ils doivent conduire à une plus faible utilisa-tion des matières premières et de l’énergie, avecpour corollaire un plus large recours au savoir-faireet à la matière grise.

Le programme PI-BAT répond à la nécessité qu’il ya d’entretenir correctement les constructions de toustypes. Aujourd’hui une partie toujours plus grandedes bâtiments et des équipements de génie civilsouffrent de défauts techniques et fonctionnels enraison de leur vieillissement ainsi que de l’évolutiondes besoins et des sollicitations. Si l’on veut conser-ver la valeur de ces ouvrages, il y a lieu de les réno-ver, et pour ce faire on ne peut s’appuyer sur l’empi-risme. Le programme d’impulsions PI-BAT ne selimite pas aux aspects techniques et d’organisation,il s’étend également au cadre juridique, qui jusqu’iciétait essentiellement tourné vers les constructionsneuves. Le programme couvre ainsi les troisdomaines suivants: bâtiments, génie civil et pro-blèmes apparentés à la rénovation.

Si l’on veut conserver les qualités techniques etarchitectoniques de nos bâtiments et si l’on sou-haite préserver des quartiers, voire des villages, desconnaissances nouvelles doivent être apportéesaux nombreuses personnes concernées: proprié-taires, autorités, concepteurs, entrepreneurs et col-laborateurs de tous niveaux.

Cours, manifestations, publications, vidéos, etc.Les objectifs de PI-BAT seront poursuivis par l’infor-mation, la formation et le perfectionnement desfournisseurs et des demandeurs de prestationsdans le domaine de la rénovation. Le transfert deconnaissances est axé sur la pratique quotidienne;basé essentiellement sur des manuels et des cours,il comprend également d’autres types de manifes-tations. Le bulletin «Construction et Energie», quiparaît trois fois l’an, fournit des détails sur toutesces activités.

Chaque participant à un cours, ou autre manifesta-tion du programme, reçoit une publication spécia-lement élaborée à cet effet. Toutes ces publicationspeuvent également être obtenues en s’adressantdirectement à la Coordination romande du pro-gramme d’action «Construction et Energie» EPFL-LESO, Case postale 12, 1015 Lausanne.

Compétences

Afin de maîtriser cet ambitieux programme de for-mation, il a été fait appel à des spécialistes desdivers domaines concernés; ceux-ci appartiennentau secteur privé, aux écoles, ou aux associationsprofessionnelles. Ces spécialistes sont épaulés parune commission qui comprend des représentantsdes associations, des écoles et des branches pro-fessionnelles concernées.

Ce sont également les associations professionnellesqui prennent en charge l’organisation des cours etdes autres activités proposées. Pour la préparationde ces activités une direction de projet a été mise enplace; elle se compose de MM. Reto LANG, AndreasBOUVARD, Niklaus KOHLER, Gustave MARCHAND,Ernst MEIER, Andreas SCHMID, Dieter SCHMID, RolfSAEGESSER, Hannes WUEST et Eric MOSIMANNde l’OFQC. Une très large part des activités estconfiée à des groupes de travail, ceux-ci sont res-ponsables du contenu de même que du maintiendes délais et des budgets.

Documentation.

L’évaluation de l’état d’un ouvrage existant est unetâche particulièrement complexe qui exige, de lapart de l’ingénieur chargé de ce travail, des connais-sances de haut niveau. Le présent manuel doit luipermettre, dans un premier temps, de se familiari-ser avec ce domaine d’activité. Mais par la suite, cemanuel doit lui apporter une aide utile pour l’exé-cution de ses travaux. C’est la raison pour laquellele présent manuel est structuré selon l’ordre chro-nologique du déroulement des travaux.

Après l’introduction, un premier chapitre est consa-cré aux informations de base sur les mécanismes etles causes des dégâts les plus fréquents dans diffé-rents types de constructions. D’autres aides sontapportées dans les annexes, par des propositionspour établir une première évaluation de l’état d’élé-ments de construction, ainsi que par un répertoire


Avant-propos

des dégâts types. Le manuel se termine par desannexes comprenant des check-lists pour l’examenvisuel des ouvrages, ainsi que des exemples quimontrent diverses possibilités de marches à suivrepour arriver au diagnostic d’un ouvrage.

Le présent document a fait l’objet d’une procédurede consultation, il a été également soumis à l'ap-préciation des participants au premier cours pilote,ce qui a permis aux auteurs d’effectuer les modifi-cations nécessaires. Ceux-ci ont toutefois gardé leurliberté d’appréciation pour les questions où les avisdivergeaient. Ils assument donc aussi la responsa-bilité de leurs textes. Des améliorations sont encorepossible et des suggestions éventuelles peuventêtre adressées soit au directeur du cours, soit direc-tement à l’Office fédéral des questions conjonctu-relles.

Pour terminer nous tenons à remercier toutes lespersonnes qui ont contribué à la réalisation de laprésente publication.

Dr Heinz KneubühlerDirecteur suppléant de l’Office fédéral des questions conjoncturelles


1. Introduction 71.1 Généralités 91.2 Contenu objectif du manuel 101.3 Public-cible 111.4 Normes et prescriptions 11

2. Mécanisme et causes des dégradations 132.1 Introduction 152.2 Mécanismes de vieillissement et de dégradation spécifiques aux matériaux de construction 172.3 Charges utiles et charges de trafic 322.4 Actions du sol de fondation 352.5 Actions exceptionnelles 392.6 Conception, exécution, surveillance et entretien 412.7 Accroissement des exigences de confort 45

3. Buts et phases de l’auscultation 493.1 Buts 513.2 Phases d’une auscultation 52

4. Préparation de l’auscultation 614.1 Définition de la préparation 614.2 Bases de la préparation 614.3 But de la préparation 614.4 Déroulement de la préparation 624.5 Résultats des travaux préparatoires 70

5. Constat de l’état 735.1 Introduction 755.2 Planification et préparation détaillée 765.3 Constat de l’état in situ 815.4 Interprétation et présentation des résultats 87

6. Evaluation 896.1 Généralités 916.2 Bases de l’évaluation 926.3 Evaluation des résultats des auscultations 926.4 Evaluation sommaire de l’état de l’ouvrage 936.5 Découpage en parties d’ouvrages 946.6 Marche à suivre pour l’évaluation 956.7 Indications pour l’évaluation de l’état d’un ouvrage 96


Table des matières

Annexes A-D 101Annexe A Propositions pour l’évaluation de l’état d’éléments de construction 102Annexe B Dégâts types 111Annexe C Check-lists pour un examen visuel 137Annexe D Exemples 145

Publications du Programme d’impulsions PI-BAT 177


1.1 Généralités 9

1.2 Contenu et objectif du manuel 10

1.3 Public-cible 11

1.4 Normes et prescriptions 11

1. Introduction

7

1. Introduction

1.1 Généralités

Pour que des ouvrages existants puissent durer, ilfaut non seulement qu’ils aient été protégés et exé-cutés de manière irréprochable, mais il faut aussiqu’ils soient soigneusement surveillés, entretenuset rénovés. C’est peut-être une vérité tout-à-faitbanale, mais il a fallu du temps, essentiellement auxservices d’entretien et aux enseignants, pour recon-naître qu’il s’agissait là d’une condition indispen-sable. Dans divers milieux on a encore de la peineà admettre que l’entretien des ouvrages devienneune tâche de plus en plus importante pour les ingé-nieurs. Cela apparaît dans la pratique par une offreimportante de cours traitant du calcul et du dimen-sionnement des structures nouvelles. Par contre, ilexiste très peu d’offres de cours traitant de l’entre-tien et du comportement des ouvrages existants. Sil’on considère que l’entretien et la rénovation dupatrimoine bâti, dans les domaines du génie civil etdes bâtiments, représentent en Suisse des investis-sements de l’ordre de 4 à 8 milliards de francs parannée [1.2], l’importance économique de cettetâche apparaît alors beaucoup plus clairement.Comme les moyens mis à disposition pour ces tra-vaux doivent être utilisés aussi rationnellement quepour des ouvrages nouveaux, il est évident que laformation des responsables dans ce domaine doitêtre faite tout aussi sérieusement.

Le but du programme d’impulsions «Entretien etrénovation des constructions», est d’apporter unecontribution pour combler les lacunes dans cedomaine. Pour cela il faut que les connaissancesactuellement disponibles dans ce domaine soientaccessibles à un plus grand nombre d’intéressés, etceci au moyen d’études, par des groupes de travail,de sujets restreints particuliers pour lesquels il estpossible d’élaborer une vue d’ensemble.

Par ce moyen il n’est bien sûr pas possible de trai-ter l’ensemble d’un sujet de manière exhaustive,mais il est par contre possible de réunir les élémentsdisponibles, mais peu connus, d’un sujet bien déli-mité. Il sera ainsi possible aux ingénieurs de dispo-ser, dans ce domaine nouveau pour eux, desconnaissances professionnelles générales néces-saires. Des problèmes et des domaines spéciauxsont aussi traités, dans le cadre de ce programmed’impulsions, par d’autres groupes de travail, parexemple les travaux publiés dans les références [1.2à 1.5]. Par ailleurs il faut encore bien déterminer où

Ouvrages existants (selon [1.1])

Par ouvrage existant il faut entendre les ouvragesconstruits, et livrés dans le sens de l'art. 157 de lanorme SIA 188.Par ouvrage on peut entendre soit un ouvrage com-plet, soit une partie d'ouvrage.

1. Introduction

9

1. Introduction

Tableau 1.1: Définition

Définitions (selon la recommandation SIA 169)

Maintenance: ensemble des mesures permettant deconstater, d'apprécier et de conserver l'état d'unouvrage.Entretien: mesures propres à conserver et à rétablirl'état exigé de l'ouvrage.Entretien spécialisé: mesures propres à rétablirl'état exigé de l'ouvrage.Renouvellement: renforcement ou remplacement detout ou partie de l'ouvrage.

Tableau 1.2: Terminologie

existent actuellement encore des limites et desquestions non résolues; cela devrait stimuler desdiscussions et montrer quelles pourraient être lessolutions d’avenir.

1.2 Contenu et objectif du manuel

Le présent manuel traite du diagnostic desouvrages de génie civil, mais aussi des structuresde bâtiments. Il apparaît aujourd’hui indispensablepour l’entretien d’un ouvrage, de disposer toutd’abord d’une bonne image de son état actuel. A cetitre et afin de préparer aux travaux nécessairespour atteindre cet objectif, le chapitre 2 donne enpremier lieu un vue d’ensemble des dégâts les plusfréquents, et des mécanismes à l’origine de cesdégâts. Les buts à atteindre et les phases à distin-guer lors d’auscultations, constituent les points trai-tés dans le chapitre 3. Dans ce chapitre il est égale-ment question du problème de la répartition destâches entre les différents participants à une aus-cultation, y compris les tâches dévolues au man-dant. Des indications au sujet des travaux prépara-toires d’une auscultation sont données dans lechapitre 4. Des indications sur la marche à suivrelors d’une auscultation sont données dans le cha-pitre 5. L’appréciation des résultats d’une ausculta-tion constitue la matière du dernier chapitre Lesannexes A1 à A4 contiennent des propositions pourl’évaluation de l’état d’ouvrages ou de partiesd’ouvrages en béton, en métal, en maçonneries eten bois.

L’annexe B montre, à l’aide d’un répertoire dedégâts types, quels sont les dégâts les plus fré-quents pour les différentes sortes de constructions.Les check-lists de l’annexe C devraient permettred’éviter l’oubli d’un point essentiel lors d’un exa-men visuel; mais elles donnent aussi des indica-tions sur les moyens auxiliaires à utiliser, ainsi queles résultats qu’il est possible d’en tirer. Des indica-tions au sujet d’autres contrôles possibles, qui doi-vent permettre d’obtenir des renseignements com-plémentaires, sont également données dans cetteannexe. Pour terminer, l’annexe D présente à l’aided’exemples choisis dans les domaines des ponts etdes tunnels, représentatifs de tous les autres typesde constructions, le déroulement d’un travail dediagnostic.

1. Introduction

10

1. Introduction

11

Lors de l’élaboration des différents chapitres il a étéjugé bon, pour autant que possible, de composerdes chapitres pouvant être lus indépendammentdes autres. Les auteurs sont conscients que cela aconduit à certaines répétitions.

1.3 Public-cible

Le diagnostic d’ouvrages de génie civil est unetâche particulièrement ardue, complexe et degrande responsabilité, elle doit donc être effectuéepar un ingénieur expérimenté.

Le présent manuel s’adresse donc aux ingénieursresponsables d’auscultations, dans les bureauxd’ingénieurs, dans les entreprises et dans les admi-nistrations. Ce manuel veut leur montrer quellesinformations ils peuvent tirer d’une auscultation, etdans quels cas il est nécessaire de procéder à desétudes complémentaires et plus spécialement descontrôles statiques et des évaluations du degré desécurité.

L’ingénieur mandaté devrait ainsi disposer desbases nécessaires pour effectuer une auscultationd’ouvrage correcte avec des buts bien définis, etfaire une bonne interprétation des résultats.

1.4 Normes et prescriptions

La liste donnée ci-dessous est celle des principalesnormes et prescriptions suisses qui présentent unintérêt dans le domaine de l’auscultation desouvrages existants. En cas de référence à ces textesdans les chapitres qui suivent, ils ne seront désignésque par leur appellation abrégée (par ex. «NormesSIA 160»).

SIA

102 Règlement concernant les prestations ethonoraires des architectes (1984)

103 Règlement concernant les prestations ethonoraires des ingénieurs civils (1984)

118 Conditions générales pour l’exécution destravaux de construction, norme (1977)

1. Introduction

12

160 Actions sur les structures porteuses, norme(1989)

161 Constructions métalliques, norme (1991)162 Ouvrages en béton, norme (1989)162/1 Ouvrages en béton – Essais des matériaux,

norme (1989)162/2 Détermination de la teneur en chlorures

dans le béton, recommandation (1990)162/3 Détermination de la profondeur de carbo-

natation du béton, recommandation (1990)164 Constructions en bois, norme (1981)164/1 Matériaux dérivés du bois, recommanda-

tion (1986)169 Maintenance des ouvrages de génie civil,

recommandation (1987)177 Maçonnerie, norme (1980)177/1 Calcul des murs en maçonnerie sollicités à

la compression, recommandation (1983)177/2 Dimensionnement des murs en maçonne-

rie, recommandation (1989), en consultationprolongée

178 Maçonnerie de pierre naturelle, norme(1980)

SN

640 930 Evaluation globale de l’état des ouvragesd’art, norme (1989) Editeur: VSS Zurich

555 001 Protection de surface des constructionsmétalliques, B3, norme (1990)Editeur: Centre Suisse de la ConstructionMétallique, Zurich

Bibliographie

[1.1] Directive SIA 462 (1992) Détermination de la sécurité à la rupture des constructions existantes (projet)

[1.2] PI-BAT: Protection des ouvrages de génie civil (1992)

[1.3] PI BAT: Techniques d’auscultation des ouvrages de génie civil (1991)

[1.4] PI-BAT: Infrastructures communales: cadastre, information et gestion des réseaux (1992)

[1.5] PI-BAT: Méthodes de diagnostic: diagnostic détaillé de l’enveloppe des bâtiments et des installationstechniques (1992)

2.1 Introduction 15

2.2 Mécanismes de vieillissement et de dégradation spécifiquesaux matériaux de construction 17

2.2.1 Béton armé 172.2.2 Constructions métalliques 242.2.3 Corrosion d'acier à haute résistance ou avec des taux d'alliage élevés 272.2.4 Maçonnerie 282.2.5 Construction en bois 30

2.3 Charges utiles et charges de trafic 322.3.1 Généralités 322.3.2 Charges utiles dans les bâtiments 332.3.3 Charges de neige 342.3.4 Ponts ferroviaires 34

2.4 Actions du sol de fondation 352.4.1 Généralités 352.4.2 Problèmes de stabilité 362.4.3 Influences hydrologiques 362.4.4 Tassements 37

2.5 Actions exceptionnelles 392.5.1 Généralités 392.5.2 Action du feu 39

2.6 Conception, exécution, surveillance et entretien 412.6.1 Généralités 412.6.2 Conception 412.6.3 Exécution 432.6.4 Surveillance et entretien 44

2.7 Accroissement des exigences de confort 45

2. Mécanismes et causes des dégradations

13


2.1. IntroductionPour garantir une auscultation précise et efficace, ilfaut connaître les règles fondamentales régissantles mécanismes de vieillissement et de dégrada-tion.

Selon leur affectation et leur exposition, les ouvragespeuvent être soumis à toutes sortes d’actions. Selon[2.1], ces actions peuvent par exemples être classi-fiées selon leur origine: naturelle ou provoquée parles hommes. Les conséquences de ces actions sontdes modifications – vieillissement, dégradation – desmatériaux de construction ainsi que de l’ouvrage oude parties de l’ouvrage.

Le vieillissement est un processus qui modifie lespropriétés initiales des matériaux ou des ouvrages.Cela peut avoir des répercutions sur l’esthétique ou,dans une moindre mesure, sur l’affectation desouvrages. Les dégâts en revanche désignent les casoù la sécurité structurale, l’aptitude au service (fonc-tion, aspect) ou la durabilité sont réduites ou mêmeremises en question. Cela implique que l’ouvragen’est plus à même de répondre pleinement aux exi-gences requises.

Le vieillissement et les dégâts sont généralementproduits par des actions qui agissent de l’extérieursur l’ouvrage, ou sur la surface de l’ouvrage. Desexemples de telles actions sont présentés dans letableau 2.1.

Certaines des actions provoquent des contraintesinternes (déformations empêchées) dans la struc-ture porteuse qui influenceront également le com-portement de l’ouvrage.

– Charges, charges utiles et charges dues au trafic:Charges utiles dans les bâtiments, charges dues autrafic routier ou ferroviaire, charges dues au chocs,séisme, etc.

– Actions sur le sol de fondation:Poussée des terres, poussée de l'eau, tassements,etc.

– Actions mécaniques:Abrasion, dommages mécaniques, etc.

– Actions climatiques:Vent, neige, variation thermique, humidité (sousforme de pluie, neige, brouillard, condensation,avalanches, rayons U.V., etc.)

– Actions chimiques:Sels de déverglaçage, eau contenant de fortesconcentrations de sulfates, pluie acide, gaz (O2,CO2), produits toxiques de l'eau ou de l'air, etc.

– Actions électrochimiques:Courants vagabonds, différences de potentiel.

– Actions biologiques:Plantes, champignons, micro–organismes, etc.


15


Figure 2.1: L'usure du temps

Tableau 2.1: Actions extérieures sur les constructions

Figure 2.2: Evolution du pH dans la glace du col de Gniffetisitué à une altitude de 4450 m, selon [2.2]. Le pH est lamesure donnant la concentration des ions d'hydrogènedans une solution:– eau pure (neutre) pH = 7– solution acide pH < 7– solution basique pH > 7

Les processus de vieillissement et de dégradationne sont cependant pas provoqués uniquement pardes actions extérieures. Ils peuvent également pro-venir de modifications se déroulant à l’intérieur dumatériau. C’est le cas par exemple lors de l’asso-ciation de matériaux incompatibles, lors de l’utili-sation de produits instables ou lors de l’expositionde certains matériaux à l’humidité.

Dans la pratique, on rencontre fréquemment dessituations de dégradations résultant d’une combi-naison de processus externes et internes.

Au cours des dernières décennies, les actions natu-relles se sont massivement accrues en raisond’influences humaines. C’est particulièrement le casde la pollution atmosphérique par des gaz acidesproduits par l’homme, ainsi que de l’entretien hiver-nal des routes au moyen de sel de déverglaçage.

La figure 2.2 montre l’évolution, en Suisse, de lavaleur du pH des précipitations depuis 1915. L’alluredu diagramme reflète clairement l’évolution versdes pluies acides et concorde avec des mesures réa-lisées en Allemagne (fig. 2.3).

L’évolution de l’utilisation de sel de déverglaçagepour l’entretien hivernal du réseau routier est repré-sentée à la figure 2.4. D’autres actions nuisiblesmontrent une évolution comparable. Dans la plu-part des cas, les données à leur sujet sont cepen-dant manquantes.

Les connaissances relatives à l’interdépendanceentre la nature et l’intensité des actions, la résistancedes matériaux et l’évolution des dégâts sont encoretrès lacunaires dans la majorité des domaines. Larecherche des mécanismes correspondants n’adébuté que dans les années quatre-vingt, parallèle-ment à la mise en œuvre des phases d’entretien etd’assainissement des ouvrages importants (par ex.routes nationales).


16

Figure 2.3: Evolution du pH de la pluie selon des mesuresdu service de météorologie allemand, tiré de [2.3].

pH ≅ 5,6 ≅ constant avant le début de l’industrialisation

Année1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000

Val

eur

du p

H

5,5

5,0

4,5

4,0

3,5

Les actions énumérées ci-dessus peuvent conduireà des dégâts se présentant sous des formes trèsvariées. Cette diversité est en outre fonction desmatériaux et du mode de construction. Les princi-pales formes de dégâts sont:– érosion, abrasion, éclatement, décollement, etc.;– cloque, gonflement;– salissure, dépôt de saleté, efflorescence, modifi-

cation de teinte;– humidité;– fissures résultant de problèmes statiques,

constructifs ou de déformations empêchées(température, gonflement, etc.);

– corrosion en surface ou ponctuelle de l’acier, cor-rosion des armatures, carbonatation.

Les paragraphes ci-dessous traitent de donnéesspécifiques aux actions sur les ouvrages ainsi quedes mécanismes de vieillissement et de dégrada-tion qu’ils provoquent. La classification est faite parmatériau et par action. Des remarques concernantle mode de construction et les exigences auxquellesl’ouvrage doit satisfaire sont également présentéesci-dessous, dans la mesure où les dégâts en dépen-dent. Différents éléments ont été repris dans [2.1] et[2.4].

2.2. Mécanismes de vieillissement et de dégradation spécifiques aux matériauxde construction

2.2.1 Béton armé

Généralités

Le béton armé est composé de béton et d’armature.Il s’agit donc d’un matériau composite dont la lon-gévité dépend des caractéristiques des différentescomposantes ainsi que de leur interdépendance. Deplus, il ne faut pas oublier que le béton est déjà unmatériau composite constitué de ciment, d’agrégat,d’eau de gâchage et d’adjuvants. Pour des maté-riaux composites, il est important que les différentscomposants soient compatibles entre eux puisquedans ce cas, tel que mentionné au § 2.1, les proces-sus de vieillissement et de dégradation peuvent être


17

Figure 2.4: Utilisation de produits d'épandages hivernauxet évolution du trafic sur les autoroutes de RFA, de 1959à 1980, selon [2.3].

Figure 2.5: Critères de durabilité du béton et de son arma-ture, selon [2.7].

Année 59/60 64/65 69/70 74/75 79/80

t/km

50

40

30

20

10

6000

4800

3600

2400

1200

Gravillon,sable

Sel

Qua

ntité

s ép

andu

esV

éhic

ules

/4 h

.

Trafic moyen

Poids lourds

Voitures

Rapport eau/ciment

Teneur en ciment ettype de ciment

type de granulatscomposition granulométrique

degré d’hydratation

Cure Durée

Compacité

Enrobage

Fissuration du béton

provoqués autant par des actions internes qu’exte-rnes. Des informations complémentaires concer-nant la composition et le comportement des élé-ments en béton armé peuvent être tirées de lalittérature spécifique (par ex. [2.5]).

Ci-dessous, il ne sera pratiquement question quedes dégâts dus à la corrosion des armatures, carc’est ce mécanisme de dégradation qui produit lesplus gros coûts d’entretien et d’assainissement[2.3]. Dans l’ordre, viennent ensuite les dégâts dusau gel, aux sels de déverglaçage, aux réactions alca-lines, à l’eau agressive vis-à-vis du béton et desmicro-organismes.

Il est également important de connaître les proces-sus électrochimiques qui sont à la base de la corro-sion. Nous en présenterons donc les principalesconnaissances. En outre, on peut trouver dans [2.3]et [2.6] des informations accessibles aux personnesnon spécialisées dans les problèmes de corrosion.

Corrosion de l’acierPour que le processus de corrosion des armaturesenrobées dans le béton puisse démarrer, il faut queles trois conditions présentées dans le tableau 2.2soient satisfaites. La couche passivée, qui se formeà la surface de l’acier lorsqu’il se trouve dans unmilieu basique tel que le béton, protège normale-ment l’armature contre la corrosion. De plus, lebéton recouvrant les armatures empêche l’accès del’eau et de l’oxygène (fig. 2.5, 2.6, 2.7).

Exceptionnellement, la corrosion peut égalementêtre provoquée par des courants vagabonds. Ce casn’est pas développé ci-dessous.

Formation d’un électrolyte [2.3]: Dès que le béton est humide, la première conditionest satisfaite. L’humidité peut être amenée par lacondensation de la vapeur d’eau contenue dans l’air(condensation capillaire). Pour qu’il y ait de l’humi-dité dans le béton, l’eau ne doit pas impérativementêtre présente sous forme liquide. L’humidité rela-tive à l’intérieur d’un bâtiment est cependant, enrègle générale, insuffisante pour créer un électro-lyte. A l’extérieur en revanche, cette humidité estgénéralement suffisante. La teneur en eau du bétonvarie en fonction de son exposition climatique.

Disparition de la couche passivée [2.3]:La couche passivée peut être altérée par la carbona-tation du béton (diminution du pH et donc disparition


18

Un électrolyte doit être présent.

L'effet de la couche passive doit être rompue.

L'oxygène doit avoir atteint l'armature.

Tableau 2.2: Conditions pour qu'il y ait corrosion del'acier.

Figure 2.6: Actions influençant la corrosion des armaturesdans le béton, selon [2.3].

Paramètres de corrosion

EauDioxyde de carbone

Chlorures Oxygène

Valeurs limitesDurée de l’action

Mécanismede diffusion

Béton CohésionCompacité

Métal Sensibilitéà l’altération

Corrosion TempératureCarbonatationRôle des chlorures

d’un milieu suffisamment basique) ou par la pré-sence de substances favorisant la corrosion (par ex.chlorures). D’autres substances, telles que des com-posés à base de soufre – particulièrement les sul-fates – peuvent mener à la corrosion. De tels cassont cependant plus rares. Si l’on prend le facteur de déclenchement commecritère de distinction, on parle dans le premier casde corrosion due à la carbonatation. Lors de la car-bonatation, le CO2 contenu dans l’air réagit avecl’hydroxyde de calcium Ca (OH)2 du béton. Il enrésulte du carbonate de calcium CaCO3 et une libé-ration d’eau H2O. Par cette réaction chimique, le pHdu béton, qui est d’environ 12,6 dans le cas non car-bonaté, s’abaisse à un niveau inférieur à 9. Lacouche passivée entourant l’armature devient alorsinstable, ce qui signifie que sa protection n’est plusassurée. Le béton en revanche n’est pas altéré parla carbonatation, au contraire le CaCO3 produit unjointoyage des agrégats améliorant l’étanchéité etla résistance mécanique du béton. En présence dechlorures à la surface de l’acier, on a affaire à de lacorrosion due aux chlorures, pour laquelle on n’apas nécessairement de carbonatation du béton. Lesions de chlore peuvent altérer ponctuellement lacouche passivée. Il se forme alors un élément élec-trochimique formé d’une grande cathode et d’uneanode ponctuelle sur laquelle il y a dissolution del’acier. Dans de telles circonstances, on n’a pas unedégradation surfacique comme dans le cas de lacarbonatation, mais une dégradation localisée quise propage en profondeur. On parle alors de corro-sion ponctuelle.

Oxygène [2.3]:La corrosion est une réaction chimique entre l’acieret son environnement (2 Fe + H2O + 1/2O2 ➞2 FeOH). Il s’agit d’une oxydation où l’oxygène estle produit oxydant. S’il n’y a plus d’oxygène à dis-position, la réaction s’arrête. La vitesse de diffusionde l’oxygène est principalement fonction de l’étan-chéité et de la teneur en eau du béton. C’est la rai-son pour laquelle, l’oxygène – sous forme gazeuseou dissoute dans l’eau – peut pénétrer plus rapide-ment que la carbonatation jusqu’aux armatures.


19

Figure 2.7: Interaction des paramètres de corrosion:Les conditions permettant la corrosion à la surface del'acier – l'eau (électrolyte), l'oxygène et les chlorures, res-pectivement le front de carbonatation – peuvent êtreatteintes dans diverses situations. L'augmentation de lateneur en eau par ex. freine la pénétration d'oxygène etde CO2 mais favorise parallèlement le transport de sub-stances corrosives telles que les ions de chlorures. Pourune teneur en eau inférieure, l'oxygène peut pénétrer plusfacilement mais la carbonatation est alors freinée. Pourdes teneurs en eau normales rencontrées dans le bétonavec une teneur en eau relative de l'air comprise entre 40et 60 %, c'est la carbonatation qui progresse le plus rapi-dement. Pour de telles conditions atmosphériques, lateneur en eau dans le béton est généralement trop faiblepour qu'un électrolyte puisse se former. La corrosion nepeut alors pas se produire. On remarque donc que lesconditions optimales ne se rencontrent que dans unezone relativement restreinte. Hors de cette zone, la cor-rosion ne progresse que très lentement ou ne se produitpas.

Teneur en eau relative du béton

Prob

abili

té d

e co

rros

ion

de l’

acie

r

Perm

éabi

lité

rela

tive(

O2,

CO

2)

Hum

idité

rel

ativ

e de

l’ai

r H

2O)

Deg

ré d

e di

ffus

ion

rela

tive

(Cl– )

Carbonatation

H2ORo

uille

O2, CO2

100%

100%0%0

1,0

Risque de corrosion

Les trois paramètres influençant la corrosion desarmatures – perte de passivation, formation d’unélectrolyte, oxygène – dépendent chacun différem-ment tant des actions que de l’environnement. Ci-dessous, nous présenterons les actions les plusimportantes produisant des risques de corrosion.

Enrobage des armatures:L’enrobage de béton est un facteur déterminantpour le risque de corrosion de l’armature (fig. 2.5,2.6). Un enrobage suffisant et compact empêche letransport de produits néfastes dans la profondeurdu béton et présente également une bonne résis-tance contre la carbonatation. Le contraire estvalable pour un enrobage de faible épaisseur avecdu béton poreux.

Chlorures:La teneur en chlorures des solutions contenuesdans les pores est responsable de la perte de la pro-tection contre la corrosion des armatures. Cettevaleur est cependant très difficile à établir, ce quiexplique que l’on ne détermine généralement quela teneur globale en chlorures du béton, compre-nant les ions libres ou fixés. Selon W. Richartz [2.8]le ciment portland peut fixer chimiquement environ0,4% (en masse) de chlorures en produisant des selsdifficilement solubles. De cette observation, on afixé la teneur en chlorures critique à 0,4% rapportéeà la masse de ciment. Un valeur critique claire de lateneur en chlorures n’existe cependant pas en rai-son de nombreux paramètres (fig. 2.8). Cesréflexions [2.3, 2.9] ont amené à choisir, pour lateneur en chlorures, une fourchette comprise entre0,4 et 1% de la masse du ciment. Lorsque cesvaleurs sont atteinte, il faut vérifier l’état de corro-sion des armatures. De nombreuses auscultationseffectuées dans la pratique [1.10] montrent cepen-dant que des teneurs élevées d’environ 1% n’impli-quent pas systématiquement la corrosion des arma-tures.

Pour les bétons précontraints, et particulièrementlorsqu’ils sont réalisés au moyen de la techniquedes fils adhérants, on limite la teneur en chloruresà des teneurs inférieures. Si l’on soupçonne de lacorrosion, il faut procéder à une auscultation parti-culièrement critique. Si l’on a des charges dyna-miques, la corrosion ponctuelle induite par les chlo-rures peut entraîner des réductions dangereuses enraison de l’effet d’entaille (problème de fatigue).


20

Figure 2.8: Influence de l'enrobage et de l'environnementsur la teneur en chlorures critiques, selon [2.9].

Figure 2.9: Corrosion ponctuelle d'une armature provo-quée par des chlorures.

Cl –critique/ciment

non carbonaté carbonaté

bonne qualité

mauvaise qualité

humidité

~~1

%2

n

Qualitéenrobageperméabilitétype de cimentteneur en ciment

cure

valeur E/C

toujourssec (~50%)d’humiditérelative) parex. situationintérieure(processusélectrolytiqueempêché)

toujourshumide(~90-95%humiditérelative)

fortes etfréquentesvariationspar ex.partiesexposéesaux écla-boussures

toujourssaturéd’eau, parex. sousl’eau(manqued’oxygène)

Carbonatation:Si l’acier est situé dans la zone carbonatée, il existeun risque de corrosion, pour autant que les deuxconditions décrites ci-dessus soient égalementremplies (fig. 2.7). En règle générale, les profon-deurs de carbonatation sont largement inférieuresà celles atteintes par les chlorures.

Humidité:Il est possible de détecter les zones où l’humidité estexcessive par un contrôle visuel, par mesure de larésistance électrique du béton, ou au moyen d’unesonde à neutrons [2.11]. On attachera une impor-tance particulière à l’exposition de l’ouvrage auxintempéries, car on sait que les cycles mouillage-séchage du béton augmentent le risque de corro-sion, particulièrement si l’on est en présence dechlorures (fig. 2.7).

Oxygène:Des mesures de la teneur en oxygène dans la zonede surface des armatures sont particulièrement dif-ficile à réaliser. Le recours à des mesures visant àréduire la teneur en oxygène au voisinage desarmatures, par exemple par application d’un pro-duit en surface, n’a un intérêt technique ou écono-mique que si la corrosion ne peut pas être enrayéepar l’élimination d’autres paramètres de corrosion.De telles mesures ne sont à mettre en œuvrequ’après une étude approfondie car de tels produitsempêchant le passage de l’oxygène sont égalementimperméables à la vapeur d’eau, ce qui impliqueune modification radicale des migrations d’humi-dité dans l’élément de construction.

Influence des fissures

Le comportement normal du béton armé impliquedes fissures dues à la flexion de 0,2 à 0,3 mm à lasurface du béton. Un ouverture des fissures plusimportante peut résulter entre autre d’une résis-tance à la traction du béton trop faible, à descontraintes internes (température, tassementsd’appuis), à une mauvaise répartition des arma-tures ou à un taux d’armature insuffisant.

Le problème de la valeur admissible de l’ouverturedes fissures a été analysée sous différents angles.Par ouverture admissible des fissures, on entend lalargeur des fissures pour laquelle la pénétration desfacteurs de corrosion, que ce soit la carbonatationou l’infiltration des chlorures, ne progresse pas


21

Figure 2.10: Vitesse de corrosion de l'acier dans le béton,selon [2.12].

Figure 2.11: Profondeur en fonction du type de fissure,selon [2.16].

Corrosion régulièreCorrosion

locale

Corrosion seulement possible avec CI–

Corrosion possible même sans CI–

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

Profondeur de la fissure tNR (mm)

fissures normalesfissures traversantes

avec circulation d’eau

fissures transversalesfissures longitudinales

±1.25±1.00

± 0.60± 0.65

±0.91±1.21

± 0.50± 0.76

3

2.5

2

1.5

1

0.5

0

jusqu’aux armatures par le biais de ces ouverturesdurant la vie de l’ouvrage. Selon l’état actuel de larecherche [2.10, 2.13 à 2,17] l’importance de la lar-geur des fissures en surface est moins importanteque l’on ne l’avait imaginé. Les analyses montrent(fig. 2.11, 2.12) qu’une ouverture jusqu’à 0,4 mm estinsignifiante pour la corrosion des armatures, àcondition:– que l’on ait un enrobage d’une épaisseur et d’une

densité suffisante;– que la fissure ne soit pas traversante (résultant de

déformations empêchées et qui permet par laséparation complète des deux lèvres une circula-tion périodique d’eau – par exemple tablier depont) mais qu'il s'agisse d’une fissure due à laflexion (généralement sans eau ou toujours rem-plie d’eau, par ex. dans l’âme d’une poutre ou àl’encastrement d’une dalle);

– que la fissure ne longe pas une barre d’armaturemais soit au contraire transversale ou à côtéd’une barre.

Une fissuration admissible n’existe donc pas. Pourune attaque adéquate, la concentration critique deschlorures ou le front de carbonatation finiront tou-jours par atteindre l’armature dans les zones fissu-rées; plus rapidement pour de larges fissures, pluslentement pour de fines fissures.

Action du gel

La principale cause des dégâts dus au gel dans lebéton provient du gel de l’eau contenue dans lespores (tab. 2.3). L’augmentation de volume lorsquel’eau se transforme en glace est de 9%. Dans unpore totalement rempli d’eau, dans lequel se formede la glace sans que l’expansion ne soit possible, onobserve l’apparition d’une pression hydrauliqueprovoquant des contraintes d’éclatement du béton(fig. 2.13). L’eau contenue dans le béton ne gèlecependant pas instantanément ni partout en mêmetemps. La vitesse limitée d’apparition de ce phéno-mène permet à l’eau qui n’est pas encore geléed’être évacuée dans des pores non saturés ou à lasurface, ce qui empêche l’apparition de pressionstrès élevées.


22

Figure 2.12: Teneur en chlorures à la profondeur de l'ar-mature, dans et à côté de la fissure, selon [2.16] (conver-sion de la teneur en chlorures 0,1 % par rapport à la massede béton correspond à environ 0,8 % par rapport à lamasse de ciment, c'est-à-dire que les concentrations sontà multiplier par une facteur 8).

Dans la pâte de ciment, il faut:– avoir une quantité d'eau suffisante qui soit en

mesure de geler– que la diffusion d'eau, due à sa dilatation lors du

gel, soit empêchée.

Tableau 2.3: Conditions pour qu'il y ait apparition dedégâts de gel dans le béton.

Teneur en chlorures dans la fissure [% masse de béton]

Teneur en chlorures à côté des fissures [% masse de béton]

fissures normales

fissures traversantes avec circulation d’eau

identique

3

2.5

2

1.5

1

0.5

0

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Une destruction de la pâte de ciment produite parle gel ne peut donc se produire que si les deuxconditions édictées dans le tableau 2.3 sont rem-plies.

Combinaison gel – sel de déverglaçage

Lors de l’utilisation de sels de déglaçage la chaleurnécessaire pour fondre la glace est extraite dubéton, ce qui produit un refroidissement rapide decelui-ci. La température du béton chute très rapide-ment et cela particulièrement près de la surface[2.17, 2.18]. On observe dans certaines zones, pourdes conditions défavorables obtenues en labora-toire, avec l’utilisation de sel (NaCI), un abaissementde la température en surface pouvant atteindreT = 14° K et cela dans la minute qui suit l’épandage.Il en résulte une forte production supplémentaire deglace accompagnée de contraintes internes résul-tant du gradient de température (fortes différencesde température en fonction de la situation en pro-fondeur dans le béton).

En raison de concentrations variables des produitsde déverglaçage dans les solutions contenues dansles pores, les différentes zones du béton peuventgeler à des moments différents (fig. 2.14, 2.15). Dansle cas ou la zone superficielle gèle en raison del’extraction de chaleur et qu’une zone plus profondegèle en raison du manque de produit de dévergla-çage, il peut se produire une zone intermédiaire oùl’apparition plus tardive du gel peut produire despressions très élevées sur les couches déjà gelées.Ce modèle correspond aux observations faites dansla pratique où les dégâts dus aux sels de dévergla-çage sont fréquemment observés par l’apparitiond’éclatements de la surface.

L’interaction décrite ci-dessus montre clairementl’augmentation des sollicitations dues au gel si l’onutilise des produits de déverglaçage. Un béton pré-sentant une résistance suffisante au gel peut donctout de même se dégrader en présence de produitde déverglaçage.


23

Figure 2.13: Représentation schématique des sollicita-tions de la surface du béton en cas de gel [2.18].

Figure 2.14: Eclatement du béton résultant d'un gradientde la concentration en produits inhibant le gel, dans l'eaucontenue dans les pores.

Figure 2.15: Evolution des températures observées enlaboratoire dans une plaque en béton d'une épaisseur de20 cm recouverte de glace, lors du dégel provoqué par duchlorure de sodium.

Pores dans la pâte de ciment,remplies d’eau+ gel= pression

Surface du béton

direction du déplacement

adhérence entre la pâtede ciment et les agrégats

Température

Températuredans le béton

0o

0o

Température decongélation abaisséepar le CI

Couchesgelées

Couchesgeléesultérieurement

Prof

onde

ur

Glace (-5oC)

Surface

-5 cm

-5 cm

-1 cm

-5 mm

-1 mm

20 c

m

1 mm

Surface

Temps, minutes

Tem

péra

ture

, o C

-5o

-10o

-15o

Na Cl–

Epandage(concentration)

Gradientde températuremax.

to 1 2 3 4 5

Béton

Substances nuisibles contenues dans les com-posants du béton

Le béton doit non seulement être résistant auxactions externes mais également être sain par lui-même. Cela signifie que le ciment, les agrégats,l’eau de gâchage et les adjuvants ne doivent pascontenir des quantités nuisibles de substances quipeuvent se décomposer, provoquer des liaisonschimiques indésirables avec les autres composants,ou modifier les propriétés du béton ou la protectiondes armatures. Les substances nuisibles ou incom-patibles sont:– des produits tels que l’argile qui se colle aux agré-

gats, altérant la liaison ciment-agrégat;– mica;– silicates solubles en milieu alcalin;– substances organiques;– substances inhibant la prise;– composés à base de soufre (par ex. sulfate alca-

lin, gips ou anhydrite provoquant du gonflement);– sels (par ex. nitrates).

2.2.2 Constructions métalliques

Généralités

La construction métallique est connue depuis long-temps pour les réalisations d’ingénieurs. Le plusancien pont arc en fonte a été réalisé à Severn enAngleterre, de 1777 à 1779. Il est encore actuelle-ment en service.

Par la suite, toutes sortes de qualités de fer et d’acieront été mises en œuvre en Suisse principalementpour réaliser des ponts, des silos et des halles(tab. 2.4). Dès le début de l’utilisation du fer et del’acier, on a observé que ce matériau corrodait sil’on ne prenait pas de mesures adéquates. La sen-sibilité à la corrosion s’est avérée plus faible pourdes teneurs en carbone élevées, comme dans le casde la fonte grise. La connaissance des qualitésd’acier joue donc un rôle important pour l’évalua-tion d’un ouvrage existant.

Pour toutes les constructions métalliques la protec-tion contre la corrosion joue un rôle déterminantpour la longévité. C’est donc un point importantpour l’évaluation de l’état de l’ouvrage.


24

Figure 2.16: Fissuration due aux sulfates.

Fonte:– Acier puddlé, utilisé jusqu'en 1890/92, n'est pas

soudable;– Acier électrique (Siemens/Martin, etc.) «nouveaux»

aciers moulés, «aciers calmés» (St. 37.1, 37.2, 37.2).

Aciers laminés:– Aciers actuels à grains fins (facilement soudables).

Aciers spéciaux:– Aciers patinables (par ex. «Corten», «Patinax», etc.);– Acier inoxydables [2.20].

Tableau 2.4: Qualités des fontes et des aciers selon [2.1].

Mécanisme de corrosion

Pour la corrosion de l’acier, il faut de l’eau ainsiqu’un produit oxydant. Dans des milieux agressifsneutres à alcalins, l’oxygène agit comme oxydant.Comme le montre la figure 2.17, la corrosion del’acier débute pour une teneur en eau relative del’air d’environ 60%. Cette valeur est abaissée si l’onest en présence de chlorures. Une surface d’aciermaintenue sèche en permanence ne corrode prati-quement pas. En augmentant la durée d’expositionde la surface à l’humidité ainsi que les composantsagressifs contenus dans l’eau, on accélère la vitessede corrosion de l’acier. Des sels hygroscopiques oula présence dans l’air d’éléments favorisant lacondensation conduisent à l’apparition de filmsd’eau sur ces surfaces. Des ponts de froid peuventavoir le même effet. Les acides sulfuriques, les sul-fates provenant de gaz de combustion, ainsi que leschlorures provenant des sels de déverglaçage, sontles composants agressifs typiques. Pour desmétaux actifs, tels que l’acier et l’acier zingué, la cor-rosion se produit sur l’ensemble de la surface expo-sée. L’altération est toutefois plus ou moins uni-forme sur toute la surface (fig. 2.18).

Les métaux passifs tels que l’aluminium, les alliagesà base de chrome et de nickel sont naturellementprotégés contre la corrosion par une couche pas-sive. La corrosion ne peut alors commencer que sicette couche est ponctuellement altérée par unesubstance agressive (par ex. chlorures). Dans cescas, la corrosion ne se produit généralement qu’àquelques endroits isolés (corrosion ponctuelle) etpeut passer inaperçue jusqu’à la ruine de l’élémentporteur. Pour les aciers «inoxydables» on se réfé-rera à [2.20] (voir aussi § 2.2.3).

Pour déterminer les influences naturelles agissantsur les constructions métalliques, on fait la distinc-tion entre macro et microclimat. Par macroclimat,on entend le type d’atmosphère que l’on a sur le sitede l’ouvrage. On prend pour mesures de l’agressi-vité du microclimat l’indice d’altération sur deséchantillons d’acier et de zinc exposés aux intem-péries (DIN 50917, Corrosion des matériaux; essaisin situ; partie I: exposition aux intempéries). Depuis1985, dans le cadre du projet NABEL (NationalesBeobachtungsnetz für Luftfremdstoffe), on enre-gistre systématiquement l’indice d’altération decinq métaux sur sept sites urbains et ruraux.


25

Figure 2.17: Vitesse de corrosion de l'acier en fonction del'humidité relative de l'air et de la présence de chlorures,selon [2.21].

Figure 2.18: Différence de comportement à la corrosionselon que l'on ait affaire à des métaux actifs ou passifs,selon [2.21].

Métauxactifs

Métauxpassifs

Acier Cr-Ni, aluminium:

Corrosion locale,corrosion ponctuelle

Corrosion fissurantesous contrainte mécanique

Corrosion de surface

Acier et acier zingué:

Vite

sse

de c

orro

sion

Humidité relative de l’air (en %)

sanschlorures

avec chlorures

0 20 40 60 80 100

– Face inférieure d'un pont, partie située au-dessusde l'eau;

– Zones aux abords de ponts de froid où il peut seproduire de la condensation;

– Zones mouillées par de l'eau giclée;– Zones touchées par les projections de sel de déver-

glaçage lors de l'épandage;– Zones touchées par le sel de déverglaçage lors de

la fonte;– Zone où peuvent se produire des dépôts nocifs (pol-

lution atmosphérique, produits chimiques, excré-ments, etc.);

– Zones influencées par des actions électrochimique(différence de potentiel, courant vagabonds).

Par microclimat, on entend les facteurs agissantdans la proximité immédiate d’une constructionmétallique, ou même d’un élément de construction.

Le microclimat est déterminé par les facteurs sui-vants:– humidité relative de l’air, température de l’air ou

de la surface;– exposition aux intempéries (exposé ou protégé

des intempéries);– augmentation locale des influence agressives

(tab. 2.5).

La corrosion peut également être déclenchée pardes variations de conditions rencontrées à la sur-face d’un même métal, ou par une combinaisoninadéquate de différents métaux. Le déclenchementde la corrosion dans ces deux cas provient de la dif-férence de potentiel présente à la surface du métal,respectivement des deux métaux assemblés. Cettedifférence de potentiel provoque un courant élec-trolytique où la partie dont le potentiel est le plusbas joue le rôle d’anode où se produit l’altération[2.22, 2.23].

Fatigue

Les constructions métalliques présentent, en raisonde la résistance élevée de ce matériau, un rapportbeaucoup plus favorable entre poids propre etcharge utile que, par exemple, les ouvrages enbéton. Les charges utiles ne sont cependant pré-sentes que temporairement, surtout dans le casd’ouvrages sollicités par un trafic routier ou ferro-viaire. Ces charges variables provoquent donc desfluctuations de contraintes dans la construction.Même pour des contraintes maximales inférieuresà la résistance ultime statique du matériau, on peutatteindre dans un délai plus ou moins long une rup-ture due à la fatigue (fig. 2.20). Une rupture defatigue se produit là où les sollicitations de pointesont les plus élevées et où les fluctuations sont lesplus importantes. Pour les constructions métal-liques, ces valeurs de pointe se rencontrent princi-palement au voisinage des percements pour lesboulons ou les rivets, des cordons de soudures ainsique des entailles (angles rentrants, tôles d’assem-blages, etc.). On tient compte de ce phénomène parune classification des assemblages en différentescatégories définies dans la norme SIA 161. Ce sont


26

Tableau 2.5: Zones exposées à des influences agressivesplus marquées.

Figure 2.19: Evaluation du risque de corrosion par contactlors de l'association de deux matériaux [2.24].

Matériau B à évaluer

Aliage de magnésium

Zinc

Acier zingué à chaud

Aliage d’aluminium

Revêtement de cadmium

Acier de construction

Aciers faiblement alliés

Fonte d’acier

Aliage de chrome

Plomb

Etain

Cuivre

Acier inoxydable

Couple de matériaux P

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 12 13

petitgrand

petitgrand

petitgrand

petitgrand

petitgrand

petitgrand

petitgrand

petitgrand

petitgrand

petitgrand

petitgrand

petitgrand

petitgrand

OBOP

corrosion forte

corrosion moyenne

corrosion faible

OB / OP = Rapport entre la surface mouillées du matériau à évaluer Bsoumis à la corrosion et celle du couple de matériaux

}du matériau à évaluer

aussi en ces points que les fissures de fatigue appa-raissent en premier lieu. Il est donc important detenir compte des problèmes de fatigue lors de l’ana-lyse d’anciennes structures métalliques, et cela par-ticulièrement pour les ponts ferroviaires ou routiers,ponts roulant ou autres ouvrages ayant des varia-tions importantes des charges.

2.2.3 Corrosion d’acier à haute résistanceou avec des taux d’alliage élevés

Les aciers à haute résistance ou avec des tauxd’alliage élevés tels que des aciers de précontrainteou des alliages Cr-Ni sont sensibles à la corrosionfissurante due aux sollicitations s’ils sont simulta-nément exposés à des milieux corrosifs et soumisà des efforts mécaniques importants. Ce phéno-mène est favorisé, si par exemple, de petitesattaques de corrosion à la surface d’un câble de pré-contrainte se sont produites durant le transport oule stockage.

Un type supplémentaire de corrosion peut, dans lecas des acier de précontrainte, mener à une fragili-sation par l’hydrogène. Ce phénomène redouté sur-vient quand un acier de précontrainte peut fixer del’hydrogène dans le milieu où il se situe. Les atomesd’hydrogène s’introduisent dans la structure cris-talline provoquant des contraintes internes dans lematériau. La fragilisation par l’hydrogène peut êtredéclenchée par exemple par des courants vaga-bonds. Ces courants vagabonds sont de nos joursproduits principalement par des véhicules ferro-viaires fonctionnant avec du courant continu (parex. trains) [2.23].


27

Figure 2.20: Courbes de résistance à la fatigue selon lanorme SIA 161 [2.25].

Figure 2.21: Conditions pour qu'il y ait apparition de cor-rosion fissurante sous contrainte mécanique (CFCM)*.

Nombre de cycles N

Rupture

Résistance à long terme

Résistance nominale à la fatigue

Différence de contrainte ∆σ [N/mm2]

m2 = 5

m1 = 3

1

1

1000

500

100

50

10

105 106 107NDNC NV

CFCM*

MatériauCompositionTraitement thermique TextureEtat de surface

ContraintesContraintes de serviceContraintes de retraitContraintes internesVitesse d’allongement

EnvironnementCompositionTempératurePotentiel électriqueConductivité

Corrosion

FatigueCorrosionde fatigue

2.2.4 Maçonnerie

Les constructions les plus anciennes ayant survécuont été réalisées en pierre naturelle. Certaines sontvieilles de plusieurs millénaires (par ex. le pont deZhaozhon près de Zhaoxian en Chine qui est vieuxde 2600 ans et dont la portée est de 37 m). Dans lesrégions où la pierre naturelle n’est pas ou peu dis-ponible, des briques en terre cuite ou séchée jouenttraditionnellement un rôle important. Avec l’appa-rition du béton, la maçonnerie en pierre naturelle eten brique a perdu beaucoup de son importancepour l’exécution de structures porteuses.

Les différents types de maçonneries ont quelquespoints communs. Il s’agit toujours d’un matériau deconstruction non homogène. La maçonnerie estréalisée par l’assemblage de «briques naturelles»(moellons, boulets) ou de «briques artificielles»(briques en terre cuite ou séchée, briques béton,etc.) par un mortier. Le mortier remplit les jointsentre les «briques» et assure une répartition uni-forme des charges au sein de la maçonnerie. Du faitque l’on a dans toute maçonnerie, des mouvements(provenant des charges, température, etc.) maisque les propriétés mécaniques des briques et dumortier sont différentes, il faut prêter une attentionparticulière à la combinaison de ces deux éléments.Une maçonnerie est également exposée à de nom-breuses autres influences extérieures. Les briqueset le mortier de jointoiement doivent présenter unerésistance suffisante envers ces agressions (humi-dité, gel, etc.). De ce point de vue, la porosité desmatériaux joue un rôle important. Les briques enterre cuite ainsi que certaines pierres naturelles(entre autre la molasse) sont très poreuses et ont dece fait tendance à absorber de l’humidité. Cela adeux conséquences. D’une part, on observe que detelles «briques» sont sensibles au gel lorsqu’ellessont suffisamment saturées d’eau. D’autre part, lesmigrations d’eau favorisées par la porosité peuventprovoquer des dissolutions à l’intérieur des maté-riaux et conduire à des efflorescences à la surfacede ces éléments.

Les briques sont altérées par les processus sui-vants:– mécanicophysique (dépendant principalement

de la porosité);– chimique (dépendant de la composition minéra-

logique);– biologique.


28

Figure 2.22: Maçonnerie de pierres naturelles présentantde grandes déformations.

Figure 2.23: Parapet en molasse fortement érodé.

L’influence réciproque des différents matériaux de lamaçonnerie dicte le degré d’humidité de l’ensemble.

Exemples:– le béton, ou le ciment portland sont peu compa-

tibles avec la molasse;– certains sels du mortier de ciment peuvent

détruire des molasses ou des mortiers de chauxattenants;

– la résistance mécanique élevée du mortier deciment peut conduire à des dommages dans desmatériaux attenants moins résistants.

Pour le comportement à long terme des «briques»,l’exposition aux intempéries joue un rôle important(exposé ou non exposé à la pluie, proche du sol,humidité ou circulation d’eau dans le sol, etc.).

Les altérations les plus courantes des «briques»sont:– l’érosion;– l’écaillage;– la formation de cloques;– les efflorescences;– l’effritement (par ex. calcaire).

Les mortiers de jointoyage (particulièrement à basede chaux) peuvent être altérés par une humiditéconstante ou par le gel.

Les joints de maçonnerie ne sont pas en mesure dereprendre des efforts de flexion. Il faut donc, si l’onveut reprendre des charges agissant perpendiculai-rement au plan du mur (par ex. poussée des terres),travailler avec des constructions lourdes (murpoids). Ce problème est souvent la cause de défor-mations excessives observées sur des murs enmaçonnerie. Les efforts de cisaillement pouvant seproduire dans les joints doivent également êtreconsidérés.

Des indications supplémentaires, particulièrementpour des types de maçonnerie plus récents, peuventêtre trouvées dans [2.26].


29

Figure 2.24: Maçonnerie de pierres naturelles avec uneforte érosion du mortier de jointoyage.

Figure 2.25: Ancienne maçonnerie avec une dislocationpartielle des blocs et apparition de végétation.

Attaque de champignons, d'insectes, pourriture, solli-citations trop importantes au niveau des assemblages(écrasement, fissures, ruptures).Corrosion des moyens d'assemblages métalliques.Dégâts mécaniques résultant d'actions extérieures.Actions mécaniques (usures, modifications inadé-quates, vandalisme).Aptitude au service réduite à cause de surfaces glis-santes dangereuses pour les piétons et les véhicules.Préjudice esthétique (par ex. peinture écaillée).

2.2.5 Construction en bois

Généralités

L’utilisation du bois dans la construction a unelongue tradition. Le bois est très sensible auxerreurs de mise en œuvre. Cela a permis de mettreau point, au cours des siècles, des techniques d’uti-lisation où la protection du bois contre les agentsnuisibles – particulièrement l’humidité – jouent unrôle important. De nos jours, on dispose de moyenssupplémentaires tels que joints d’étanchéité, mas-tics d’étanchéité, peintures, imprégnations, etc.,pour assurer la protection du bois [2.1].

De façon générale, le bois est assez résistant auxagressions chimiques. C’est donc un matériau deconstruction très apprécié dans les cas où l’on esten présence d’un milieu corrosif problématiquepour la mise en œuvre d’autres modes de construc-tion. Dans ces cas, il faut prêter une attention parti-culière aux risques de corrosion pouvant se produireau niveau des moyens d’assemblages métalliques.

Pour les actions biologiques on observe, sous nosclimats, que les attaques d’insectes n’ont qu’uneimportance moindre. Ces attaques se limitent géné-ralement aux couches externes des poutres etn’atteignent que rarement les parties centrales.

En revanche, les attaques dues aux champignonspeuvent avoir des conséquences graves. Pour queces champignons puissent se développer, il fautcependant que les conditions décrites plus loinsoient satisfaisantes.

Les points les plus sensibles sont les assemblages.En raison de l’anisotropie extrême du bois, le cons-tructeur doit être particulièrement attentif lors dudimensionnement et de la conception des assem-blages. Au droit des assemblages, on observe géné-ralement les plus fortes sollicitations. De ce fait, lesdégâts liés aux dépassements de contraintes (écrase-ments, fissurations, ruptures) se rencontrent souventau voisinage des assemblages. Les causes produisantdes sollicitations anormales peuvent néanmoins êtrelocalisées en d’autres endroits, par exemple si l’on amodifié de façon inadéquate le système porteur ou sil’on a de la pourriture dans un élément porteur prin-cipal.


30

Tableau 2.6: Principales causes déclenchant des travauxd'entretien ou de renouvellement dans les structures enbois

Importance de l'humidité dans le bois par rapport auxproblèmes de corrosion.

Différences de potentiel s'il y a présence de différentsmétaux dans les assemblages.

Action corrosive de sels provenant de traitements fon-gicides ou ignifuges, de sel marin, etc.

Corrosion fissurante des aciers «inoxydables» dans unenvironnement contenant des chlorures.

Tableau 2.7: Problèmes liés à l'utilisation des moyensd'assemblages métalliques dans la construction en bois,selon [2.1].

L’eau n’a pas d’action nuisible directe sur le bois.Cependant, toutes les caractéristiques du bois sontinfluencées par l’eau ou par l’humidité du bois.Cette influence est particulièrement importantedans la zone dite de teneur en eau hygroscopique,c’est-à-dire lorsque l’on se trouve entre un bois tota-lement sec avec une teneur en eau (W = 0%) et unbois dont les fibres sont saturées (W = 27 à 35%selon l’essence considérée). Dans cette zone toutesles caractéristiques mécaniques et physiques dubois se trouvent modifiées. La teneur en eau du boisest définie par le rapport de la masse d’eau conte-nue dans le bois rapportée à la masse du bois à l’étatanhydre (W = 0%). Lorsque l’on dépasse la teneur eneau de saturation des fibres, c’est-à-dire lorsqu’unapport supplémentaire d’humidité est stocké dansles pores du bois sous forme liquide, les propriétésdu bois ne varient pratiquement plus. Dans la zonede teneur en eau hygroscopique le bois peut êtredégradé par des champignons.

La coloration du bois varie selon l’exposition (côtéexposé au soleil: brun; côté exposé au intempéries:gris). Ces modifications de teinte ne doivent pas êtreconsidérée comme des dégradations. Elles doiventdonc être soigneusement distinguées d’éventuellesmodifications de teinte pouvant accompagner desaltérations importantes (par ex. champignons).

Des informations complémentaires peuvent être trou-vées dans la littérature spécialisée, telle que [2.27].

Attaque par des champignons dégradant lebois

Pour qu’il y ait apparition de champignons dans lebois, il faut qu’il y ait une humidité importante pen-dant une longue durée (plusieurs semaines). Si lebois est totalement saturé d’eau, comme parexemple pour des éléments situés en permanencedans l’eau, les champignons ne peuvent pas appa-raître. Des températures élevées favorisent la crois-sance des champignons. Les conditions optimalesde croissance se situent entre 15°C et 35°C. Des tem-pératures inférieures à 0°C arrêtent la croissancemais ne sont pas nuisibles aux champignons. Desconditions particulièrement favorables pour lacroissance de certains champignons sont rencon-trées au centre des poutres dans lesquelles l’eaupeut s’infiltrer par le bois de bout (extrémité ouassemblage). Dans de tels cas on peut avoir unepourriture importante des pièces sans qu’aucunsigne visible extérieurement ne laisse présager decette dégradation.

Teinte foncée de la surface (moisissure gris foncé).Taches de rouille sur les moyens d'assemblages.Apparition de mousse, suintement ou algues.Croissance d'herbe ou de plantes, généralement liéeà l'accumulation de dépôts.Gonflement du bois.Surface tendre.Suintement lorsque l'on enfonce une pointe dans lebois.


31

Tableau 2.8: Indicateurs révélant la présence constanted'une humidité excessive et risque d'attaque par deschampignons selon [2.1]

Léger retrait de la surface (réduction du volume).

Odeur caractéristique.

Son creux ou sourd lorsque l'on tape avec un marteau.

Tableau 2.9: Signes extérieurs laissant présager d'uneattaque par des champignons.

Donner un coup de hache et provoquer une rupturelocale.Enfoncement d'un clou (le bois dégradé ne présenteque peu de résistance).Percer un trou, évaluer les copeaux et la résistance lorsdu percement.Carottage avec évaluation de l'échantillon prélevé.

Tableau 2.10: Méthode permettant le constat d'une dimi-nution de résistance, selon [2.1].

1892 Ordonnance: Charges, constructions métal-liques, surveillance

1903 Norme provisoire: Béton armé, surveillance1909 Ordonnance: Charges, béton armé, sur-

veillance1913 Ordonnance: Charges, constructions métal-

liques, surveillance1915 Ordonnance: Charges, béton armé, sur-

veillance1935 Normes SIA 112: Charges, constructions

métalliques, béton armé, surveillance, entre-tien

1956 Norme SIA 160: Charges, surveillance, entre-tienNorme SIA 161: Constructions métalliquesNorme SIA 162: Béton, béton armé et pré-contraint

1968 Norme SIA 162: Béton, béton armé et pré-contraint

1970 Norme SIA 160: Charges, surveillance, entre-tien

1976 Directive SIA 162/34: Résistance à la ruptureet dimensionnement des structures enbéton armé et précontraint.Directive SIA 162/35: Vérification de la sécu-rité à la rupture des pièces comprimées

1979 Normes SIA 161: Constructions métalliques1987 Recommandations SIA 169: Maintenance

des ouvrages de génie civil1989 Norme SIA 160: Actions sur les structures

porteusesNorme SIA 162: Ouvrages en bétonSN 640 930: Evaluation globale de l'état desouvrages d'art

1990 Normes SIA 161: Constructions métalliques

La destruction du bois par les champignons se tra-duit par une perte graduelle de la masse et de larésistance. Différents champignons sont en mesurede détruire le bois (par ex. pourriture brune, pourri-ture grise, etc.). Le bleuissement et les moisissuresen revanche ne jouent qu’un rôle esthétique, car leschampignons qui les provoquent ne sont pas enmesure d’altérer le bois.

Pour des teneurs en eau dépassant 18% le bleuis-sement ou les moisissures peuvent apparaître. Pourdes valeurs supérieures à 20% les champignonsdégradant le bois peuvent apparaître. Une teneuren eau de 30 à 50% est optimale pour le dévelop-pement de ces champignons.

2.3 Charges utiles et chargesde trafic

2.3.1 Généralités

En Suisse, les prescriptions concernant le dimen-sionnement, l’exécution et les essais de mise encharge des constructions, particulièrement pour lesponts routiers et ferroviaires, sont définies, par desordonnances du Conseil fédéral et par les normesdes associations professionnelles. Ces documentsfixent plus ou moins précisément les valeurs desactions ainsi que les résistances des différentsmatériaux. Le tableau 2.11 donne dans l’ordre chro-nologique les ordonnances et les normes traitantdes divers sujets énoncés.

Cette liste met en évidence les trois tendances appa-rues successivement durant cette évolution, et quisont:– les prescriptions relatives aux charges ont été

séparées de celles traitant des différents maté-riaux. Les charges ne sont donc plus fonction desmatériaux, mais seulement du type de construc-tion;

– les normes ont été subdivisées en fonction desdifférents matériaux;

– les prescriptions pour la surveillance et la main-tenance des ouvrages ont été extraites des docu-ments relatifs aux charges et aux matériaux pourêtre réglés séparément. Ce point met en évidencele fait que l’on ait pris conscience que non seule-ment le dimensionnement, mais égalementl’entretien doivent être fait avec le soin requis.


32

Tableau 2.11: Ordre chronologique de parution desordonnances et des normes.

Il faut encore ajouter que le principe de base dudimensionnement, proposé par les normes paruesaprès 1989, représente un changement fondamen-tal. Les premières normes parues en 1956 étaientbasées sur la comparaison des sollicitations élas-tiques avec les contraintes admissibles. Les direc-tives SIA 162/34, SIA 162/35 datant de 1976 ainsi quela révision partielle de la norme SIA 161, effectuéeen 1979, ont introduit un nouveau concept dedimensionnement pour lequel les vérifications sontbasées sur les résistances ultimes. La normeSIA 160 (1970) ne contenait pas encore d’indica-tions séparées des charges pour une vérificationdistincte de la sécurité structurale et de l’aptitude auservice. Ce n’est qu’avec la nouvelle norme SIA 160(1989) qu’il a été possible d’appliquer l’ensemble dunouveau concept de dimensionnement – vérifica-tion de la sécurité structurale au niveau ultime etvérification de l’aptitude au service au niveau d’uti-lisation (charges effectives).

Bien qu’il ne soit pas aisé de comparer les diffé-rentes charges qui ont été prescrites, nous allonsessayer de le faire ci-dessous. Les charges donnéesà l’époque en tonnes [t] ont été transformées en kilonewton [kN] (1t = 10 kN].

2.3.2 Charges utiles dans les bâtiments

L’évolution des charges utiles dans les bâtimentsest représentée au tableau 2.12. On remarque queles hypothèses de charges dans les bâtiments n’ontpratiquement pas varié entre 1913 et 1989.


33

Année Locaux Escaliers Salles Locauxd'habitation d'attente à bagageset de service

1913 2 – 4 41935 2 3 4 51956 2 3 4 51970 2 3 4 5

19891) 1.5 2 4 519892) 2 4 4 5

1) Valeur «courte durée» pour la vérification de l'aptitude auservice.

2) Valeur représentative pour la vérification de la sécuritéstructurale.

Tableau 2.12: Evolution des charges utiles dans le bâti-ment (valeurs en kN/m2).

2.3.3 Charges de neige

La figure 2.26 donne l’évolution des charges deneige. On constate que les valeurs ont considéra-blement augmenté. Cela peut être justifié par lesfaits suivants:– exploitation continue des mesures météorolo-

giques et densification du réseau des points demesures, depuis le début du siècle;

– augmentation du nombre de constructions enaltitude ou dans des régions présentant desenneigements exceptionnels;

– étude des dépôts de neige en fonction des formesde toiture et des conditions de vent;

– plusieurs cas de dégâts, résultant des charges deneige, durant les 20 dernières années.

2.3.4 Ponts ferroviaires

La comparaison des charges à prendre en comptepour les ponts ferroviaires à voie normale situés surdes lignes principales montre que l’introduction deswagons marchandises à quatre essieux a produit, sur-tout à partir de 1935, un accroissement considérabledes sollicitations (fig. 2.27). Les charges dues aux loco-motives s’est en revanche accrue de façon insigni-fiante depuis 1913, ce qui apparaît d’une part avec lacharge par essieu (de 200 kN à 230 kN) et d’autre partavec la charge convertie par mètre courant (de 100kN/m à 102,2 kN/m). En revanche on constate unediminution du coefficient dynamique (fig. 2.28).


34

Figure 2.26: Evolution des charges de neige fixées par lesnormes successives.

Figure 2.27: Evolution des charges dues au trafic ferro-viaire à voie normale fixées par les normes successives.

Figure 2.28: Evolution du coefficient dynamique pour lesponts ferroviaires fixé par les normes successives.

Charge de neige en kN/m2

Altitude en m

500 1000 1500

15

10

5

0

1989

1977

1956

1935

1913

1892

160

140

120

100

80

60

40

20

1892

1913

1935

1956

1970

1989

Charge [kN/m]

Année

Locomotives

Wagons marchandisesPortée en m

100

80

60

40

20

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1935

1956/70

1989

Coefficientdynamique ϕ en %

2.4. Actions du sol de fondation


Contrairement aux charges utiles liées aux bâti-ments et aux ponts qui sont largement connuesgrâce à des campagnes de mesures, il est très diffi-cile de déterminer les actions agissant effective-ment sur des fondations. Le problème majeur estde déterminer les caractéristiques du sol ou desroches, du fait qu’ils ne font pas partie des maté-riaux définis par les normes. La quantification desactions du sol de fondation est fonction du modèleadmis, c’est-à-dire des points suivants:– définition idéalisée des couches de terrains;– des paramètres admis pour le sol ou la roche

(caractéristiques mécaniques);– des conditions hydrologiques dans le sol et de sa

perméabilité.

Le nouveau concept de dimensionnement de la SIA160 (1989) prend en compte la définition du sol defondation dans l’évaluation des situations derisques. Dans les situations de risques liées aux pro-blèmes géotechniques, les sources de dangers(actions et réactions) doivent être combinées pourdéterminer le modèle de calcul et le risque encouru(fig. 2.29, 2.30). Les dangers peuvent être réperto-riés dans les trois familles suivantes:– problèmes de stabilité (poussée des terres, rup-

ture du fond de fouille, capacité portante, insta-bilité d’un talus);

– problèmes hydrologiques (perméabilité, pous-sée hydrostatique, poussée hydrostatique, circu-lation d’eau);

– problèmes de déformation (tassements, dépla-cements).


35

Figure 2.29: Schéma général des situations de risques,selon [2.28]

Figure 2.30: Situation de risque pour un dimensionne-ment, selon [2.28].

Dangers: Conduite WLSurcharge de terre PPoussée des terres EPoussée de l’eau UStratification SExcavation supplémentaire dTDéplacement δRésistance R............................................................................................................................

Couche

Couche

Situation de risque poussée active

Risque prépondérant: Poussée active EaRisque concomitants: Surcharge de terre P

Poussée d’eau Wa, WpPoussée des terres EpCouches S

Couche

Couche

Niveaude la nappe

En ce qui concerne l'étude des murs de soutènement,un système de drainage bien conçu et un examensérieux des problèmes posés par la fondation ont plusd'importance qu'une évaluation exacte de la pousséedes terres.

2.4.2 Problèmes de stabilité

Les problèmes de stabilité apparaissent principale-ment lorsque les points suivants sont définis defaçon insuffisante:– les conditions naturelles (par ex. composition des

couches, conditions hydrologiques, etc.);– la valeur des paramètres de cisaillement;– le comportement au cisaillement du sol (drainé,

non drainé);– importance du risque en cas d’instabilité.

Il en résulte que les hypothèses faites pour le méca-nisme de rupture (définition de la surface ou de lazone de rupture) ou pour la pression interstitiellepeuvent s’avérer fausses. La sous-évaluation despoussées de terre ou d’eau est certainement lacause la plus fréquente pour ce type de dégâts.

2.4.3 Influences hydrologiques

Perméabilité

Un grand nombre de nos sols sont fortement ani-sotrope du point de vue perméabilité. Lors de ladéfinition du modèle du sol de fondation, la défini-tion de la perméabilité joue un rôle important. Descouches, même très minces, avec des perméabili-tés différentes peuvent avoir une grande influence.Une fine couche étanche d’argile peut ainsi être lacause de la mise en pression d’une nappe phréa-tique. Inversement, une couche sablonneuse trèsperméable peut influencer considérablement lespoussées lors d’un abaissement de la nappe phréa-tique.

Poussée hydrostatique

Normalement la poussée hydrostatique ne posepas de problème sérieux du fait que sa valeur peutêtre déterminée relativement précisément. Des dif-ficultés peuvent néanmoins apparaître si:– les mesures sont manquantes ou imprécises;– les drainages ne fonctionnent pas.

Bien que la détermination de la poussée de l’eau nepose fondamentalement pas de problème, onobserve de nombreux dommages liés à cetteaction. Le fait d’avoir négligé la pression de l’eauainsi que les drainages manquants ou bouchés sontfréquemment les causes indirectes de dégâts.


36

Figure 2.31: Citation de Terzaghi (1961).

Circulation d’eau souterraine

Des problèmes apparaissent avant tout en rapportavec des modifications, naturelles ou artificielles,du niveau de la nappe phréatique. Un abaissementde la nappe produit une modification de l’état decontrainte dans le sol (fig. 2.32) qui peut produiredes tassements. Un rehaussement du niveau de lanappe peut être la cause d’infiltrations d’eau oud’humidité dans un bâtiment.

Infiltration

Des infiltrations d’eau de surface dans les sols peu-vent conduire à des dégradations sur des ouvragesexistants, dans la mesure où elles provoquent uneérosion interne du sol de fondation. Il peut en résul-ter des tassements ou des pertes de stabilité.

2.4.4 Tassements

Pour des ouvrages existants la cause de tassementpeut être liée à des modifications dans le sol résul-tant d’action internes ou externes (fig. 2.33). Lesconséquences peuvent être très variées comme parexemple limitation de l’aptitude au service (fonctionou esthétique), ou dans le cas extrême de la sécu-rité structurale.

Les tassements peuvent se manifester sous lesformes suivantes:– tassements linéaires, uniformes ou différentiels,

de l’ensemble d’un ouvrage;– tassements différentiels des diverses fondations

d’un même ouvrage;– combinaison des deux formes décrites ci-dessus.

L’exemple le plus connu de la première forme detassements décrite ci-dessus est certainement laTour de Pise, pour laquelle des tassements linéairesdifférentiels de la fondation, qui ont déjà débutédurant la construction, ont provoqué une inclinai-son générale de l’ouvrage. Les tassements se sontaccrus au cours des siècles.

Les causes des tassements peuvent être:– couches compressibles dans le sol de fondation,

éventuellement avec des épaisseurs de couchesvariables;

– abaissement du niveau de la nappe phréatique


37

Figure 2.32: Augmentation des contraintes dans le sol au-dessous d'une fondation suite à un abaissement de lanappe phréatique, avec les valeurs calculées des tasse-ments, selon [2.29].

Figure 2.33: Tassements linéaires différentiels résultantde conditions variables des caractéristiques géotech-niques du sol de fondation.

Dimensionsde la fondationa = 6.35 mb = 4.25 mp = 0.3 MN/m2

δ = 0.03 MN/m2∆ δz= 0.04

δy = 1.7

4.00

m3.

00 m

4.00

m

4.00

m

5.00

m5.

00 m

3.00

m2.

002.

00

z = 0

0.02

δz∆ δz δy

∆ S1 = 0.02 .200 = 0.15 cm2 .15

∆ S2 = 0.02 +0.04 .200 = 0.20 cm2 .30

∆ S3 = 0.04 .300 = 0.40 cm30

∆ S3 = 0.04 .300 = 0.40 cm30

ΣS = 1 cm

E3 =60 MN/m2

E2 =30 MN/m2

E1 =15 MN/m2

niveau de lanappe normal

niveaude la nappeabaissé

Limonorganique

Tourbe

Limonorganique

Gravier

0.7

1.8

1.0

15 cm Tassement

(par ex. en raison de fouilles dans un voisinageplus ou moins proche);

– retrait ou gonflement du sol;– gel;– dépassement de la capacité portante;– travaux dans le voisinage (mise en œuvre de

pieux, reprise en sous-œuvre, fouilles);– fondations différentes des diverses parties

d’ouvrages;– transformations ou modifications d’un ouvrage

existant;– travaux de percement sous un ouvrage existant

(tunnels, conduites).

Lors de l’évaluation il ne faut pas oublier les risquesimportants que représentent les dégâts au droit desintroductions des conduites (transition bâtiment-terrain).


38

Figure 2.34: Tour de Pise, exemple d'ouvrage penchésuite à des tassements différentiels du sol de fondation.

2.5. Actions exceptionnelles


Par «actions exceptionnelles» on entend les actionsimprévues qui peuvent agir soudainement sur unestructure porteuse [SIA 160]. Elles comprennententre autres les événements suivants:– l’action du feu;– les phénomènes naturels (tremblement de terre,

inondations, avalanches, glissements de ter-rains);

– dépassement des sollicitations résultant decharges excessives (par ex. charges utiles).

Les actions accidentelles résultant d’accident de lacirculation, comme par exemple chocs de véhiculessur une pile de pont, doivent, selon les risques, êtreprises en considération dans les plans d’utilisationet de sécurité, et donc dans le dimensionnement. Sile danger est faible, on peut toutefois admettrequ’une telle action présente un risque acceptable.Dans le tableau 2.13 on constate que pour 22% desdégâts analysés dans le cadre d’une étude, la causedu dégât avait été classée dans les risques accep-tables. Le problème du feu est traité ci-dessous defaçon plus approfondie.

2.5.2 Action du feu

L’action du feu peut provoquer des dégâts en rai-son des trois effets suivants:– les propriétés mécaniques des matériaux peu-

vent être modifiées temporairement ou définiti-vement;

– des efforts internes excessifs de certains élé-ments de constructions peuvent apparaître enraison de températures différentielles;

– les fumées, ou l’eau utilisée pour éteindre le feu,peuvent contenir des composés chimiques (parex. composés à base de chlore provenant de lacombustion de produits synthétiques) qui sonten mesure d’attaquer les matériaux de construc-tion (par ex. le béton ou l’acier) (fig. 2.35).


39

Tableau 2.13: Répartition, en pourcent, des causes dedégâts inventoriés dans le cadre d'une étude présentéedans [2.31].

pas considéré

considérations fausses

oubli et fautes

insuffisamment

risque acceptable

inconnu

… d

u no

mbr

e de

cas

,ra

ppor

té a

ux 7

23 c

as é

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és.

… d

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ût d

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égat

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s 72

3 ca

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Con

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tions

à l’o

rigi

ne d

es d

égat

s

Insu

ffisa

nt

Total

En pourcent …

52 64 55

100 100 100

10 20 32

22 8 10

16 8 3

Modification des propriétés des matériaux

Des températures élevées peuvent provoquer laruine complète d’une construction métallique, enraison de la diminution rapide du module d’élasti-cité et de la limite d’élasticité de l’acier (fig. 2.36).Des problèmes de stabilité peuvent alors apparaîtremême pour les charges de service normales.

Pour le béton, l’échauffement excessif peut pro-duire les différents types d’éclatements suivants :– éclats locaux en surface des agrégats, n’influen-

çant pas la résistance au feu;– éclats sous forme explosive, se produisant dans

les 30 premières minutes suivant le début del’incendie. Leur importance peut être variable etparfois amener une ruine prématurée de l’élé-ment (par ex. pour des piliers sollicités à la com-pression);

– décollements par plaque du béton, ne se produi-sant que dans une phase plus tardive, et qui sontdus à un accroissement progressif des dégrada-tions dans le béton.

Pour le bois, l’augmentation de la couche carboni-sée en surface inhibe la progression de la destruc-tion dans la partie centrale des poutres. Cet effetpositif a pour conséquence que les structures enbois présentent un risque moins important face àl’effondrement que les structures métalliques parexemple.

Contraintes internes

Des dégâts secondaires résultant de contraintesinternes sont principalement produits pour lesactions suivantes :– échauffements différentiels;– chocs thermiques dus à l’eau utilisée pour l’extinc-

tion d’un incendie;– déformations permanentes.


40

Figure 2.35: Variation de la teneur en chlorures dans lebéton, en fonction du temps, durant la combustion dePVC, selon [2.32].

Figure 2.36: Influence de la température sur la limite élas-tique, selon [2.33].

Tene

ur e

n ch

loru

res

0,18

0,12

0,06

0,00

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

Profondeur

10 20 30 40 50 60 70 mm

Mesure témoin

6 ans

3 ans

Teneur en chloruresdu béton d’origine

0,48 % Cl–Z

resp. 0,082 % Cl–B

Cl–ZCl–

B

Masse en %

Limite d’élasticité

Tem

péra

ture

crit

ique

de

l’aci

er

oC

550

500

450

200 300 400 N/mm2

2.6. Conception, exécution,surveillance et entretien


La conception et l’exécution d’un ouvrage ont unetrès grande influence sur sa durabilité. On ne doitcependant pas uniquement parler de fautes des pla-nificateurs ou des entreprises qui ont réalisél’ouvrage. Il est en effet souvent difficile, lors de laréalisation, de connaître exactement quelle estl’évolution des actions qui vont agir sur l’ouvrage.A posteriori en revanche, il est très facile de consta-ter que tel ou tel dégât aurait pu être évité par uneexécution différente. Les indications ci-dessous doi-vent mettre en évidence quelques points qui sontfréquemment les causes secondaires des dégâtsque l’on peut observer sur des ouvrages. Ces consi-dérations doivent également servir de base pourdes analyses d’ouvrages existants.

Précisons ici que les opérations systématiques decontrôle de qualité durant les phases de planifica-tion et d’exécution contribuent largement à ce qued’éventuels défauts soient repérés, corrigés oumodifiés.

2.6.2 Conception

Des erreurs grossières de dimensionnement sontrelativement rares de nos jours. L’étude construc-tive soignée peut en revanche avoir une influencedécisive sur la durabilité. Ce point est fréquemmentsous-estimé. Cette situation est certainement favo-risée par le manque de temps ou d’expérience desplanificateurs. Ci-dessous, nous énumérons suc-cinctement les causes pouvant engendrer desdéfauts.

Dimensionnement

– Hypothèses de calcul incomplètes ou fausses(par ex. faute ou oubli de vérification des calculsrelatifs aux sollicitations de transport ou de mon-tage).

– Erreurs grossières de calcul (par ex. faute dansles données).


41

Tableau 2.14: Répartition des causes provoquant desdégâts dans les différents domaines des travaux.

Installation, fouilles

Constructions provisoires

Structure porteuse

Second œuvre

Installations technique

Divers

… d

u no

mbr

e de

cas

,ra

ppor

té a

ux 6

29 c

as é

tudi

és.

… d

u co

ût d

es d

égat

sde

s 62

9 ca

s ét

udié

s.

… d

es 6

0 ca

s av

ec lé

sion

sco

rpor

elle

s.

Dom

aine

des

trav

aux

ayan

t déc

lenc

héle

s dé

gats

Total

En pourcent …

9 11 22

100 100 100

5 4 7

11 6 8

19 3 2

12 4 13

44 72 48

Figure 2.37: Au droit des changement brusques de sec-tion la répartition variable des masses peut produire desdéformations de retrait ou thermiques, différentielles etamener une fissuration indésirable.

– Modèle de calcul faux ou incomplet (par ex.modèle statique faux, vérification de la sécuritéstructurale sans vérification complémentaire del’aptitude au service ou de la durabilité).

– Estimation erronée des déformations dues auxvariations de température ou au retrait, parexemple pour la conception de la section et ladétermination du taux d’armature.

Construction

– Le type de construction choisi ne s’adapte pas àl’exécution.

– Choix défavorable du matériau.

– Défauts au niveau de la physique du bâtiment.

– Enrobage des armatures insuffisant pour lesactions en présence.

– Disposition des armatures (fig. 2.38):• problème de compactage du béton (passage

du vibrateur);• ouverture et répartition des fissures défavo-

rables;• zones soit disant «non sollicitées» sans arma-

ture.

– Evacuation de l’eau:• pente insuffisante ne permettant pas l’écoule-

ment de l’eau;• dimensionnement des sections de conduites;• disposition des conduites (par ex. modification

de pente en raison de tassements).

– Mauvaise évaluation des mouvements dus auxdilatations, aux tassements, et aux variations detempérature.

– Liaisons rigides de parties de sections variables(fig. 2.37) par exemple oubli de prise en comptedu retrait différentiel ou des gradients de tempé-rature.

– Mauvaise accessibilité et ventilation insuffisantede vides techniques ou de caissons.

– Dispositions insuffisantes pour permettre lecontrôle et le remplacement de certaines partiesd’ouvrages (par ex. appuis, joints de voies de cir-culation, d’ancrages permanents ou éléments desuspension de façades préfabriquées).

– Sections où l’économie a été poussée à l’extrême.

– Sollicitations supplémentaires ou points sen-sibles à la fatigue au droit d’éléments de cou-plage de la précontrainte.


42

Figure 2.38: Mauvaises dispositions de câbles de précon-trainte dans une section rectangulaire, ne permettant pasune vibration suffisante de la partie inférieure.

Fissures

Fissures

Zone mal compactée

Espacepour le passagedu vibrateur

2.6.3 Exécution

L’exécution joue un rôle déterminant pour la dura-bilité, et cela surtout pour les matériaux qui sontproduits et mis en œuvre directement sur le chan-tier. Dans ces cas, il faut penser que l’exécution sefait à l’air libre et non dans un laboratoire. Les pointsfaibles d’un ouvrage, liés à l’exécution, peuventbien être évités par des mesures sur le chantier,mais encore mieux par une bonne planification etune préparation soignée de l’exécution.– Enrobage insuffisant (par ex. nombre de taquets

insuffisants ou ligatures non recourbées)– Béton poreux (par ex. pas assez pervibré).– Reprises de bétonnages mal exécutée.– Composition du béton (par ex. quantité d’eau,

courbe granulométrique);– Cure du béton insuffisante ou inexistante;– Problèmes de bétonnage (par ex. surfaces

obliques, joints de coffrage).– Câbles de précontrainte mal ou pas injectés.– Etanchéité (par ex. exécution par mauvaise

conditions météo).– Utilisation de produits ou de modes de mise en

œuvre inadaptés.– Dégâts à la protection contre la corrosion qui ne

sont pas retouchés après le montage.– Soudures exécutées sur le chantier, dans des

conditions non contrôlées.– Application de peintures dans des conditions

inappropriées (par ex. humidité relative de l’airexcessive, gel, humidité du support).


43

Figure 2.39: Armature, dans le voisinage d'un joint de dila-tation, ayant été recourbée sur le chantier; résultat: grosnid de gravier et corrosion de l'armature.

Figure 2.40: Ligatures d'armatures non repliées produi-sant des zones où l'enrobage est insuffisant.

2.6.4 Surveillance et entretien

Le but de la surveillance et de l’entretien est dedétecter à temps les dégâts dus au vieillissement etaux agressions. A temps, signifie quand il estencore possible de prendre des mesures pour limi-ter l’évolution des dégâts, sans que le coût soitexcessif. De plus, il s’agit d’éviter les dégâts secon-daires (par ex. par des conduites défectueuses).

Les bases qu’il faut observer pour la surveillance etl’entretien, sont définies dans la recommandationSIA 169. Cette recommandation est actuellement enrévision. Parallèlement, une nouvelle recomman-dation (SIA 269) est à l’étude sur le même thèmemais dans le domaine de l’architecture.

Dans le cadre de la révision de la recommandationSIA 169, qui est actuellement encore en vigueur,plusieurs notions vont être changées. La figure 2.42donne la proposition de définition des nouvellesnotions à utiliser, élaborées par un groupe de tra-vail, en collaboration avec différentes commissions.

Si le propriétaire d’une construction néglige lestâches de surveillance, il assistera tôt ou tard à uneévolution non contrôlée des dégâts – parce qu’ilsont été découverts trop tard – où seules desmesures très importantes peuvent être efficaces.

Il est important que chaque propriétaire réalise quetout ouvrage et tout matériau de construction subitavec le temps des modifications qui peuvent engen-drer des dégâts. Cette constatation n’épargne pas lemeilleur des ouvrages.


44

Maintenance

Surveillance

– Surveillancecontinue

– Surveillancepériodique

Entretien

– Entretiencourant

– Entretienspécialisé

Renouvel-lement

– Renforce-ment

– Remplace-ment

Figure 2.41: Terminologie selon la recommandation SIA169.

Maintenance

Surveillance

– Observation

– Mesures decontrôle

– Inspection

Entretien

– Maintien enétat

– Remise enétat

– Restauration

Renouvel-lement

– Adaptation

– Transforma-tion

– Recons-truction

– Agrandis-sement

Figure 2.42: Terminologie nouvelle, proposée par ungroupe de travail en accord avec les commissions concer-nées, applicable au bâtiment pour les structures et les ins-tallations techniques.

2.7 Accroissement des exigences de confort

Notre société a connu durant les 50 dernièresannées un accroissement du confort incomparableà tout ce que l’on a pu connaître dans l’histoire. Leconfort nous a amené à avoir les moyens à dispo-sition nous permettant de rendre notre vie agréableet confortable. Nos exigences envers notre envi-ronnement construit s’est simultanément accru. Denombreuses situations qui paraissaient encoreacceptables il y a quelques dizaines d’années, nesont aujourd’hui plus même discutables (par ex.nids de poules sur les routes, fenêtres non étanches,constructions penchées, vibrations, etc.).

Des exigences plus élevées peuvent résulter d’unchangement d’affectation d’un bâtiment. Parexemple pour un bâtiment ou l’on veut installer desordinateurs il faut limiter les vibrations. Un impor-tant trafic, avec les ébranlements qui en découlent,peut rendre nécessaire le recours à des mesuresimportantes pour permettre à un ouvrage existantde répondre aux exigences actuelles.

Avec l’accroissement général du bien-être, les exi-gences relatives au standards de sécurité se sontnaturellement accrues. Cela s’exprime, tout aumoins partiellement, par des réglementations plussévères dans les normes. Un ouvrage existant peutde ce fait présenter une sécurité insuffisante faceaux exigences actuelles, bien qu’il ait lors de saconstruction satisfait aux conditions de l’époque etqu’il ait toujours été maintenu en bon état.

Une autre condition marginale exige lors de l’aus-cultation d’un ouvrage une attention particulière. Cesont les responsabilités pénales qui se sont accruesdurant les dernières décennies. Non seulementparce que le droit de porter plainte lors de dégâtsest utilisé plus fréquemment de nos jours, mais éga-lement en raison des jugements plus sévères desresponsabilités, observés ces dernières années.Cette tendance ne devrait pas s’inverser dans lesannées à venir.


45

Figure 2.43: De telles situations ne devraient pas devenirhabituelles.

Figure 2.44: Les exigences nouvelles ou modifiées résul-tant d'un changement d'affectation entraînent des adap-tations et des transformations adéquates de la substancebâtie.

Bibliographie

[2. 1] PI-BAT: Protection des ouvrages de génie civil, Office fédéral des questions conjoncturelles, Berne,OCFIM N° 724.455 f, 1992.

[2.2] Tripel. I., Wiederkehr P.: Etude du problème des précipitations acides en Suisse, Dissertation, EPFL,Marz 1983.

[2.3] Jungwirth D. u.a.: Dauerhafte Betonbauwerke, Beton-Verlag, Düsseldorf, 1986.

[2.4] Ladner M.: Zustandsuntersuchung von Bauwerken, EMPA Bericht Nr.116/3, EMPA, Dübendorf, 1 988.

[2.5] Hilsdorf H.K.: Beton, Beton-Kalender 1992, Verlag Ernst & Sohn, Berlin, 1992.

[2.6] Böhni H.: Korrosion und Korrosionsschutz von Stahl in Beton, in SIA Dokumentation D020, Zürich,1988.

[2.7] Nürnberger U. u.a.: Korrosionsschutz im Massivbau, expert verlag, Ehningen, 1991.

[2.8] Richartz W.: Die Bindung von Chlorid bei der Zementhärtung, Zement-Kalk-Gips, Heft 20, 1969.

[2.9] Schiessl P.: Schutzwirkung des Brückenbetons gegen Bewehrungskorrosion, insbesondere beiTausalzeinwirkung, Sachstandsbericht, Deutsche Bundesanstalt fur Strassenwesen, 1988.

[2.10] Hartl G.: Korrosion der Bewehrung bei Tausalzeinwirkung, Zement und Beton 1/1984.

[2.11] Elsener B.: Elektrochemische Methoden zur Bauwerksüberwachung, SIA Dokumentation D 020, SIA,Zürich, 1988.

[2.12] Bohni H., Elsener B.: Korrosionsbeständigkeit von Armierungen, SIA Dokumentation D 72, SIA,Zurich, 1984.

[2.13] Schiessl P.: Das besondere Problem der Risse im Beton, Korrosionsschutz im Ingenieurbau, VDIBericht 653, 1988.

[12.14] Schiessl P.: Einfluss von Rissen auf die Dauerhaftigkeit von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen,DAfStb Heft 370, Berlin, 1986.

[2.15] Hartl G., Lukas W. u. Rechberger P.: Korrosionsschutz der Betonbewehrung bei Tausalzeinwirkung,Bundesministerium für Bauten und Technik, Strassenforschung, Heft 311, Wien, 1987.

[2.16] Keller T.: Dauerhaftigkeit von Stahlbetontragwerken/Transportmechanismen /Auswirkungen vonRissen, Birkhauser Verlag, Basel, 1991.

[2.17] Rösli A., Harnik A.G.: Zur Frost- Tausalzbeständigkeit von Beton, Schweizer Ingenieur und Architekt,Nr. 46, 1979.

[2.18] Rösli A.: Frost- und Frosttausalzbeständigkeit von Beton, SIA Dokumentation D 72, SIA, Zürich, 1 984.

[2.19] Springenschmid R.: Erfahrungen bei der Verwendung von Luftporenbildern im Strassenbau,Betonwerk + Fertigteiltechnik, 8/1972.

[2.20] SIA: Einsatzvon «nichtrostenden Stählen» im Bauwesen, SIA Dokumentation D 030, Zürich, 1988.

[2.21] Centre suisse de la construction métallique: B3 Traitement de surface des constructions métalliques1984 (en révision) CSCM, Zürich.

[2.22] Korrosionskommission: C2, Richtlinien zum Korrosionsschutz erdverlegter metallischerAnlagen beiBauwerken oder anderen Installationen mit Fundamentarmierungen und Fundamenterdern, Zürich,1984.

[2.23] Korrosionskommission: C3, Richtlinien zum Schutz gegen Korrosion durch Streuströme vonGleichstromanlagen, Zürich, 1981.


46

[2.24] Vollrath F., Tathoff H.: Handbuch der Brückeninstandhaltung, Beton-Verlag, Düsseldorf, 1990.

[2.25] SIA: Grundlagen für den Nachweis der Ermüdungssicherheit in den Tragwerksnormen des SIA, SIADokumentation D 076, Zürich, 1991.

[2.26] Blaich J.: Bauschäden - Analyse und Verhütung, Vorlesung ETHZ Nr. 10-528, Abteilung fürArchitektur, Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, Dübendorf, 1992.

[2.27] Mönck W.: Schäden an Holzkonstruktionen, Verlag für Bauwesen, Berlin, 1987.

[2.28] Vollenweider U.: Die neuen SlA-Normen - Bedeutung für den Grundbau, SIA Dokumentation D 064,SIA, Zürich, 1990.

[2.29] Herth W., Arndts E.: Theorie und Praxis der Grundwasserabsenkung, Verlag Ernst & Sohn, Berlin,1985.

[2.30] Hilmer K.: Schäden im Gründungsbereich, Verlag Ernst & Sohn, Berlin, 1991.

[2.31] Schneider J, Matousek M.: Untersuchungen zur Struktur des Sicherheitsproblems bei Bauwerken,Bericht Nr. 59, Institut für Baustatik und Konstruktion, ETH Zürich, Birkhäuser Verlag, Basel, 1 976.

[2.32] Schiessl P.: Zweidimensionales Diffusionsmodell zur rechnerischen Erfassung der Chloridionen-diffusion im Beton, Internationales Kolliquium Chloridkorrosion, Wien, 1983.

[2.33] Fischer R.: Über das Verhalten von Zementmörtel und Beton bei höheren Temperaturen, DeutscherAusschuss für Stahlbeton, Heft 214,1970.

[2.34] R. Favre, D. Andrey et R. Suter: Maintenance des ouvrages d'art. Répertoire des dégâts apparents.EPFL-IBAP N° 124, 1987.

[2.35] SIA: Corrosion et protection contre la corrosion: Documentation SIA D 057, Zürich 1990.

[2.36] SIA: Durabilité du béton armé; origine des dégâts, prévention, assainissement. Documentation SIAD 89, Zürich 1985.

[2.37] SIA: Feuille de renseignements complémentaires SIA 2002: Inspection et remise en état des élémentsde construction en béton; SIA, 1990, Zürich.

[2.38] R. Favre, D. Andrey et R. Suter: Maintenance des ouvrages d'art; méthodologie de surveillance: EPFL-IBAP, mandat de recherche 32/82, juin 1987.

[2.39] R. Favre, R. Suter et D. Andrey: Maintenance et réparation des ouvrages d'art, EPFL-IBAP, 1989.


47

3.1 Buts 51

3.2 Phases d'une auscultation 52

3. Buts et phases de l'auscultation

49



51


Figure 3.1: Situation initiale pour une auscultation.

3.1 Buts

L’auscultation d’un ouvrage existant doit, en pre-mier lieu, déterminer si la sécurité structurale etl’aptitude au service sont assurées et si elles le res-teront dans le futur (fig. 3.1). La réponse à cettequestion est difficile à apporter pour deux raisons:– dans la majorité des cas, il faut d’abord définir les

exigences requises d’un ouvrage. Des prescrip-tions relatives à ce problème, (normes, directives,etc.) manquent encore aujourd’hui dans la majo-rité des cas;

– dans le cadre de l’auscultation d’un ouvrage onattend généralement implicitement que l’ondonne un pronostic sur l’évolution de l’état. Pource faire, il faut tenir compte de facteurs tels quel’environnement, l’évolution des dégâts, lesinfluences réciproques des diverses compo-santes de l’ouvrages, etc. Une évaluation avecune bonne projection dans le futur est naturelle-ment difficile à établir.

Un autre but de l’auscultation est l’établissementd’un document répertoriant les dégâts constatés.Ce document devrait être établi sur la base de visitesrégulières. Connaissant l’évolution des dégâts entredeux auscultations, il devient plus aisé d’évaluerl’état et de faire une projection dans le futur. Unrelevé systématique représente également unebase importante pour la recherche et le développe-ment. Ces données permettent en effet de tirer desconclusions sur le comportement général desouvrages. Ces données peuvent servir de base pourl’élaboration de prescriptions techniques traitant deconstructions nouvelles ou de l’entretien.

Pour atteindre ces objectifs, nous présentons etcommentons ci-dessous un organigramme don-nant la marche à suivre systématique pour l’aus-cultation d’un ouvrage existant, y compris lesphases précédant et suivant cette intervention.

Cet ouvrage est-ilencore sûr ?Est-il encore utilisable ?

3.2. Phases d’une auscultation

La figure 3.2 définit les phases par lesquelles il fautpasser lors de l’assainissement d’un ouvrage. Seloncet organigramme, la maintenance comprend lesactions allant du déclenchement de l’auscultationjusqu’à la réalisation d’éventuelles mesuresd’entretien ou de renouvellement. L’auscultationproprement dite comprend les phases «Prépa-ration», «Constat de l’état» et «Evaluation de l’état»(partie tramée de la fig. 3.2). Fréquemment, on estamené lors de l’auscultation à établir des recom-mandations sur les mesures à prendre, ce qui se faitgénéralement dans le cadre d’un même mandat.Précisons déjà ici que le propriétaire peut avoir desbuts prioritaires qui peuvent être en conflit et doncempêcher l’élaboration ou la réalisation de cesmesures (par ex. réflexions économiques). Leslosanges de la figure 3.2 indiquent que les résultatsde la phase de travail qu’ils précèdent doivent géné-ralement être soumis au propriétaire pour qu’unedécision puisse être prise pour le déroulement de lasuite des opérations. Lors de ces choix, l’ingénieurdoit conseiller et soutenir le propriétaire. On noteégalement à la figure 3.2 que dans certains cas, ledéroulement complet ou partiel peut être répétéplusieurs fois, c’est-à-dire que l’on doit procéder paritérations successives.

Nous présenterons ci-dessous les différentesphases de la maintenance. Les développementsseront plus succincts pour les phases «Prépa-ratoires», «Constat de l’état» et «Evaluation del’état», du fait qu’elles seront traitées en détail dansles chapitres 4 à 6.


52

Figure 3.2: Phases successives de la maintenance d'ouvrages existants.


53

Déclenchement (par le propriétaire)

Recommandation surles mesures à prendre

Réalisation(projet et exécution)

Préparation(concept/programme

de l’auscultation)

Evaluation de l’état

Constat de l’état/Inspection

Verifications(calculs)

Auscultation

Maintenance

V. Responsabilité du propriétaire

679. Celui qui est atteint ou menacé d'un dom-mage parce qu'un propriétaire excède son droit, peutactionner ce propriétaire pour qu'il remette les choseen l'état ou prenne des mesures en vue d'écarter ledanger, sans préjudice de tous dommages-intérêts.

E. Responsabilité pour des bâtiments etautres ouvragesI. Dommages-intérêts

58. 1 Le propriétaire d'un bâtiment ou de toutautre ouvrage répond du dommage causé par desvices de construction ou par le défaut d'entretien.

2 Est réservé son recours contre les per-sonnes responsables envers lui de ce chef.

2. Responsabilité pour une bonne et fidèleexécution

a. En général398. 1 La responsabilité du mandataire est sou-mise, d'une manière générale, aux mêmes règles quecelle du travailleur dans les rapports de travail.

2 Le mandataire est responsable envers lemandant de la bonne et fidèle exécution du mandat.

3 Il est tenu de l'exécuter personnellement,à moins qu'il ne soit autorisé à le transférer à un tiers,qu'il n'y soit contraint par les circonstances ou quel'usage ne permette une substitution de pouvoirs.

399. b. En cas de substitution1 Le mandataire répond, comme s'ils étaient

siens, des actes de celui qu'il s'est indûment substitué.

2 S'il avait reçu le pouvoir de se substituerquelqu'un, il ne répond que du soin avec lequel il achoisi le sous-mandataire et donné ses instructions.

3 Dans les deux cas, le mandant peut fairevaloir directement contre la personne que le manda-taire s'est substituée les droits que ce dernier a contreelle.

Déclenchement

L’article 679 «Responsabilité du propriétaire», duCode civil suisse (CC) et l’article 58 «Responsabilitépour des bâtiments et autres ouvrages» du Codedes obligations suisse (CO) ainsi que la nécessitéd’assurer la sécurité des personnes et de garantir larentabilité financière optimale à long terme,devraient amener les propriétaires à apporter uneattention particulière à l’entretien de leurs ouvrages(fig. 3.3).

Le premier pas pour l’accomplissement de cettetâche est de procéder à une auscultation. Dans lecas idéal, les intervalles entre les auscultations sontdéfinis dans ce que l’on appelle le programme desurveillance (selon la recommandation SIA 169) quifait partie intégrante du dossier de l’ouvrage.

Pour de nombreux ouvrages existants, ces pro-grammes de surveillance n’existent pas encore. cequi implique que le propriétaire doit organiser uneauscultation sans qu’il puisse se référer à de tellesindications.

Dans un cas normal, le propriétaire va mandater uningénieur pour procéder à cette auscultation. Lesraisons aboutissant à cette prise de décision peu-vent être très diverses:– auscultation périodique: inspection principale,

intermédiaire et spéciale (selon recommanda-tions SIA 169);

– dégâts dus à des actions exceptionnelles (par ex.choc résultant d’un accident, affaissement suiteà des inondations);

– changement d’affectation;– erreurs dans le dimensionnement ou dans l’exé-

cution;– dégâts dus au vieillissement;– etc.

En acceptant un mandat d’auscultation, l’ingénieurs’engage à endosser une lourde responsabilité.Avec l’attribution d’un mandat d’auscultation le pro-priétaire transfère une partie de ses responsabilitésde Maître d’ouvrage à son mandant. La nature desrelations entre le propriétaire et l’ingénieur est enrègle générale un contrat simple au sens de l’article394.2 du Code des obligations. La responsabilitépénale en cas de litige est donc définie par l’article398 CO (fig. 3.3).


54

C.C. art. 679

C.O. art. 58

C.O. art. 398 + 399, extrait des obligations d'un man-dataire dans un contrat simple

Figure 3.3: Bases légales.

Pour atteindre un résultat satisfaisant, il est impor-tant que le mandat soit défini précisément avant ledébut effectif des opérations. Dans la majorité descas, il est judicieux que l’ingénieur conseille le pro-priétaire pour la formulation du contrat. Particu-lièrement pour des ouvrages importants, il est rai-sonnable et même nécessaire que l’ingénieur fasseune visite sur place avant de passer à la formulationde contrat. L’ingénieur a également intérêt à ce quela formulation soit aussi précise que possible. Parl’acceptation d’un tel mandat, l’ingénieur peut, danscertaines circonstances, être rendu responsable encas de dégâts provoqués par l’ouvrage ausculté.

Les principales questions auxquelles la formulationdu contrat doit répondre, sont (fig. 3.4):– Quelles sont les informations que l’on attend de

l’auscultation (par ex. évaluation de la sécuritéstructurale, pronostics sur l’évolution des dégâts,proposition de mesures à prendre)?

– Quelle est l’ampleur de l’auscultation (par ex.examen visuel, prise d’échantillons, essais decharge)? En premier lieu, l’ampleur dépend del’état de l’ouvrage, des conditions de l’environ-nement, ainsi que des buts particuliers que l’onpeut fixer pour une auscultation. Il faut cependantnoter qu’il existe un lien très étroit entre, d’unepart l’étendue de l’auscultation et la valeur desrésultats qui en découlent et, d’autre part la quan-tité de travail à fournir. Ce point doit être analyséet discuté avec le propriétaire lors de la prépara-tion. Les délais par exemple pour la remise desrésultats, jouent également un rôle important. Onpeut donc généralement conseiller de procéderpas à pas, selon un schéma qui devrait si possibleêtre prévu dans la formulation du contrat.

– Quel est le coût estimé et quel est le planning desopérations? En plus du coût estimé et des délais,il faut définir la marche à suivre au cas où, soit lesmoyens prévus ne sont pas suffisant, soit lesdélais ne peuvent pas être tenus.

– Existe-t-il encore d’autres conditions marginalesà respecter? (par ex. règlement du trafic pourl’auscultation de ponts).

– Quel est le contenu du document d’auscultationqui doit être remis à la fin de l’observation (parex. photos, calculs de rentabilité pour différentesvariantes de mesures à prendre)?

Prestations à fournirConditions marginalesCoûtsDélaisDocuments à fournirOrganisation du projetCheminement des informations


55

Figure 3.4:Points principaux qui doivent être réglés dansle contrat entre le propriétaire de l'ouvrage et l'ingénieur.

Préparation (voir aussi chapitre 4)

Dans le cadre de la préparation, les travaux suivantsdoivent être effectués (fig. 3.5):– visite de l’ouvrage à évaluer et de son environ-

nement immédiat (au cas où cela n’a pas été faitavant l’attribution du mandat). Cette opérationpermet d’avoir une première impression surl’ouvrage;

– collecte de documents de base tels que le dossierde l’ouvrage, les plans, les calculs statiques, lesplans de sécurité et d’utilisation, les documentsrelatifs à d’éventuels auscultations ou assainis-sements antérieurs, etc.;

– étude des documents de base. Il s’agit de définirquelles sont les données dont on dispose et cellesqui sont manquantes;

– mise au point d’un concept d’auscultation. Enpartant des résultats que l’on attend à la fin del’auscultation on détermine les données et lesinformations nécessaires;

– mise au point d’un programme d’auscultation. Ils’agit ici de déterminer les moyens nécessaires àl’auscultation, (technique d’auscultation, écha-faudages, etc.) de localiser précisément les pointsoù l’on veut faire d’éventuels prélèvementsd’échantillons, d’évaluer les coûts pour l’accom-plissement du programme, etc.

Constat de l’état (voir aussi chapitre 5)

Le premier pas d’une auscultation consiste à pro-céder à une planification détaillée des opérations.Cela comprend entre autre un planning précis desinterventions, la recherche des appareils et moyensaccessoires nécessaires, la gestion du personnel, laplanification des mesures de circulation, etc. A lasuite. On collecte ensuite les informations néces-saires sur place. Pour ce faire, on peut avoir recours,selon les besoins, à des mesures allant de la simpleauscultation visuelle – avec bien sûr l’utilisationd’outils simples tels que marteau – à des cam-pagnes complexes d’essais de charges comprenantun réseau de capteur de déplacements liés à unordinateur permettant la saisie et le traitement desdonnées in situ.


56

Figure 3.5: Travaux préparatoires.

ARCHIVES

Programmed’auscultation

Lors de la collecte des données, il faut prêter uneattention particulière à l’enregistrement et au clas-sement des informations (fig. 3.6). En négligeant cepoint, la valeur des conclusions que l’on peut tirerdes mesures décroît rapidement. Ce point estimportant en prévision de l’exploitation des don-nées pour l’évaluation de l’état qui se fait au bureauainsi qu’en prévision, d’auscultations futures dumême ouvrage permettant de constater l’évolutiondes dégâts.

Evaluation de l’état (voir aussi chapitre 6)

Dans l’évaluation de l’état, on fournit, sur la basedes données et des informations collectées, desréponses aux questions du propriétaire, relatives àl’état ainsi qu’à son évolution. S’il n’est pas pos-sible, sur la base des données recueillies, d’appré-cier certains points, il faut – si les moyens et le tempsle permettent – procéder à des relevés complé-mentaires. Si cette étape supplémentaire ne peutpas être effectuée, il faut soumettre au propriétaireles résultats incomplets et discuter le déroulementfutur des opérations.

Recommandations sur les mesures à prendre

Dans beaucoup de cas le propriétaire demande àl’ingénieur de faire, sur la base de l’évaluation del’état, des propositions sur le déroulement futur desopérations.

Comme le montre la figure 3.7 (page suivante), lespectre des propositions possibles peut s’étendrede «ne rien faire» à la prise de mesures immédiates(par ex. fermeture au trafic d’un pont). Pour quel’ingénieur puisse proposer des mesures qui aientun sens, il faut que du côté du propriétaire on luifournisse des données relatives à l’utilisation futurede l’ouvrage tels que le type ou la durée d’utilisa-tion, etc. Il faut aussi connaître les autres conditionsmarginales pour lesquelles on veut prendre desmesures, comme par exemple:– «Les mesures proposées doivent permettre

d’assurer la sécurité de l’ouvrage durant les cinqprochaines années»;

– «L’ouvrage doit être préservé à long terme. Lesmesures proposées doivent être économiques àlong terme»;

– «L’aspect esthétique de l’ouvrage doit répondreaux exigences suivantes: .......»;


57

Figure 3.6: Exemple de formulaire pour procéder à l'in-ventaire des dégâts.

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appuis

joint

murs d’aile

piliers

appuis

fondation

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trottoir

parapet

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câbles

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joints dilat.

Constat des dégâts, des défauts et des manques

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2)

Localisationcomplémentaire

fissures surfaces visibles

– «Les mesures proposées doivent répondre, dupoint de vu protection de l’environnement, auxexigences suivantes: .......»

Il est souhaitable que ces indications soient déjàcomprises dans la formulation du contrat pourqu’elles puissent être prises en considération dèsles premières étapes de l’auscultation. Ces donnéesinitiales peuvent en effet influencer les buts àatteindre par l’évaluation de l’état. Elles se répercu-tent donc sur les travaux préparatoires et sur lechoix du type d’auscultation à entreprendre.

Réalisation

Sur la base des recommandations de l’ingénieur etdes décisions du propriétaire, il est possible dedébuter l’éventuelle planification et finalementl’exécution des travaux d’assainissement ou derenouvellement. En vue d’auscultations futures, ilest important que les mesures exécutées soientrichement documentées et que ces pièces soientjointes au dossier de l’ouvrage.


58

Figure 3.7: Spectre des mesures que l'on peut envisager.

Dans ce cas, des mesuresde maintenance ne sont

pas indispensables !

4.1 Définition de la préparation 61

4.2 Base de la préparation 61

4.3 But de la préparation 61

4.4 Déroulement de la préparation 624.4.1 Visite de l'ensemble de l'ouvrage et de son environnement immédiat 624.4.2 Etude du dossier de l'ouvrage 624.4.3 Etude des hypothèses de charges et définition des actions exceptionnelles 654.4.4 Etude de documents relatifs à des inspections ultérieures 664.4.5 Concept de la détermination de l'état et ampleur de l'auscultation 674.4.6 Limitation de l'utilisation 694.4.7 Concept de l'évaluation 69

4.5 Résultats des travaux préparatoires 70

4. Préparation de l'auscultation

59


4.1. Définition de la préparation

La préparation est la première phase de l’ausculta-tion d’un ouvrage existant. Elle sert de base pour leconstat et l’évaluation de l’état.

Dans la préparation il s’agit de planifier en détail lesphases suivantes que sont, le constat et l’évaluationde l’état. La préparation doit permettre à l’ingénieurmandaté de faire plus ample connaissance avecl’ouvrage pour que le constat et l’évaluation de l’étatpuissent être faits de façon ciblée, avec les infor-mations nécessaires et des moyens optimaux.

4.1. Base de la préparation

Avant de débuter la préparation, les points suivantsdoivent être réglés entre le propriétaire et l’ingé-nieur:– formulation du mandat dans lequel les presta-

tions de l’ingénieur et du mandant sont décritesprécisément;

– limites des tâches, dans la mesures où elles peu-vent être appréciées lors de l’attribution du man-dat;

– organisation du projet avec définition du flux desinformations.

Les formulations de ces différents points obligent,autant le propriétaire que l’ingénieur, à se poser cesquestions fondamentales. Les conditions margi-nales sont ainsi clairement notifiées dès le début del’auscultation. On réduit ainsi le risque que le pro-priétaire et l’ingénieur aient des représentations dif-férentes des tâches à accomplir.

4.3 But de la préparation

Le but de la préparation est:– de déterminer l’état exigé de l’ouvrage sur la base

du dossier de l’ouvrage dont on dispose entenant compte des éventuels changementsd’affectation;

– de clarifier quelles peuvent être les modificationsdes matériaux de construction, de l’affectation,des actions et des risques durant la vie passée etfuture de l’ouvrage;


61



62

– d’établir un concept pour le constat de l’état etpour l’évaluation de l’état;

– d’établir une base décisionnelle en collaborationavec le propriétaire pour les phases à venir del’auscultation.

La préparation est un instrument de planification.Les résultats de ces travaux doivent être rédigéssous forme d’un rapport qui permet d’orienter,autant le propriétaire que l’ingénieur sur les buts,les méthodes et les intentions de l’auscultation.

4.4 Déroulement de la préparation

La préparation d’une auscultation se décomposegénéralement ainsi:

4.4.1 Visite de l’ensemble de l’ouvrage et de son environnement immédiat

Le but de la visite est de se faire une première idéede l’état de l’ouvrage, de définir l’accessibilité auxdifférentes parties d’ouvrage et de détecter leszones particulièrement critiques. Déjà à ce stade, ilest conseillé de prendre des photos qui peuvent êtretrès utiles pour la suite des opérations.

Il est important de ne pas seulement observer sépa-rément les différentes parties de l’ouvrage maiségalement l’ensemble de l’ouvrage, y compris sonenvironnement immédiat. Il est cependant clair quela visite n’est pas une inspection, mais seulementun constat visuel.

4.4.2 Etude du dossier de l’ouvrage

C’est la tâche de l’ingénieur de se procurer toutesles informations accessibles par des moyens rai-sonnables. Même des éléments qui peuvent sem-bler insignifiants au début, peuvent s’avérer êtredes sources importantes d’informations en cours del’auscultation. Lors de l’étude du dossier del’ouvrage, un ingénieur expérimenté peut souventdéjà déceler les points faibles ou problématiquesd’un ouvrage. Des exemples pour de telles obser-vations sont: enrobage de l’armature, qualité dubéton, étanchéités et leur raccords, joints, systèmes

Dossier de l'ouvrage terminé

Objectif:– Remise au mandant des documents nécessaires à

l'exploitation et à l'entretien de l'ouvrage

Prestations ordinaires:– Report sur les principaux dessins de l'ouvrage, des

modifications intervenues en cours de réalisation– Recueil des dessins mis à jour par les profession-

nels spécialisés, des schémas, des consignes d'ex-ploitation et d'entretien et d'autres documents éma-nant d'entrepreneurs et de fournisseurs

– Etablissement et remise au mandant du dossierréunissant ces documents.

Tableau 4.1: Dossier de l'ouvrage terminé faisant partiedes prestations à fournir par les architectes (extrait de lanorme SIA 102).

Plan de sécurité

Les situations de risque à prendre en compte pour lastructure porteuse sont réunies dans un plan de sécu-rité, lequel définit les mesures permettant d'assurer lasécurité.

On doit envisager une ou plusieurs mesures, parmi lessuivantes:– mesures agissant à l'origine du risque;– surveillance, contrôle ou système d'alarme;– prévoir une capacité portante suffisante.

Le plan de sécurité contient par exemple:– les situations de risque;– les mesures prévues;– les qualités du sol de fondation considérées;– les hypothèses de calcul les plus importantes;– les risques acceptés.

Il sert de document de référence, par exemple pour:– le calcul, le dimensionnement et les dispositions de

construction;– le choix de matériaux appropriés;– le programme de contrôle pour l'exécution;– la surveillance et l'entretien.

L'étendue et le contenu du plan de sécurité sont fonc-tion de l'importance de la structure et du risqueencouru.


63

d’évacuation de l’eau, etc. Il est également possiblede trouver, déjà à ce stade, des rapports entre desdéfauts ou des dégâts constatés lors de la visite etles exigences requises dans le dossier de l’ouvrage.Dans tous les cas, le dossier de l’ouvrage donne desindications sur les parties de l’objet qu’il faudra ana-lyser avec un soin particulier lors de l’auscultation.

Le problème réside toutefois dans le fait que le dos-sier de l’ouvrage est souvent incomplet ou inexis-tant. Autant le règlement concernant ces presta-tions et honoraires des architectes (SIA 102) queceux relatifs aux ingénieurs (SIA 103), exigentactuellement que des plans définitifs d’exécution,comprenant les modifications intervenues durant lechantier, soient remis au maître de l’ouvrage. Lesanciennes normes ne prêtaient que peu d’impor-tance à ce problème. Cela explique pourquoi pourdes constructions plus anciennes les dossiersd’exécution ne sont que rarement disponibles.

C’est aux ingénieurs et aux propriétaires d’ouvragesde prêter une plus grande attention à cette partie desprestations. Moins on a d’éléments et d’informa-tions dans le dossier qui est à disposition pour uneauscultation plus les contrôles et les études devrontêtre approfondis lors des inspections à venir.

Le dossier de l’ouvrage, qui doit être à dispositionpour l’auscultation d’un ouvrage, doit comprendreles documents suivants:

Documents techniques:– la liste des pièces du dossier;– les plans de sécurité et d’utilisation;– les règles d’utilisation;– les programmes de surveillance et d’entretien;– la mémoire technique.

Documents d’exécution:– plans de l’ouvrage exécuté y compris les modifi-

cations et les adaptations du projet durant la réa-lisation;

– les notes de calcul;– les rapports d’expertises;– la liste des normes, règlements, directives et

recommandations appliqués;– la liste des ingénieurs, des spécialistes et des

entreprises ayant participé à la réalisation del’ouvrage;

Tableau 4.3 Définition du plan de sécurité (extrait de lanorme SIA 160).

Dossier de l'ouvrage exécuté

Objectif:– Documentation sur l'ouvrage réalisé.

Prestations ordinaires:– Mise à jour des principaux dessins d'exécution,

avec report des modifications;– Récolte des dessins, document et instruction de ser-

vice et d'entretien, mis à jour par les professionnelsspécialisés, les entrepreneurs et les fournisseurs;

– Collecte des documents nécessaires à l'exploitationet à l'entretien, remise de ceux-ci au mandant.

Tableau 4.2: Dossier de l'ouvrage exécuté faisant partiedes prestations à fournir par les ingénieurs (extrait de lanorme SIA 103)

Les états d'utilisation à prendre en compte pour lastructure porteuse sont réunis dans le plan d'utilisa-tion, lequel définit également les mesures permettantd'assurer l'aptitude au service.

Il faut prévoir les mesures suivantes:– choix d'un matériau approprié;– choix judicieux des dispositions de construction;– le cas échéant, le calcul et le dimensionnement

selon paragraphe 3.3;– exécution soignée et conforme aux plans;– surveillance et entretien appropriés.

L'aptitude au service sera avant tout assurée par desdispositions de construction et le choix de matériauxappropriés.

Le plan d'utilisation contient, par exemple:– la durée de service prévue;– les états d'utilisation;– les exigences relatives à l'aptitude au fonctionne-

ment, à la durabilité et à l'aspect;– les mesures prévues;– les hypothèses de calcul les plus importantes.

Il sert de document de référence, par exemple pour:– le calcul, le dimensionnement et les dispositions de

construction;– le programme de contrôle pour l'exécution;– la surveillance et l'entretien.

L'étendue et le contenu du plan d'utilisation sont fonc-tion de l'importance de la structure.

– les analyses et les résultats d’études géotech-niques;

– les résultats des mesures des mouvements et desdéformations;

– les protocoles de mise en tension des câbles deprécontrainte;

– les résultats d’auscultations antérieures;– les documents relatifs à des entretiens et des

assainissements antérieurs.

Documents de nature juridique:– contrats et rapports concernant la construction;– tableaux récapitulatifs du décompte final des

frais de construction.

Les documents du dossier de l’ouvrage doivent êtremis à jour à la fin des travaux d’entretien aussi bienqu’en cas de modifications, transformations, renou-vellements ou démolitions partielles.

Le dossier de maintenance est constitué d’extra-its du dossier de l’ouvrage et devrait contenir lesdocuments suivants:– la liste des pièces contenues dans le dossier de

l’ouvrage;– les règles d’utilisation;– le programme de surveillance;– le programme d’entretien.

Le dossier de maintenance doit également être misà jour en permanence.


64

Tableau 4.4: Définition du plan d'utilisation (extrait de lanorme SIA 160).

Dossier de maintenance

Le dossier de maintenance est constitué d'extraits dudossier de l'ouvrage et doit contenir tous les docu-ments nécessaires à la surveillance et à l'entretien.

Il contient au moins:– la liste des pièces du dossier de l'ouvrage;– les règles d'utilisation;– le programme de surveillance;– le programme d'entretien.

Le dossier de maintenance doit être tenu à jour.

Tableau 4.5: Définition du dossier de maintenance (extraitde la recommandation SIA 169).

4.4.3 Etude des hypothèses de charges et définition des actions exceptionnelles

L’étude des hypothèses de charges est nécessairesi l’un des points énumérés ci-dessous demandeune vérification:– dépassement des sollicitations visibles sur

l’ouvrage;– dégradations ou décompositions dues au vieillis-

sement ou à l’usure;– dégâts ou dégradations dus à des actions excep-

tionnelles ou à des accidents;– changement d’affectation;– incertitude, après estimation de la sécurité struc-

turale et de l’aptitude au service tenant comptede nouvelles charges utiles ou de nouveauxmatériaux et modes de construction.

Selon la situation, il peut être indiqué de faire un pasde plus, en procédant à la vérification des calculsstatiques. Les hypothèses et simplifications desmodèles de calculs que l’on peut être appelé à fairedoivent être soigneusement analysées, et éventuel-lement adaptées aux nouvelles situations, avantd’être reprises.

Il faut noter que des modèles de calculs qui ont étéfaits sur la base d’hypothèses trop défavorables etqui semblent inadaptés à l’ouvrage, peuvent s’avé-rer judicieux au moment de l’évaluation de l’état dela structure.

Règles d'utilisation

Les règles d'utilisation regroupent les éléments desdocuments de base destinés aux propriétaires et auxutilisateurs. Elles contiennent par exemple:– les charges utiles (catégorie ou valeurs nominales,

voir norme SIA 160);– les gabarits;– les déformations admises du sol de fondation;– les conditions particulières d'utilisation.

Si nécessaire, les charges utiles doivent être affichéesou limitées par des mesures d'ordres techniques.

Il s'agit en particulier:– d'afficher les charges utiles nominales dans les

entrepôts et locaux de fabrication;– de limiter l'accès aux surfaces appartenant à la caté-

gorie E (voir norme SIA 160).

Cette règle s'applique également aux ouvrages etstructures porteuses pour lesquels une réduction descharges est rendue nécessaire par les résultats de lasurveillance.

Si l'utilisation effective de l'ouvrage s'écarte des condi-tions prévues ou lorsque l'ouvrage fait l'objet de modi-fications ou subit des dommages, les règles d'utilisa-tion doivent être adaptées.


65

Tableau 4.6: Définition du plan d'utilisation (extrait de larecommandation SIA 169).

Programmes de surveillance et d'entretien

Le programme de surveillance est établi sur la basedes plans de sécurité et d'utilisation et des expériencesfaites lors de l'élaboration du projet et lors de l'exécu-tion de l'ouvrage. Il contient notamment la liste despoints qui doivent être soumis à une surveillance par-ticulière et la périodicité des inspections.

Les mesures prises ou à prendre pour réduire les dom-mages inhérents aux risques acceptés (voir le plan desécurité) doivent être clairement définies dans le pro-gramme de surveillance.

Le programme d'entretien est établi sur la base du plande sécurité, du plan d'utilisation et du programme desurveillance. Il contient notamment la liste des travauxd'entretien.

Tableau 4.7: Définition du programme de surveillance etd'entretien (extrait de la recommandation SIA 169).

Inspections principales

Les inspections principales consistent à contrôler unouvrage de façon systématique, à intervalles réguliers,afin de dresser un bilan complet de son état et de soncomportement.

La fréquence, le mode et l'ampleur des inspectionsprincipales dépendent de l'importance, de la com-plexité, de l'état, des matériaux de construction, ducomportement et du taux d'utilisation de l'ouvrage. Lapremière inspection principale a lieu généralementavant l'expiration du délai de garantie.

L'intervalle entre les inspections principales fixé par leprogramme de surveillance peut être modifié en fonc-tion des expériences acquises. Il ne doit toutefois pasdépasser 10 ans.

Les inspections principales des ponts-rails, des ponts-routes et des ouvrages en sites aquatiques oualpestres ont lieu, en principe, tous les 5 ans.

L'inspection principale d'un ouvrage se fait essentiel-lement par un contrôle visuel. Des contrôles spéci-fiques et des essais peuvent fournir des renseigne-ments complémentaires. Le comportement deséléments d'ouvrages doit également être observésous l'effet des charges et, le cas échéant, d'autresactions.

Les déplacements et déformations des éléments d'ou-vrages doivent être contrôlés. L'importance de cescontrôles dépend notamment du genre de fondation,de la qualité du terrain, ainsi que de la sensibilité del'ouvrage aux mouvements et déformations.

4.4.4 Etude de documents relatifs à des inspections ultérieures

Le but de toute surveillance est de détecter à tempsles défauts, dégâts et les modifications qui peuventse produire sur l’ouvrage ou sur son environne-ment.

La surveillance se décompose en surveillance conti-nue et périodique.

L’auscultation d’ouvrages existants représente lasurveillance périodique. Elle doit être en mesure dedire si l’état, le comportement et l’utilisation del’ouvrage sont conformes aux plans d’utilisationprévus initialement. On distingue les trois types desurveillances périodiques suivants:– inspections principales;– inspections intermédiaires;– inspections spéciales.

Le rythme, le type et l’ampleur des inspections sontdéfinis dans le programme de surveillance etd’entretien. Pour les inspections, il vaut la peine defaire un «check-list» des travaux de contrôle à faire.Après chaque inspection il faut faire un rapport surl’état et le comportement de l’ouvrage.

Avant d’entreprendre une nouvelle auscultation ilest important d’étudier les rapports d’inspections àdisposition et d’en tirer les conclusions servant à lasuite des opérations. Avant tout, cela permet, parcomparaison des rapports successifs, de connaîtrel’évolution de l’état. On remarque donc que les prin-cipes de base énoncés pour l’étude du dossier res-tent valables pour cette nouvelle étape.


66

Tableau 4.8: Définition des inspections principales (extraitde la recommandation SIA 169).

4.4.5 Concept de la détermination del’état et ampleur de l’auscultation

Le concept de détermination de l’état ne peut êtredéveloppé après que l’ouvrage ait été visité et queles documents de l’ouvrage aient été étudiés. A cestade, l’ingénieur expérimenté a déjà un aperçugrossier sur l’ouvrage et sur son état. Il peut déjàprévoir où des dispositions spéciales doivent êtreprises pour constater l’état de l’ouvrage, et quellessont les parties difficilement ou non accessibles.

Il est important dans ce cadre que le concept del’évaluation de l’état soit déjà orienté en directiondes mesures prévisibles pour l’entretien ou lerenouvellement. Si l’ingénieur sait, par exemple,que les joints de la voie de roulement d’un pont rou-tier ne sont pas étanches, il devra dès le début del’auscultation relever comment ces joints sontconstruits, si le profil en caoutchouc peut être rem-placé ou si des mesures plus importantes sontnécessaires.

Pour que le déroulement de la déterminationde l’état se fasse avec un contrôle systématique detoutes les parties de l’ouvrage, on peut recourir àdiverses méthodes. L’expérience montre que ladémarche présentée ci-dessous, appliquée àl’exemple d’un pont, devrait être applicable defaçon systématique dans la pratique:

1. Contrôle de l’infrastructure:– pieux;– fondations;– piliers;– culées;– remblais d’accès;– ancrages (dans le sol).

2. Contrôle de la superstructure:– éléments porteurs principaux;– appuis;– éléments porteurs secondaires et éléments de

stabilisation (contreventement);– tablier avec revêtement et joints;– trottoirs et balustrades;– glissières de sécurité, garde-roue, etc.

3. Contrôle d’éléments divers:– accès;– éclairage;– conduites d’amenée et d’évacuation;– signalisation;– amenée d’électricité.

Inspections intermédiaires

Les inspections intermédiaires doivent permettre dedéceler à temps tout défaut ou dégradation pouvantconduire à des accidents ou entraîner des dégâts plusimportants.

Ces inspections s'intercalent entre les inspectionsprincipales, à intervalles plus courts.

Les inspections intermédiaires ont une ampleur limi-tée. Les points à contrôler peuvent découler du résul-tat des inspections principales.


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Tableau 4.9: Définition des inspections intermédiaires(extrait de la recommandation SIA 169).

Inspection spéciale

Une inspection spéciale s'effectue lors de change-ments importants dans l'état, le comportement ou letaux d'utilisation de l'ouvrage, notamment à la suited'événements exceptionnels.

L'inspection spéciale a un caractère exceptionnel etnécessite, en règle générale, la participation de spé-cialistes et l'utilisation d'un appareillage approprié.

Des essais de charge effectués dans le cadre d'une ins-pection spéciale doivent assurer une évaluation adé-quate du comportement de l'ouvrage.

Tableau 4.10: Définition de l'inspection spéciale (extraitde la recommandation SIA 169).

Examen visuel avec l'aide des sens et de moyens auxi-liaires simples:– Examen optique et mesures lors de la visite de l'ou-

vrage– Examen acoustique par martèlement– Examen tactile des surfaces– Examen olfactif (par ex. présence de matières orga-

niques ou chimiques)– Examen gustatif (par ex. présence de sels)

Pour la détermination de l’état d’un ouvrage, lestechniques d’auscultations peuvent être classéesdans les catégories suivantes:

– Examen visuel de l’étatC’est la méthode la plus simple mais la plusimportante. Elle est basée sur l’utilisation expéri-mentée des cinq sens de l’opérateur.

– Techniques d’auscultation non destructivesLors d’une analyse non destructive on ne pro-voque aucune dégradation de l’ouvrage (mesures,scléromètre, loupe, mesure du potentiel, mesurede l’enrobage, etc.);

– Techniques d’auscultation destructivesLes techniques d’auscultation destructives pro-voquent des dégâts à l’ouvrage. Dans cette caté-gorie on trouve toutes les méthodes où deséchantillons doivent être prélevés (par ex. carot-tages) ainsi que celles nécessitant des sondagesou des ouvertures pour rendre accessibles cer-taines parties d’ouvrages.

– Analyses en laboratoireLes analyses en laboratoire exigent générale-ment des prises d’échantillons. Elles donnentgénéralement des résultats relativement précisdes valeurs recherchées.

– Essais sur l’ouvrageLes essais sur l’ouvrage servent généralement àanalyser la déformabilité d’un ouvrage sous descharges statiques ou dynamiques. Les essais decharge ne font généralement pas partie de l’éva-luation de l’état d’un ouvrage existant.

Le choix de la technique d’auscultation dépend dela tâche qu’il s’agit de résoudre et demande doncune expérience et des connaissances profession-nelles adéquates. Il est important que l’ingénieurresponsable se pose continuellement des questionssur les causes possibles ayant produit les dégâtsconstatés, et qu’il adapte, si nécessaire, les tech-niques aux observations qu’il peut faire.

L’ampleur des travaux d’auscultation doit être défi-nie en étroite collaboration entre le propriétaire etl’ingénieur responsable de l’inspection. Les tech-niques d’auscultation doivent être adaptées à l’impor-tance de l’élément de construction, pour tenir comptedu risque encouru au cas où d’éventuels défauts nesont pas détectés.


68

Tableau 4.11: Inspection visuelle.

Figure 4.1: Evaluation de l'état existant par des méthodesnon destructives ou destructives.

Emetteur

Récepteur

Laboratoire

Dans la majorité des cas, il est raisonnable d’entre-prendre l’auscultation de l’état par une approchepas à pas. Sur la base des différents résultats suc-cessifs on décide de l’opportunité et de l’ampleurd’investigations complémentaires. Dans ce cas, ilfaut définir précisément l’ordre d’utilisation des dif-férentes techniques pour que les résultats desétapes successives donnent des informations com-plémentaires. Cette démarche pas à pas permet parailleurs d’avoir un contrôle continu de l’ampleur etdu coût des investigations.

Des indications plus détaillées de méthodes d’aus-cultation sont données au chapitre 5, ainsi que dans[4.1]. Des détails pour la marche à suivre lorsd’essais de mise en charge peuvent être trouvésdans [4.2].

4.4.6 Limitation de l’utilisation

Les inspections de l’état d’un ouvrage doivent fré-quemment être accompagnées de mesures limitantl’utilisation de tout ou partie de l’objet. Principa-lement pour les ponts, l’ampleur et le déroulementdes travaux d’évaluation de l’état peuvent être for-tement influencés par les mesures de limitation dutrafic. C’est la raison pour laquelle il faut attacherune attention particulière à cet aspect lors de la pré-paration au travail.

4.4.7 Concept de l’évaluation

L’évaluation de l’état sert de base de décision pourle déclenchement éventuel de mesures restrictiveset immédiates pour l’entretien de l’ouvrage. Cetteévaluation doit être faite par l’ingénieur respon-sable.

L’évaluation de l’état comprend:– évaluation de l’état existant et comparaison avec

l’état exigé;– évaluation de l’écart éventuel entre l’état existant

et l’état exigé et répercutions sur la sécurité struc-turale, sur l’aptitude au service et sur la durabilitédes différentes parties ou de l’ensemble del’ouvrage. En tenant compte de la sécurité et del’aspect financier, l’évaluation de l’écart constatépeut être la suivante (mesures conseillées):• pas d’écart: pas de mesures à prendre avant la

prochaine inspection;


69

Figure 4.2: Combinaison de plusieurs techniques d'ana-lyse de l'état existant.

Objet de l’inspection– Structures, bâtiments

– génie civil, ponts

Combinaison de différents typesd’analyses de l’état dans des

proportions raisonnables

Carottagespour le contrôle

Surfacesintactes

Surfacesintactes

Surfacesendommagées

• écart faible: éventuellement entretien, ou pasde mesure avant la prochaine inspection;

• écarts incertains: auscultation plus approfon-die, éventuellement intervalles moins longsentre les prochaines inspections;

• écarts importants, inadmissibles (dégâts):déclenchement de travaux d’entretien, éven-tuellement mesures immédiates, dans certainscas particuliers: reconstruction;

– détermination des causes ayant entraîné lesdégâts observés, dus à des raisons constructives,de matériaux de construction, d’utilisation,d’environnement, etc.;

– évaluation des risques créés par les dégâts et desconséquences, du point de vue de la sécuritéstructurale, de l’aptitude au service et de la dura-bilité;

– justification et définition de mesures immédiateséventuellement nécessaires pour assurer la sécu-rité;

– justification de l’opportunité d’un entretien etdescriptions des mesures nécessaires en consi-dérant les conditions marginales telles que, ren-tabilité, ressources financières et de personnel,etc.;

4.5 Résultats des travaux préparatoires

Après achèvement des travaux préparatoires, lespoints suivants doivent être clairs:– l’impression d’ensemble de l’ouvrage sur la base

d’une première visite;– définition de l’état exigé sur la base d’une étude

des dossiers de l’ouvrage;– évaluation de la sécurité structurale et de l’apti-

tude au service après analyse des hypothèsesdes actions agissant sur l’ouvrage (actions pré-pondérantes, concomitantes, accidentelles);

– résultat d’analyse des inspections antérieures;– propositions pour le déroulement et l’ampleur de

l’auscultation de l’état existant, ainsi que sur lestechniques d’auscultation;

– définition des limitations de l’utilisation, durantles travaux d’évaluation de l’état, effectués surl’ouvrage;

– estimation de la durée et du coût pour les travauxd’évaluation de l’état.


70

Les résultats du travail de préparation doivent êtreremis par l’ingénieur responsable au propriétaire,sous forme écrite. Sur cette base, on déterminegénéralement en commun de la suite des opéra-tions.


71

Bibliographie

[4.1] PI-BAT: Techniques d'auscultation des ouvrages de génie civil, OFQC, N° 724.453 f, 1991

[4.2] Ladner M: Zustandsuntersuchung von Bauwerken EMPA-Bericht Nr. 116/3, 1988

5.1 Introduction 75

5.2 Planification et préparation détaillée 76

5.3 Constat de l'état in situ 815.3.1 Constat visuel de l'état 815.3.2 Auscultation non destructives 835.3.3 Analyses destructives complémentaires 845.3.4 Analyses en laboratoire 855.3.5 Combinaison de plusieurs techniques d'auscultation 865.3.6 Essais de «grande envergure» 86

5.4 Interprétation et présentation des résultats 87

5. Constat de l'état

73



75


Tableau 5.1 Condition marginales pour le constat del'état.

5.1 Introduction

Les bases pour une planification et une exécutiondétaillées du constat sont données dans le conceptd’inspection. Il comprend notamment les buts àatteindre avec le constat d’inspection. Ces buts nedoivent pas être perdus de vue durant toute la duréede la planification et de l’exécution des opérationssur l’ouvrage (fig. 51). Des déviations peuvent seproduire plus rapidement que l’on ne croit car denombreuses étapes du constat ne peuvent être pla-nifiées d’avance que de manière limitée. Les obser-vations faites in situ demandent souvent des adap-tations et des compléments, qui doivent êtreapportés en tenant compte des buts que l’on s’étaitfixés à l’origine.

Le but d’un constat de l’état est de saisir globale-ment et de façon approfondie l’état dans lequel setrouve un élément ou l’ensemble d’un ouvrage.Certains aspects (par ex. fissures, déformations,agressions climatiques, chimiques, etc.) peuventêtre mis en évidence. Les conditions marginalestelles que ampleur de l’ouvrage, accessibilité,moyens à disposition (financier, délais, personnel)sont souvent des facteurs limitant l’ampleur desanalyses de l’état. Ces conditions peuvent conduireà une réduction de la précision et de la fiabilité desrésultats. Le principe de base doit être: analyser cequi est nécessaire mais aussi peu que possible.L’ampleur de l’auscultation de l’état doit en tous casêtre adaptée au danger potentiel représenté par leséventuelles défectuosités de l’ouvrage.

Comme nous l’avons déjà mentionné au chapitre 3,l’ingénieur acceptant un mandat d’auscultationendosse une grosse responsabilité. Principalementlors de l’évaluation de l’état, l’ingénieur doit êtreconscient que son devoir face au mandant estd’accomplir un travail soigné. Des observationsinhabituelles ou des modifications de l’ouvrage, etplus particulièrement de la structure, ne doivent pasêtre prises à la légère. Il faut déterminer soigneuse-ment si les observations peuvent indiquer la pré-sence d’un risque potentiel. Cette responsabilitéimportante ne peut être prise que par un ingénieurexpérimenté. L’inspection de l’ouvrage ne peutdonc pas être faite par une tierce personne dont lescompétences sont insuffisantes (fig. 5.2).

Figure 5.1: Durant tous les travaux de constat de l'étatd'un ouvrage il ne faut pas perdre de vue le but initial.

Dimensions de l'ouvrage:Trois dimensions: longueur, largeur, profondeur

Importance et danger potentiel:Ouvrage complet – parties d'ouvrages

Moyens:Financiers, délais, personnel disponible

Figure 5.2: Le constat de l'état doit être fait par un ingé-nieur expérimenté.

ARRIVÉE

Planification et préparationdétaillées

Constat de l’état in situ

Synthèse et évaluationdes résultats

L’analyse de l’état peut être grossièrement décom-posés en trois phases (tab. 5.2):– phase de planification et de préparation détaillée;– phase d’inspection ou d’analyse de l’état in situ;– phase d’analyse et de synthèse des résultats de

l’auscultation, qui par la suite servira de basepour l’évaluation de l’état qui doit être faite ulté-rieurement.

5.2 Planification et préparation détaillée

La phase de planification et de préparation doit four-nir les bases assurant un déroulement optimal duconstat in situ. Des lacunes de planification ou depréparation peuvent avoir de fortes répercutionssur l’analyse de l’état in situ, car, une fois sur place,le temps et les moyens ne sont généralement plussuffisants pour que l’on puisse y remédier. C’est lecas par exemple si l’on a omis de prévoir le per-sonnel suffisant ou les échafaudages nécessaires,permettant d’assurer les opérations prévues. Celapeut également se produire si, lors du planning,l’intervention ponctuelle de spécialistes a été omise.

Dans le cadre de la planification détaillée on établiraen premier lieu un planning définissant la durée etla succession des différentes étapes de travail(fig. 5.3). Ce planning doit servir de base pour fixerles dates de rentrées de soumissions, de com-mande des travaux et de mise en œuvre de moyensauxiliaires (par ex. échafaudages). Durant les tra-vaux de préparation qui vont suivre il faudra tou-jours remettre à jour ce planning.

Les autres points à régler durant la planificationdétaillée sont énumérés dans le tableau 5.3.


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Tableau 5.2: Les phases d'un constat de l'état.

Figure 5.3: Planning pour l'exécution des auscultations àeffectuer sur l'ouvrage.

Constat de l’état du tunnel Eich N2Planning galerie côté lac

Travaux

Mur tunnel côté montagneRelevé visuelRelevé détaillé du murRelevé détaillé de la voûteMesure de potentiel mursMesure de potentiel voûteSondagesCarottage murCarottage voûteRéparation du bétonRéparation de la peintureEchafaudage

Exécution

SteigerSteigerSteigerHelblingHelblingKnuppInterbohrInterbohrKnuppKnuppLawil

199209 Fév. 16 Fév. 23 Fév.Travaux Exécution

Travaux

Attente, réserve

s

n

Mandataire principal

L’ingénieur qui a été mandaté pour l’auscultationdoit clairement définir quels sont les travaux qu’ileffectue lui-même et ceux qui seront réalisés pardes tiers. Dans ce cadre on établira également lesbesoins en personnel (nombre et qualification dupersonnel disponible) et en moyens techniques(outillage, échafaudages, etc.).

Spécialistes

Fréquemment on a recours à des spécialistes poureffectuer des essais en laboratoire ou pour mettreen œuvre des techniques d’inspections sophisti-quées. Cette division du travail n’est pas toujoursdue au coût élevé des appareils, mais à l’expériencerequise, pour la mise en œuvre de ces techniquesparticulières, et pour l’interprétation des résultats.

Pour adjuger un mandat à un spécialiste ondemande une ou plusieurs offres auprès de per-sonnes compétentes. Pour que cette offre puisseêtre faite sérieusement, il faut définir les buts del’analyse, les conditions marginales lors de la miseen œuvre et quelles parts des prestations (mesures,évaluation des résultats, conseils, mise à disposi-tion de personnes ou de moyens techniques, etc.)doivent être accomplies par les parties en présence.Pour des analyses en laboratoire on ne doit pasoublier de préciser les dimensions ou d’éventuellesautres caractéristiques particulières qu’il s’agit derespecter lors de la prise d’échantillons.

Comme base pour les offres relatives aux travaux despécialistes, il est judicieux que le mandataire princi-pal fasse une description succincte de l’objet (raisonsde l’auscultation, buts, conditions aux limites, plan-ning, etc.) ainsi qu’un cahier des charges (détails,prestations à accomplir in situ ou en laboratoire,résultats attendus, etc.). Ces points sont rappelés à lafigure 5.4. Pour établir ces documents il peut êtreindispensable de faire une première séance avec lesspécialistes pour connaître d’éventuelles exigences.

– Mandataire principal (moyen en matériel et en per-sonnel)

– Spécialistes– Personnel auxiliaire

– Accessibilité (échafaudages, etc.)– Raccordements (énergie, eau, etc.)– Circulation (déviations, limitations, etc.)– Mesures de sécurité– Accords / information (police, administration, entre-

prises)

– Plan d'inspection– Protocole d'inspection– Système de repères– Dossier de l'ouvrage


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Tableau 5.3: Points à régler lors de la préparation détaillée.

Figure 5.4: Pour la mesure de potentiel on fait générale-ment appel à un spécialiste.

Description succincte de l'auscultation– Conditions initiales– Buts fixés– Conditions marginales– Planning– Prestations à fournir– Documents à rendreDescription et avant-métré des prestations

Tableau 5.4: Contenu du document de base pour l'appeld'offres.

Cette préparation doit être faite avec soin car ellepeut influencer notablement le succès et le coût del’auscultation.

L’attribution d’un mandat à un spécialiste ne doitpas uniquement être faite en fonction du prix, maiségalement en fonction de l’expérience, de l’éventaildes prestations offertes, du respect des délais, etc.

Personnel auxiliaire, aides

Pour l’auscultation de l’état on a fréquemmentbesoin de personnel auxiliaire (fig. 5.5). Le respon-sable de l’auscultation de l’état doit être conscientqu’il ne doit pas gaspiller son temps pour des tâchesauxiliaires durant l’inspection (déplacement d’écha-faudages, créations d’ouvertures pour les sondages,etc.), mais qu’il doit se concentrer sur l’ouvrage àausculter.

Dans le cadre de la planification détaillée, il s’agitdonc de clarifier le nombre d’aides nécessaires etqui les met à disposition. Finalement, il s’agit éga-lement d’évaluer les coûts et de fixer les modalitésde paiement avant l’exécution des travaux.

Accès

Pour de nombreux ouvrages, les accès pour l’aus-cultation de l’état ne sont pas forcément garantis.Pour entreprendre l’inspection, il faut alors avoirrecours à des échafaudages, des échelles ou mêmeà des engins spéciaux tels que Skyworker, nacelles,etc. (fig. 5.6). Dans certains cas des échafaudagesmobiles spéciaux faisant partie de l’ouvrage peu-vent être stockés sur place. Ils doivent néanmoinsêtre installés. Lors de la planification détaillée, onprendra donc les dispositions nécessaires pour queles moyens et le personnel nécessaire soient dis-ponibles. Lors des préparatifs, mais encore plus lorsde l’inspection de l’objet, on contrôlera soigneuse-ment la sécurité des échafaudages et des échelles.Les prescriptions de la CNA sont également valablespour les travaux d’auscultation. Le recours à du per-sonnel auxiliaire pour la préparation des échafau-dages est donc une nécessité.


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Figure 5.5: Personnel auxiliaire engagé dans des travauxd'ouverture de sondages.

Figure 5.6: Nacelle, engagée pour l'auscultation de l'étatsous un pont.

Raccordements (énergie, eau)

Pour de nombreux appareils (foreuse, perceuse, jetà haute pression, marteau piqueur, etc.) et moyensauxiliaires (éclairage) un raccordement en eau ouélectricité est indispensable. S’il est impossible deréaliser ces raccordements, il faut prévoir desmoyens auxiliaires supplémentaires (génératrice,réservoir d’eau, pompe à eau). Avant de demanderdes offres aux spécialistes de telles conditions parti-culières doivent être clarifiées pour que l’ensembledes prestations puissent être offertes. Dans le cascontraire on assiste régulièrement à des discussionsdésagréables après l’exécution des travaux.

Incidences sur le trafic ou l’exploitation del’ouvrage

Pour la majorité des ouvrages, les travaux d’éva-luation de l’état doivent perturber le moins possiblel’utilisation ou le trafic de l’ouvrage. L’ingénieurmandaté doit comprendre et accepter que cette exi-gence est justifiée et doit être prise au sérieux.L’ingénieur doit analyser et proposer des solutionspermettant d’atteindre les buts fixés. Le choix doitêtre fait à temps et satisfaire le propriétaire ainsi queles personnes concernées par l’exploitation del’ouvrage (par ex. police). Lors de la préparation etde la mise en place de limitations ou de déviationsdu trafic, on veillera à garantir autant la sécurité desusagers que celle du personnel engagé dans les tra-vaux d’auscultation. Une signalisation est souventinsuffisante pour imposer des limitations. On utilisedonc fréquemment des véhicules (poids lourds,camionnettes de livraison) pour mettre en évidencel’endroit où les travaux sont en cours. Ce véhiculedoit être disposé dans la partie interdite au trafic àune distance de 30 à 50 m de l’équipe (en amont parrapport au sens de circulation) occupée aux travauxd’auscultation.


79

Figure 5.7: Pour l'exécution de carottages il faut prévoirles amenée d'eau et d'électricité.

Figure 5.8: Des indications relatives à la régulation de tra-fic sont données dans le document [5.1] du PI-BAT.

Mesures de sécurité

L’aspect de la sécurité a déjà été évoqué à plusieursreprises. Avant, pendant et après la fin de l’auscul-tation sur l’ouvrage il faut prendre les mesuresnécessaires permettant d’assurer une sécurité nor-male pour toutes les personnes impliquées directe-ment ou indirectement dans les travaux (utilisa-teurs, conducteurs, passagers, ingénieur, personnelauxiliaire, spécialistes, etc.). Quelques indications àce sujet on déjà été données précédemment.Précisons, à ce sujet, qu’il est possible que l’on aitun accroissement du risque en raison des travauxd’auscultation. Dans de tels cas, il est possible derecourir à des assurances complémentaires. C’est lemandataire qui doit s’occuper de contracter detelles assurances, s’il le juge nécessaire. Le manda-taire est en outre responsable du personnel qu’ilengage pour les travaux.

Discussion et information (police, services)

Pour que l’auscultation de l’état existant puisse êtrefaite sans frottements, il est indispensable de pré-voir dès que possible une séance d’informationpour les services publics et la police. La remise, lorsde la séance d’information, d’un planning schéma-tique comprenant les principales conditions margi-nales est généralement très utile.

Parallèlement à toutes les tâches annexes mention-nées ci-dessus, il faut entreprendre les préparatifspour l’auscultation proprement dite. Pour le man-dataire principal, il s’agit ici surtout des tâches qu’ilentreprend lui-même. Pour que rien ne soit oublié ,les travaux sur place doivent se faire selon un pland’inspection préparé à l’avance. Des protocolesd’inspection et une liste de symboles permettant derelever les observations (fig. 5.10), facilitent les tra-vaux in situ. Pour que toutes les personnes concer-nées utilisent les mêmes indications de situation, ilest nécessaire de définir un système de repères quidoit si possible être reporté sur l’ouvrage. Pour lesanalyses in situ, il faut que tous les documents rela-tifs à l’ouvrage soient disponibles. Cela permet declarifier des problèmes surgissant sur place, sansdevoir passer par le bureau.


80

Figure 5.9: Les auscultations doivent souvent être faites àproximité immédiate du trafic.

Figure 5.10: Exemple d'une liste de symboles préparée envue d'une inspection visuelle.

Légende accompagnantla feuille de relevé

Eléments

Reprise de bétonnage – non fissuré– fissuré

Ligatures

Armature mise à nu

Dégats en surface dus au gel/sel de déverglaçage

Zones creuses

Humidité/suintement/efflorescences

Eclats (béton + peinture)

Fissures – disposition

– ouverture (max.)

Alvéoles

Nid de gravier (ségrégation)

Joints entre éléments

Dégats sur l’arrête (éclats)

Mastic de jointage endommagé

Déplacement du joint

Humidité/suintements

0.2 (mm)

5.3 Constat de l’état in situ

5.3.1 Constat visuel de l’état

Le constat visuel représente une phase très impor-tante pour l’appréciation de l’état existant d’unouvrage. Lors de cette analyse, la personne qui pro-cède à l’inspection doit se confronter à l’ouvrage defaçon intensive. Les principaux moyens à disposi-tion lors d’un constat visuel sont la vue, le toucheret l’ouïe. Des moyens complémentaires utiles telsqu’un outillage rudimentaire, des protocoles, unappareil photos, un Dictaphone, etc. doivent égale-ment être utilisés lors d’un contrôle visuel (fig. 5.11à 5.13). Une liste exhaustive des moyens qui peu-vent s’avérer utiles lors d’une inspection visuellepeut être trouvée dans le document [5.2] du PI-BAT.«Techniques d’auscultation des ouvrages de géniecivil». Ces moyens auxiliaires doivent pouvoir êtretransportés sans entraver le travail. Si l’on envisagede recourir à des moyens plus encombrant, il estrecommandé de prévoir une deuxième étape de tra-vail qui permet d’éviter une gêne excessive durantla première inspection.

La confrontation avec l’ouvrage, qui doit avoir lieudurant le constat visuel, demande une grandeconcentration et beaucoup d’entraînement. L’expé-rience de la personne procédant à l’inspection joueun rôle déterminant pour le constat visuel. L’œilentraîné a la capacité de constater rapidement surune surface relativement importante, de nombreuxdétails tels que fissures, taches de rouille, diffé-rences de teintes, cloquage, écaillement, humidité,etc. Les constats avec les yeux sont complétés pardes constats avec le toucher (rugosité, température,humidité de la surface) et avec l’ouïe (par ex. mar-tèlement de la surface du béton sur des cloques,surfaces écaillées, etc.).

Lors des constats visuels, il faut aussi tenir comptede l’importance du risque potentiel des dégâts. Il estimportant de pouvoir différencier relativement rapi-dement ce qui peut être considéré comme étant enordre, et où des analyses plus poussées doivent êtreentreprises. Une démarche systématique est impé-rative. Il faut mettre en évidence les élémentsd’ouvrage ou même l’ouvrage complet et non lesmatériaux. Il ne faut négliger aucun élémentd’ouvrage (par ex. appuis, fondations, joints, etc.).Il est judicieux de se représenter les «scénarios derisques», comme on le fait lors de l’établissement


81

Figures 5.11, 5.12, 5.13: Outillage, instruments de mesureset moyens de saisie des informations (Dictaphone, appa-reil photos, etc.), utiles pour une inspection visuelle.

d’un plan de sécurité comprenant les différentessituations de risques.

Les «check-lists» et les photos de dégâts types desAnnexes B et C donnent un choix des dégâts les pluscourants que l’on peut détecter visuellement. Lesphotos de dégâts (Annexe B) sont classées par élé-ments d’ouvrages et par matériaux de construction.On y trouve des exemples pour les matériaux béton,acier, bois et les différents types de maçonneriesainsi que des éléments d’ouvrages choisis (fonda-tions, appuis, joints, étanchéités, glissières de sécu-rité, barrières, dispositifs d’évacuation de l’eau, ins-tallations électromécaniques) et des moyens defixations métalliques.

Les «check-lists» pour les inspections visuelles(Annexe C) donnent des indications permettant dedétecter et d’analyser plus précisément les dégâtstypiques des différents matériaux de construction.Ces listes sont structurées par matériaux deconstruction (éléments de constructions et struc-tures en bois, en béton armé ou précontraint, enacier et en maçonnerie). Une «check-list» séparéecomprend les observations générales que l’on peutfaire sur une construction.

Des indications sur la marche à suivre pour leconstat de l’état de routes peuvent être trouvéesdans [5.3].

Un exemple de protocole d’inspection est donné ci-dessous (tab. 5.6). Les renseignements principauxque l’on devrait trouver sur tous les protocoles sonténumérés dans le tableau 5.5. D’autres renseigne-ments peuvent également être trouvés dans [5.5].


82

Figure 5.14: On trouve de nombreuses indications pré-cieuses pour l'analyse de l'état d'un ouvrage dans ledocument [5.2] du PI-BAT.

Tableau 5.5: Principales informations devant figurer dansle protocole d'inspection.

– Date de l'inspection– Nom de la personne ayant procédé à l'inspection– Conditions atmosphériques (si important)– Dénomination exacte de l'ouvrage– Caractéristiques des dégâts constatés– Indications sur des causes possibles à l'origine des

dégâts– Localisation des observations– Photos avec situation des prises de vue– Mesures immédiates (si nécessaires)

5.3.2 Auscultation non destructives

Des indications détaillées sur les analyses non des-tructives sont données dans le document [5.2] duprogramme d’impulsion «Techniques d’ausculta-tion des ouvrages de génie civil» (fig. 5.14). Nousnous contenterons donc ici de les présenter suc-cinctement. Le document cité ci-dessus donne, auxingénieurs intéressés, des informations détailléessur des méthodes, principalement non destructives,pour l’auscultation d’ouvrages. On y trouve égale-ment un tableau définissant quelles sont lesméthodes d’auscultation à mettre en œuvre pourdéterminer les principaux paramètres courammentrecherchés (résistance, fissures, etc.). D’autres indi-cations pour l’analyse d’éléments de constructionen béton peuvent également être trouvées dans lecahier technique 2002 de la SIA «Inspection etremise en état des éléments de construction enbéton» [5.4].


83

Tableau 5.6: Liste de mots clefs pour un rapport sur l'état d'un ouvrage.

Figure 5.15: Mesure non destructive de l'épaisseur d'en-robage des armatures.

Voie de roulement

EtanchéitéRêtementDégâts dus au gelBorduresBalustradesFixation balustradesConsolesJoints de dilatationEvacuation de l'eau de lavoie de roulementJoints de chaussée

Infrastructure

PilierCuléeEvacuation de l'eau desculéesMurs de soutènementFondationTassement d'appuisAppuis fixesAppuis mobilesConduitesCaniveaux pour conduites

Superstructure

ACIERRouillePeintureBarres compriméesBoulons, rivetsSouduresJoints des sections mixtes

BETONFissuresEcaillageCorrosion des armaturesEfflorescencesZones mouillées

Superstructure

MACONNERIEDéformationsFissuresSuintementsDégâts de gelEtat des joints

BOISEtatPourritureInsectesVentilationRuptureEcrasementDéformations

Les premières techniques d’auscultation non des-tructives peuvent déjà être utilisées lors de l’inspec-tion visuelle (par ex. mesure de l’épaisseur d’enro-bage de l’armature, mesure de la résistance du bétonavec un scléromètre). Elles fournissent des informa-tions complémentaires qui permettent éventuelle-ment de tirer des conclusions sur les dégâts obser-vés. Les indications données par les auscultationsnon destructives se limitent généralement, commepour l’inspection visuelle, à la surface de l’ouvrage.Les auscultations non destructives donnent cepen-dant des résultats plus objectifs que ceux fournis parl’appréciation visuelle. Certaines techniques d’aus-cultation non destructives ne donnent toutefois quedes informations jusqu’à une profondeur limitée.Leur utilisation pour des mesures ponctuelles,linéaires ou sur des surfaces donnent des informa-tions sur les fluctuations et la dispersion des carac-téristiques observées.

5.3.3 Analyses destructives complémentaires

Les analyses destructives impliquent une interven-tion physique sur l’ouvrage considéré. Pour contrô-ler les dégâts constatés visuellement, pour étalon-ner des mesures faites par des auscultations nondestructives (fig. 5.16), ou pour déterminer lescauses de certains dégâts. Il n’est généralement paspossible de renoncer à des auscultations destruc-tives. Le document [5.2] «Techniques d’auscultationdes ouvrages de génie civil» traite de façon détailléedes techniques destructives d’auscultation. Nousne nous attarderons donc pas sur ce sujet.


84

Figure 5.16: Sondage pour le contrôle de l'enrobage etl'état des armatures.

5.3.4 Analyses en laboratoire

Les analyses en laboratoire permettent de complé-ter les observations obtenues par les observationsin situ décrites précédemment (visuelles, non des-tructives, destructives). Elles livrent des résultatstrès localisés mais qui sont par contre relativementobjectifs et précis. Cette précision ne doit toutefoispar être surévaluée. Lorsque l’on procède à desessais en laboratoire il faut attacher une grandeimportance à la localisation des prélèvements ainsiqu’à la manutention des échantillons (fig. 5.17,5.18). Un seul essai en laboratoire donne, dans lemeilleur des cas, une indication mais certainementjamais un résultat permettant à l’ingénieur de tirerdes conclusions. Le chapitre 2.4 «Préparation etinterprétation de mesures» du document [5.2]«Techniques d’auscultation des ouvrages de géniecivil» donne de plus amples informations à ce sujet.Différents essais en laboratoire sont décrits dans lesnormes SIA [SIA 161/1, 162/2, 162/3].

En laboratoire on fait principalement des essais derésistance et des analyses chimiques (par ex. com-position chimique, etc.). Certains essais permettenten outre de tirer des conclusions sur la durabilitédes matériaux (essais d’exposition aux agentsatmosphériques tels que gel, ultraviolets, etc.). Dufait que ni les constats visuels, ni les analyses nondestructives ou destructives ne sont en mesure enrépondre aux questions évoquées ci-dessus, il estcertain que les analyses en laboratoire sont unmoyen extrêmement utile pour l’évaluation de l’étatd’un ouvrage.


85

Figure 5.17 et 5.18: Carottage dans un élément en béton,destiné à des analyses en laboratoire.

1. Donner les dimensions du sondage.2. Photo 1: avant l'intervention.3. Mesure de l'enrobage du béton.4. Mesure de potentiel (mesure ponctuelle).5. Piquage du béton.6. Photo 2: état de corrosion de l'armature.7. Prélèvement de poudre de forage.8. Carottage du béton (d = 50 mm).9. Photo 3: endroits des prises d'échantillons.

5.3.5 Combinaison de plusieurs techniques d’auscultation

Comme nous l’avons déjà évoqué à diversesreprises on combine fréquemment les différentestechniques d’auscultation visuelles, non destruc-tives et destructives. Un exemple parfait de recoursà la combinaison de diverses techniques d’auscul-tation, pour l’évaluation de l’état du tablier d’unpont en béton armé, est illustré par le tableau 5.7 etla figure 5.19.


86

Figure 5.19: Prise de vue durant un sondage du tablierd'un pont.

Tableau 5.7: Démarche lors d'un constat de l'état dans unsondage dans le tablier d'un pont.

5.3.6 Essais de «grande envergure»

Des essais de «grande envergure» permettent detirer des conclusions sur l’état général d’unouvrage. La majorité de ces essais sont des essaisde charge, qui ont pour but de définir la déformabi-lité d’un ouvrage soumis à des sollicitations sta-tiques ou dynamiques [5.10]. L’essai de charge tra-ditionnel, effectué sur les ponts (fig. 5.10), avait pourbut de vérifier si un ouvrage était en mesure de sup-porter sans dommage les charges utiles définiespréalablement. De nos jours, ils sont utilisés pourrépondre à de nouvelles questions.

Lors de l’exécution d’un essai de charge il est sou-vent très difficile d’obtenir des mesures fiables desdéformations. Ce problème doit donc être étudiésoigneusement durant la phase de préparationdétaillée. Comme les essais de charges sont plutôtexceptionnels pour l’évaluation de l’état et qu’il doi-vent être planifiés et exécutés par des spécialistes,nous ne nous attarderons pas ici sur ce sujet.

Figure 5.20: Essai de charge sur un pont.


87

5.4 Interprétation et présentation des résultats

Après achèvement des différentes investigationssur l’ouvrage on n’est pas encore au terme de l’ana-lyse de l’état. Les résultats doivent encore donnerlieu à une première interprétation et à un rapport.Le but de cette phase est d’une part de regrouperles résultats et de les présenter sous une formeclaire donnant une vue d’ensemble (fig. 5.21) etd’autre part d’interpréter les résultats et d’en tirerles conclusions et les remarques relatives auxmesures qui ont été effectuées. Avant de procéderà des interprétations plus approfondies, il fautencore analyser si les résultats semblent plausibles.Pour obtenir une meilleure vue d’ensemble, il estsouvent judicieux de recourir à des représentationsgraphiques ou statistiques des différents résultats(fig. 5.22).

Dans cette phase on choisira de cas en cas l’ampleurde l’évaluation des résultats ainsi que leur mode dereprésentation. La majorité de ces travaux peuventêtre effectués au bureau. S’il s’agit d’une analyse deroutine sans constatations particulières, on peutlimiter ce travail à la mise au net des résultats surdes formulaires types avec adjonction des éven-tuels compléments ou remarques.

Figure 5.21: Représentation graphique de la distributionpondérée des dégâts observés sur les éléments de parois,répartis sur la longueur d'un tunnel.

Figure 5.22: Interprétation statistique (distribution de laprobabilité) des dégâts par élément, repris de la figure5.21.

100

80

60

40

20

01 11 21 31 41 51 61 71 81

Galerie côté lac, mur côté lac

Elément No

Nom

bre

de d

égat

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ndér

és

25

20

15

10

5

0

0÷9

10÷1

9

20÷2

9

30÷3

9

40÷4

9

50÷5

9

60÷6

9

70÷7

9

80÷8

9

90÷9

9

>=10

0

Galerie côté lac, mur côté lac

Nom

bre

d’él

émen

ts

Nombre de dégats pondérés


88

Bibliographie

[5.1] PI-BAT: Maintenance de routes à grand débit en exploitation, Office fédéral des questions conjonc-turelles, EDMZ N° 724.452 f, 1992.

[5.2] PI-BAT: Technique d'auscultation des ouvrages de génie civil, Office fédéral des questions conjonc-turelles, EDMZ N° 724.453 f, 1991.

[5.3] VSS: Relevé et évaluation de l'état des routes, norme avec catalogue des dégradations (annexe), SN640 925, Zürich, 1991

[5.4] SIA: Inspection et remise en état des éléments de construction en béton, cahier technique 2002 dela SIA, Zürich, 1990.

[5.5] SIA: Inspections périodiques des ponts, directives 160/3, Zürich 1975.

[5.6] Ladner M.: Zustandsuntersuchung von Bauwerken, EMPA Bericht Nr. 116/3, Eidg. Materialprüfungs-und Forschungsanstalt, Dübendorf, 1988.

6.1 Généralités 91

6.2 Bases de l'évaluation 92

6.3 Evalutation des résultats des auscultations 92

6.4 Evaluation sommaire de l'état de l'ouvrage 93

6.5 Découpage en parties d'ouvrages 94

6.6 Marche à suivre pour l'évaluation 95

6.7 Indications pour l'évaluation de l'état d'un ouvrage 96

6. Evaluation

89

6. Evaluation

6.1 Généralités

Après avoir constaté l’état selon la démarchedécrite dans le chapitre 5, on doit analyser les résul-tats et les observations pour définir leur influencesur la suite des opérations. Cette nouvelle phased’évaluation doit être un processus dynamique quitient compte de toutes les données marginalestelles que l’état actuel, importance de l’ouvrage,environnement, etc. Il faut particulièrement prendreen considération les causes des dégâts ainsi quel’évolution possible des dégradations observées.

Ce n’est qu’après avoir acquis la certitude que l’ana-lyse de l’état existant répond avec une précision suf-fisante aux questions posées ou éventuellement,après s’être assuré que des auscultations plusapprofondies de l’ouvrage ne sont ni raisonnablesni possibles, que l’on peut définir la marche à suivrepour les opérations à venir. Dans certains cas celaimplique également des vérifications par un calculstatique. Ces vérifications de la sécurité structuraleet de l’aptitude au service doivent être faites sur labase d’hypothèses réalistes découlant de l’évalua-tion de l’état existant. Des hypothèses doivent êtrefaites pour les modèles statiques, les actions agis-sant sur l’ouvrage et les caractéristiques des maté-riaux.

L’évaluation se réfère donc toujours à deux objets:d’un côté aux résultats des analyses et de l’autrecôté à l’état de l’ouvrage.

Cela montre l’interdépendance entre l’analyse del’état d’un ouvrage, l’évaluation des résultats d’aus-cultations et les éventuelles vérifications statiquesainsi qu’entre les diverses conclusions que l’on peuttirer de ce processus global. Les résultats mènentfinalement à l’élaboration d’un plan de sécurité etd’un plan d’utilisation ainsi qu’à des instructionspour l’utilisation de l’ouvrage.

Dans ce chapitre, nous montrerons comment ana-lyser et évaluer les observations et les mesures,sans nous attarder sur les vérifications statiques quisont traitées dans le cadre de la commission 462 dela SIA «Evaluation de la sécurité structurale d’ouvra-ges existants» [6.1]. Nous indiquerons néanmoinsoù et comment des liens peuvent exister dans cedomaine.

L'évaluation établit la relation entre l'état dans lequelse trouve un ouvrage et les mesures à prendre, entenant compte des conditions marginales.

6. Evaluation

91

6. Evaluation

Tableau 6.1: Substance de l'évaluation

Objet de l'évaluation

Figure 6.1: Objet de l'évaluation

Résultat des analyses

Etat de l'ouvrage

Evaluation des résultats de l'analyse de l'état existantpour définir:– s'ils sont représentatifs– s'ils sont complets– s'ils sont contradictoires

6.2 Bases de l’évaluation

Les bases de l’évaluation sont fournies par les infor-mations contenues dans les protocoles d’ausculta-tion ainsi que par les résultats d’analyses effectuéessur des échantillons de l’ouvrage. D’autre part, lesplans de sécurité et d’utilisation et les instructionsd’utilisation posent un certain nombre d’exigencesque l’ouvrage doit satisfaire. Ces exigences doiventégalement être prises en compte lors de l’évalua-tion, ceci en se demandant si l’état actuel del’ouvrage est toujours en mesure de les satisfaire.

6.3 Evaluation des résultatsdes auscultations

Il s’agit ici d’analyser et d’évaluer de façon appro-fondie les résultats obtenus lors de l’auscultation.Cette étape doit au minimum permettre derépondre aux questions suivantes:

– Les résultats donnent-ils des informations suffi-samment significatives?Les résultats sont plus ou moins significatifs enfonction des méthodes d’auscultation, du type deprise d’échantillons (ponctuel, surfacique), de laprécision des mesures, etc.;

– Les résultats sont-ils complets?Il faut contrôler si toutes les informations que l’onjugeait nécessaires lors des travaux prépara-toires ont été collectées ou s’il manque encorecertains points.L’inspection peut montrer que les conditionseffectives s’écartent de façon significative de ceque l’on attendait, ce qui peut ouvrir, de façonsurprenante, de nouvelles perspectives. C’estparticulièrement dans ces cas qu’il faut vérifier sitoutes les informations essentielles ont été col-lectées;

– Les résultats sont-ils contradictoires?Lors de l’évaluation des résultats de l’ausculta-tion, il faut impérativement veiller à ce que les dif-férentes observations puissent mener à desconclusions concordantes sur l’état de l’ouvrage.Si des contradictions subsistent, il s’agit de trou-ver des explications plausibles ou de procéder à

6. Evaluation

92

Tableau 6.2: Critères d'évaluation des résultats d'inspec-tions.

des analyses complémentaires permettant declarifier cette situation.Ce n’est que lorsque l’interprétation des résultatsest achevée qu’ils peuvent être pris en considé-ration pour l’évaluation de l’état de l’ouvrage.

6.4 Evaluation sommaire de l’état de l’ouvrage

Pour faire une évaluation sommaire de l’état del’ouvrage ou d’une partie d’ouvrage, il est souventsuffisant d’appliquer les critères définis dans lesannexes A 1 à A 4. Il s’ensuit une classification del’élément à juger, sur la base des observations faiteslors de l’inspection visuelle, dans l’un des 5 degrésd’état.

Tant que l’évaluation de l’ouvrage ou de l’élémentd’ouvrage aboutit à une classification dans lesdegrés 1 et 2, on peut admettre que l’état est bon àsatisfaisant. En admettant que l’analyse se limite àl’ouvrage ou à l’élément d’ouvrage, aucune mesuren’est requise; la sécurité structurale et l’aptitude auservice sont admises sans remise en cause. En cequi concerne la durabilité on peut compter qu’il n’yaura pas de dégradation rapide de l’état que l’on aobservé.

Si l’évaluation, toujours limitée à l’ouvrage où àl’élément d’ouvrage, aboutit à une classificationdans le degré 3 ou 4, il devient nécessaire de pro-céder à des assainissements localisés des parties oude l’ensemble de l’ouvrage considéré. La sécuritéstructurale et l’aptitude au service peuvent cepen-dant toujours être admises comme étant satisfai-santes. Il peut cependant s’avérer nécessaire derecourir à des inspections plus approfondies del’ouvrage. En revanche la durabilité de l’ouvrage nepeut, dans le cas présent, plus être garantie pourdes durées dépassant 10 à 15 ans.

Lorsque la classification aboutit au degré 5, il fautadmettre que la sécurité structurale et l’aptitude auservice ne répondent plus aux exigences requises.Des déclarations plus précises ne peuvent cepen-dant être faites qu’après des analyses ciblées plusapprofondies sur l’ouvrage et après avoir procédéà des vérifications statiques. Pour atteindre la pleineaptitude au service, toujours en admettant que l’on

Degrés de l'état (ou de gravité):

1. Bon état2. Etat acceptable3. Etat défectueux4. Mauvais état5. Etat alarmant

6. Evaluation

93

Tableau 6.3: Degré de l'état permettant une classificationdes ouvrages existant.

se limite à l’ouvrage ou à l’élément d’ouvrage, desmesures d’assainissement doivent être considéréescomme indispensables. La sécurité structurale,quant à elle, doit être intégralement contrôlée pardes vérifications statiques. La durabilité n’est natu-rellement plus garantie.

Il faut cependant préciser que si l’on limite l’obser-vation à l’ouvrage ou à l’élément d’ouvrage, sansconsidérer son environnement ou certains objectifsprioritaires, l’évaluation ne peut être définitive. Lesmesures proposées ci–dessus ne doivent donc êtreconsidérées que comme un choix tiré d’une multi-tude de possibilités. Si l’on prend en considérationces éventuels objectifs prioritaires dans le proces-sus de décision, il peut apparaître que des conclu-sions différentes sont tout à fait justifiées.

Cette évaluation se rapporte donc, à l’exception dudegré 5, en premier lieu à l’aptitude au service. Pourune évaluation grossière de la durabilité del’ouvrage ou de l’élément d’ouvrage on peut sansautre prendre des indications données dansl’annexe B. Une évaluation définitive de la sécuritéstructurale, en revanche, ne peut être faite qu’aprèsavoir procédé à des calculs statiques précis. Lesbases pour la vérification de la sécurité structuraled’ouvrages existants seront contenues dans ladirective SIA 462 «Evaluation de la sécurité structu-rale d’ouvrages existants [6.1], qui est actuellementen préparation.

6.5 Découpage en parties d’ouvrages

Une évaluation exacte de l’ouvrage ou d’une partiede l’ouvrage demande toutefois une démarche sys-tématique. Pour avoir une vue d’ensemble desnombreuses informations dont on dispose, il estjudicieux de décomposer l’ouvrage en différentesparties. La partition sera faite de manière à obtenirdes éléments de taille comparable, pour lesquelsl’entretien et la surveillance seront du même type.La décomposition de l’ouvrage en éléments judi-cieusement choisis est une tâche importante et exi-geante qui doit donc être faite par un ingénieurexpérimenté.

Un exemple de décomposition d’un ouvrage estdonné dans l’annexe D.

6. Evaluation

94

6.6 Marche à suivre pour l’évaluation

En raison des grandes différences de précision et decontenu des résultats d’auscultations de l’état d’unouvrage, il parait raisonnable de les classer selonl’importance des informations qu’ils fournissent. Ils’agit principalement de renseignements sur lasécurité structurale, l’aptitude au service ou la dura-bilité. Il est naturellement possible que certainsrésultats puissent être classés dans plusieurs caté-gories.

Il peut être utile de faire un tableau, pour chaquepartie d’ouvrage, contenant les valeurs caractéris-tiques observées et, pour comparaison, celles utili-sées lors du dimensionnement de l’ouvrage. Decette façon, on arrive relativement facilement àobtenir une vue d’ensemble permettant de mettreen évidence les modifications majeures qui se sontproduites, ou qui risquent de se produire. Il s’agit icid’évaluer en premier lieu, des valeurs géométriques(dimensions, situation de l’élément de construction,sections, etc.), des caractéristiques de matériaux(type de matériaux, résistance, module d’élasticité,etc.), des défauts d’exécution et parfois égalementde faire des observations relatives aux types et auxvaleurs des actions agissant sur l’ouvrage. Latableau 6.4 montre un extrait des informations col-lectées pour une telle analyse détaillée.

Grandeur caractéristique

Type

Portée

Section

Effective

4,45

82.5

Exigée

4,49

75,6

Sécurité structurale

+

–

Aptitude au service

+

–

Durabilité

±

–

Effet en cas d'une différence entre valeur effective et exigée

6. Evaluation

95

Elément d'ouvrages: poutre principale T2

Tableau 6.4: Extrait d'un tableau pour l'évaluation de l'état d'un élément d'ouvrage.

6.7 Indications pour l’évaluation de l’état d’un ouvrage

Bien que l’évaluation définitive de l’état d’unouvrage ne devrait, si l’on considère le déroulementde façon stricte, être entreprise qu’une fois que l’ondispose des vérifications statiques, il est générale-ment possible d’entreprendre une évaluation sur labase des résultats d’auscultation de l’état. En parti-culier on peut généralement déjà tirer, des obser-vations et des mesures, des informations clairesrelatives à l’aptitude au service, permettant une pre-mière évaluation. L’évaluation la plus délicate estcelle relative à la durabilité. L’appréciation de cettecaractéristique est, encore de nos jours, basée surl’expérience de l’ingénieur responsable.

Parallèlement à l’évaluation des parties d’ouvrages,il faut procéder à une analyse globale de l’ouvrageavec son environnement, en vue d’évaluer son apti-tude au service, sa sécurité structurale et sa durabi-lité.

L’intégration des informations collectées durantl’auscultation de l’état existant au processus d’éva-luation est présentée schématiquement ci–dessous.

Aptitude au service

L’aptitude au service désigne le comportement adé-quat de l’ouvrage soumis à des états d’utilisationnormalisés ou convenus. Elle comprend l’aptitudeau fonctionnement (par ex. du point de vue étan-chéité) et les exigences relatives aux déformations,aux vibrations, aux fissures, à l’esthétique, à la sécu-rité de l’utilisateur, etc.

Contrairement à la sécurité structurale, qui concernel’ouvrage en lui-même, l’analyse de l’aptitude au ser-vice, porte principalement sur le comportement del’ouvrage du point de vue des intérêts de l’utilisateur.

Il faut clarifier dans quelle mesure le comportementde l’ouvrage peut influencer les possibilités d’utili-sation. Cela implique qu’il faut toujours partir duplan d’utilisation pour définir des mesures visant àaméliorer l’aptitude au service.

La vérification de l’aptitude au service peut être faitede façon analogue à celle de la sécurité structurale,

6. Evaluation

96

Figure 6.2: Effet négatif sur l'aptitude au service dû à desremontées d'eau dans la maçonnerie.

en démontrant que les paramètres déterminants,résultant des états d’utilisation normalisés ouconvenus, satisfont aux valeurs limites. Ces valeurslimites sont également normalisées ou convenues.Cette démonstration peut être faite sur la base derésultats calculés ou mesurés expérimentalement.


La sécurité structurale est la sécurité de l’ouvrageface à la ruine. On peut admettre les modes deruines suivants:

– Il peut se produire localement des sollicitationstrop élevées produisant dans une seule sectionde l’ouvrage des valeurs supérieures aux limitesexigées.

– Il peut se produire dans des pièces ou dans desparties de l’ouvrage des ruines sans que pourautant l’on assiste à une mise en péril del’ensemble de la structure.

– La structure, y compris ses fondations peutatteindre une ruine globale menant à l’effondre-ment complet de la structure.

La vérification qu’il s’agit d’effectuer pour la sécu-rité structurale, valable pour les trois modes deruines évoqués ci-dessus, est décrite par l’équationsuivante:

avec:

Sd: Valeur de dimensionnement de la sollicita-tion (calculée);

R: Résistance ultime (calculée);γR: Facteur de résistance.

L’auscultation de l’état existant fournit des indica-tions relatives aux valeurs géométriques, aux carac-téristiques des matériaux et à l’exécution effective.Ces informations peuvent influencer autant lesvaleurs du côté des sollicitations (par ex. poidspropre en raison d’une connaissance plus appro-fondie de la densité et des dimensions) que du côtéde la résistance (par ex. dimensions des sections,valeurs caractéristiques des matériaux). Ce n’est

Figure 6.3: Rupture d'un pilier dans un centre commer-cial. Pour garantir provisoirement la sécurité deux piliersmétalliques ont été rapportés de part et d'autre.

6. Evaluation

97

RSd ≤ ––––

γR

Bibliographie

[6.1] SIA: Evaluation de la sécurité structurale d'ouvrages existants, directive SIA 462 (en préparation)

cependant pas l’objet du présent ouvrage de nousattarder, ni sur l’effet des observations sur la déter-mination des actions et donc sur Sd, ni de montrercomment déterminer à partir des caractéristiquesmesurées des matériaux la résistance ultime R et lecoefficient γr. Ces questions sont actuellement étu-diées, ainsi que nous l’avons déjà mentionné pré-cédemment, dans le cadre de la commission char-gée d’élaborer la directive SIA 462.

Durabilité

La durabilité est la capacité qu’ont les matériaux, etles éléments d’ouvrages ou les ouvrages qu’ilscomposent, à résister, durant un certain temps, auxactions auxquelles ils sont soumis, sans que desmodifications significatives, pouvant remettre enquestion leur sécurité structurale ou leur aptitudeau service n’interviennent. La durée de ce laps detemps n’est cependant pas définie.

Pour quantifier ce laps de temps on définit la duréed’utilisation qui détermine soit la durée pendantlaquelle l’ouvrage peut être exploité sans perte dela sécurité structurale ou de l’aptitude au service(durée d’utilisation effective) soit le temps durantlequel une telle utilisation devrait être possible(durée convenue d’utilisation ou d’exploitation).

Contrairement aux deux autres vérifications iln’existe dans le cas présent ni dimensionnement nidémarche bien définis permettant un contrôle pré-cis de la durabilité. La vérification est donc finale-ment basée sur l’expérience.

Pour cette raison il est souhaitable que les résultatsd’auscultations d’état d’ouvrages existants soientcollectés et analysés systématiquement. Cela per-met de mettre à disposition pour le futur, une minede connaissance qui sera à même de fournir des ren-seignements sur l’évaluation de l’état, et donc sur lecomportement à long terme d’ouvrages ou de par-ties d’ouvrages soumis à des sollicitations réelles.Cette démarche permettrait d’acquérir des connais-sances fondamentales et d’augmenter l’expériencedans ce domaine encore peut développé.

6. Evaluation

98

Figure 6.4: Modifications de la durabilité d'un ouvragedues à des interventions successives sur l'ouvrage.

Intervention avec effetsur l’aptitude au service etsur la sécurité structurale

Niveau convenu etacceptable de l’aptitude au service

Intervention pour l’aptitudeau service (sans influencesur la sécurité structurale)

Temps

Vale

ur c

arac

téris

tique

Durée effective d’utilisation

Durée d’exploitation convenue

Annexe A1 Propositions pour l’évaluation de l’état d’éléments de constructions en béton 102

Annexe A2 Propositions pour l’évaluation de l’état d’éléments de constructions métalliques 105

Annexe A3 Propositions pour l’évaluation de l’état d’éléments de constructions en maçonnerie 107

Annexe A4 Propositions pour l’évaluation de l’état de constructions en bois 110

Annexe A

101

Annexe A Propositions pour l’évaluationde l’état d’éléments de construction

Annexe A

102

Annexe A Propositions pour l’évaluationde l’état d’éléments de construction

Annexe A1 Propositions pour l’évaluation de l’état d’éléments de constructions en béton

Les propositions données ci-après pour l’évaluation de l’état d’éléments de constructions en béton doiventpermettre d’effectuer une évaluation et d’établir un rapport sur la base de critères uniformes. L’échelle d’éva-luation, qui comporte 5 degrés, est basée sur des données pour des ouvrages d’art de l’OFR (Office fédéraldes routes).

1 Bon état L’observation de l’ouvrage ne montre pas de défauts notables nide dégâts ou de problèmes particuliers. Il se peut toutefois qu’ilexiste de petites fissures sans éclatements, des épaufrures ou desefflorescences. Des taches provenant de variations d’humiditésont insignifiantes.

De fines fissures (capillaires) dues à des sollicitations en flexion ouau retrait sont admissibles pour autant que l’armature ne soit pasmise à nu. Les constatations faites doivent faire l’objet d’un pro-tocole.

La teneur en chlorures, au niveau des armatures, doit être infé-rieure à 0,1% du poids de C.P.

2 Etat acceptable Il existe quelques petits dégâts tels que des fissures faciles à étan-cher dans la voie de roulement, quelques légers éclats, etc., quipeuvent être réparés à l’occasion des travaux d’entretien courant.Il faut toutefois que le total des éléments de structure touchés (ycompris les surfaces déjà réparées) reste inférieur à 10%.

Il n’y a pas de dommage au béton dans les zones de fissures capil-laires. Là aussi peuvent se présenter des taches dues à des varia-tions d’humidité; l’étendue de ces taches étant très limitée, elle nepeuvent encore être considérées comme étant graves, mais en rai-son du danger présenté par le gel, elles peuvent être un signeannonciateur de dégâts futurs. En outre il se peut qu’il existe desfissures avec efflorescences.

Pour les constructions accessibles à la circulation, il faut établir unconstat des petits dégâts dus aux chocs sur les éléments non por-teurs.

Dans le cas de fondations dans une rivière, il n’est possible d’exa-miner que la partie supérieure de celles-ci; on ne peut mettre enévidence des déplacements des fondations.Les mesures montrent des teneurs en chlorures inférieures à 0,2%du poids de CP.

Degré de l'état (ou de gravité) Evaluation de l'état Description de l'état

3 Etat défectueux Il existe un forte fissuration et des écaillages qui peuvent atteindre20 à 40% de la surface de l’ouvrage (y compris les surfaces déjàréparées). Il existe quelques fissures traversantes avec une forteefflorescence. L’armature passive présente quelques points decorrosion mais il n’y a pas de dégâts sur les aciers de précon-trainte.

Tous les éléments porteurs sont encore aptes au service, mais pré-sentent des fissures, des éclatements ou un fort écaillage.

Les appuis, en raison de leur encrassement, ne sont plus tout à faitaptes à remplir leurs fonctions.

4 Mauvais état Il existe des dégâts de corrosion avancés de l’armature principale,ainsi que des dégâts ou éclatements du béton. L’armature princi-pale est toutefois encore suffisamment enrobée, mais elle est miseà nu par endroits. Dans les éléments de construction sollicités à lafatigue, il faut particulièrement tenir compte des effets d’entaillesdans les zones de corrosion par piqûres.

40 à 60% des surfaces de béton sont endommagées ou attaquées,y compris les zones déjà réparées. Il existe de nombreuses fissurestraversantes avec des efflorescences sur l’ensemble des surfacesde béton. Il existe aussi bien des fissures dues à la flexion que desfissures dues aux efforts tranchants.

Dans les éléments comprimés, le noyau de béton délimité par lesétriers n’est pas encore fissuré ni affaibli par une diminution de lasection.

Des appareils d’appuis grippés peuvent entraîner des dégâts dansles éléments de construction directement concernés.

Il est peut-être déjà possible de déceler de légers tassements dansla superstructure.

5 Etat alarmant Une grande partie de l’ouvrage est fortement attaquée: les dégâtsde l’armature principale sont fortement avancés. Il existe de largesfissures de flexion et d’efforts tranchant (fissures de plus de0,5 mm d’ouverture). L’armature de traction est en partie mise ànu. Les éléments porteurs principaux présentent des déformationspermanentes anormales bien visibles.

Dans les ouvrages précontraints, des ruptures de fils conduisentlocalement à des diminutions de sections qui se remarquent parla formation de fissures dans le béton.

D’importantes fissures peuvent apparaître en têtes des piles, sousles appuis.

Annexe A

103


Des affouillements, qui se produisent sous les fondations enrivière, peuvent mettre en danger la stabilité et la sécurité del’ouvrage. Des tassements importants se sont déjà produits.

Cas échéant, il peut être nécessaire de limiter, même éventuelle-ment d’arrêter temporairement l’exploitation de l’ouvrage, et cecijusqu’à l’obtention des résultats d’une auscultation plus détaillée.

Annexe A

104


Annexe A2 Propositions pour l’évaluation de l’état d’éléments de constructions métalliques

Les propositions données ci-après concernent l’évaluation de l’état de constructions métalliques. Pour cesconstructions il faut porter une grande attention à la détermination de la qualité de l’acier des éléments consi-dérés, ceci afin de savoir s’il sera possible, ou non, d’effectuer des réparations par des travaux de soudures.

Ces propositions doivent permettre d’effectuer une évaluation, et d’établir un rapport, sur la base de critèresuniformes. L’échelle d’évaluation, qui comporte 5 degrés, est basée sur des données pour des ouvragesd’art de l’OFR (Office fédéral des routes).

1 Bon état L’observation de l’ouvrage ne montre ni défaut notable, ni dégât.Il se peut toutefois qu’il existe de faibles changements de colora-tions en surface.

Dans les piles et culées en rivières il est possible de releverquelques égratignures ou marques de chocs.

2 Etat acceptable Il existe de petits dégâts à la couche de protection contre la cor-rosion, mais il n’y a pas encore de réduction de la section d’acier.Ces dégâts ne concernent qu’une surface inférieure à 10% de lasurface totale de la structure porteuse. Par endroits on peut obser-ver un début de points de corrosion d’un élément de structure. Ilest aussi possible d’observer, pour de tels éléments, quelquesmoyens d’assemblages (rivets ou boulons) desserrés.

3 Etat défectueux De légères corrosions peuvent affecter différentes zones de sur-faces importantes. La surface concernée peut atteindre environ20% de la surface totale. Mais il n’y a pas encore de réduction sen-sible des sections de métal; la réduction de section est inférieureà 5%. Une corrosion de contact peut avoir lieu entre plaques. Onpeut constater quelques moyens d’assemblages desserrés.


Pour les constructions accessibles à la circulation, il faut établir unconstat des petits dégâts dus aux chocs sur les éléments non por-teurs.

4 Mauvais état La corrosion a conduit à des réductions relativement importantesdes sections. Ces dégâts affectent environ 50% des éléments por-teurs principaux.

Annexe A

105


Les pièces comprimées présentent des déformations latéralesimportantes (risque de flambage ou de voilement!).

Les moyens d’assemblages d’éléments secondaires peuvent êtrepartiellement desserrés, mais ne sont pas encore cassés; desindices de fissuration peuvent être observés sur les cordons desoudures de ces éléments.


5 Etat alarmant Les réductions de sections dues à la corrosion ne sont plus négli-geables, elles représentent plus de 10% de la section. Dans les élé-ments de construction sollicités à la fatigue il faut particulièrementtenir compte des effets d’entailles dans les zones de corrosion parpiqûres.

Il existe des déformations permanentes anormales bien visibles,particulièrement dans des éléments comprimés, ce qui indique unflambage ou un voilement.

On constate non seulement des moyens d’assemblages desser-rés, mais aussi des ruptures de ces éléments. Les fissures dans lessoudures se développent sur de grandes longueurs.

Il existe aussi des tassements relativement importants. D’impor-tantes fissures peuvent exister en tête des piles, sous les appuis.

Cas échéant il peut être nécessaire de limiter, même d’arrêter tem-porairement l’exploitation de l’ouvrage, et ceci jusqu’à l’obtentiondes résultats d’une auscultation plus détaillée.

Annexe A

106


Annexe A3 Propositions pour l’évaluation de l’état d’éléments deconstructions en maçonnerie

Les propositions données ci-après concernent l’évaluation de l’état d’éléments et de constructions enmaçonnerie.


1 Bon état L’observation de l’ouvrage ne montre pas de défaut notable, saufpeut-être de petits éclats ou efflorescences, ainsi que quelquespetites détériorations superficielles des moellons. Dans les jointsil se peut aussi qu’il existe quelques fissures isolées, ou très loca-lement quelques petits éclats. Le mortier des joints est toutefoisencore dur. Des taches provenant de variations d’humidité sontinsignifiantes.

Dans les piles et culées en rivière, il est possible de releverquelques égratignures ou marques de chocs.

2 Etat acceptable Il existe quelques petits dégâts tels que faibles éclatements etdégradations par les intempéries qui peuvent être réparés à l’occa-sion des travaux d’entretien courant. Les surfaces touchées ou abî-mées doivent toutefois rester inférieures à 10% de la construction.

Des taches sur les moellons proviennent de variations d’humidité;l’étendue de ces taches étant limitée, elles ne peuvent encore êtreconsidérées comme étant graves, mais en raison du danger pré-senté par le gel, elles peuvent être un signe annonciateur de dégâtsfuturs.

Il existe des fissures avec des efflorescences ou des zones d’éclats.

Dans le cas de fondations de piles en rivières, la face supérieuredes fondations est encore protégée.

Les dégâts doivent faire l’objet d’un protocole.

3 Etat défectueux Il existe une forte fissuration, des dégâts dus aux intempéries, deséclatements, des fentes et des attaques chimiques qui peuventatteindre des zones profondes des moellons. En conséquence d’unfort écaillage, il arrive que 20 à 40% des surfaces soient détruitesou attaquées. Les zones humides sont nombreuses.

Annexe A

107


Il existe quelques fissures traversantes avec des efflorescencesimportantes.

Le mortier des joints est disloqué dans de larges zones, les moel-lons sont en parties branlants.


4 Mauvais état Il existe un état avancé de dégâts dus aux intempéries ou à deséclatements. Les surfaces avec éclatements ou attaquées sontsupérieures à 25%.

Des efflorescences peuvent couvrir des éléments entiers, il en estde même pour l’humidité.

Il existe des moellons branlants et des joints disloqués en nombreimportant. Des algues et de la mousse se sont implantées dans leszones détrempées.

Il existe de nombreuses fissures traversantes avec efflorescencessur l’ensemble des surfaces.


5 Etat alarmant Par endroit des moellons se sont détachés de l’appareillage, ce quipeut conduire à des déformations. Des dommages dus aux intem-péries, des éclatements, des efflorescences et des zones humidesaffectent plus de 50% des surfaces.

La présence de larges fissures cheminant à travers les joints et/oules moellons montre que certains éléments entiers d’ouvrage sesont dissociés. Des moellons isolés ou des parties de moellons sesont détachés sur plus de 15% de la surface. Par ailleurs de largesfissures montrent que des charges excessives agissent dansl’ouvrage.

En cas de présence de pièces métalliques, on peut constater deséclatements liés à la corrosion de ces pièces. Par ailleurs, desplantes avec leurs racines, se sont développées dans les joints etdisloquent ceux-ci.

Il existe des déformations permanentes anormales bien visibles.

Plus de 50% des joints de mortier sont cassés ou disloqués.

D’importantes fissures peuvent apparaître en tête des piles, sousles appuis.

Annexe A

108


Des affouillements, qui se produisent sous les fondations enrivière, peuvent mettre en danger la stabilité et la sécurité del’ouvrage. Des tassements importants se sont déjà produits.

Cas échéant, il peut être nécessaire de limiter, même éventuelle-ment d’arrêter temporairement l’exploitation de l’ouvrage, et cecijusqu’à l’obtention des résultats d’une auscultation plus détaillée.

Annexe A

109


Annexe A4 Propositions pour l’évaluation de l’étatde constructions en bois

Les propositions données ci-après concernent l’évaluation de l’état de constructions en bois.


1 Bon état Pas de dégât particulier (il est toutefois possible d’admettrequelques problèmes localisés tels que trous dus à des insectes,fissures, décolorations).

2 Etat acceptable Dégâts superficiels dus aux insectes et aux sollicitations méca-niques ou à l’usure.

Ventilation insuffisante.

Dégâts dus aux intempéries (coloration grise).

Boulons desserrés.

Salissures.

3 Etat défectueux Forte humidité, attaque par des champignons, zones pourries.

Attaques profondes par les insectes.

Flèches bien visibles, écrasements, dégâts consécutifs à deschocs.

Corrosion des moyens d’assemblages.

4 Mauvais état Diminution des sections de bois et des moyens d’assemblages for-tement sollicités.

Zones pourries dans les zones d’assemblages et d’appuis.

Fortes déformations.

5 Etat alarmant Ruptures de certaines pièces ou de moyens d’assemblages.

Attaque par la mérule (champignon).

Annexe A

110


Géométrie de l’ouvrage 112

Fondations 113

Appuis 114

Joints 115

Etanchéité (revêtement) 116

Parapets/glissières 117

Installations d’évacuation des eaux 118

Installations annexes 119

Béton 1: qualité de la surface 120

Béton 2: influences extérieures 121

Béton 3: humidité 122

Revêtements de protection du béton 123

Armatures 1 124

Armatures 2 125

Câbles de précontrainte 126

Fissures dans les constructions en béton 1 127

Fissures dans les constructions en béton 2 128

Constructions métalliques, protection contre la corrosion 129

Constructions métalliques, assemblages 130

Constructions métalliques, évacuation des eaux 131

Eléments de fixations en acier 132

Maçonnerie de pierres naturelles 1 133

Maçonnerie de pierres naturelles 2 134

Constructions en bois 135

Annexe B

111

Annexe B Dégâts types

Géométrie de l’ouvrage

GénéralitésChaque ouvrage présente un certain nombre decaractéristiques géométriques simples dont lesanomalies, qu’il est possible de déceler lors d’unexamen, permettent de tirer des conclusions inté-ressantes. Par exemple, une bordure de pont estsoit horizontale, soit en pente régulière; ou, les deuxrives d’un joint entre deux éléments d’un mur desoutènement doivent être parallèles. Les déforma-tions normales dues à la température, au retrait, aufluage et aux charges, sont en général faibles et pasou à peine visible. De fortes différences avec cet étatnormal sont relativement faciles à détecter lors d’unexamen visuel.

Défauts et dégâts typesLes variations de géométrie d’un ouvrage, varia-tions qu’il est facile de détecter par un simple exa-men visuel, sont essentiellement des dénivellationsd’appuis d’une poutre horizontale continue, desvariations d’ouverture de joints entre deux partiesd’une construction, ou des dénivellations entredeux éléments de construction.

Indications particulièresLes causes de telles irrégularités de géométrie sont,par exemples, des basculements ou des tassementsde fondations dus à des déformations du sol, desdéfauts des éléments porteurs (éléments de soutè-nement, éléments de suspension, câbles de pré-contrainte, éléments d’assemblages tels que gou-jons, boulons, etc.), déformation ou grippage desappareils d’appuis.

Annexe B

112

Annexe B Dégâts types

Déformation de l'extrémité du porte-à-faux en raison dufluage et du retrait.

Montant d'une poutre triangulée déformée par effetmécanique.

Déformation d'un pont en bois sur 2 appuis.

Fondations

GénéralitésLes fondations constituent l’élément de liaisonentre l’ouvrage et le terrain naturel ou éventuelle-ment remanié. Les fondations doivent transmettreau sol toutes les charges de l’ouvrage, et ceci defaçon fiable. Les déformations du sol, induites parces charges, doivent rester admissibles. Les fonda-tions doivent être suffisamment profondes pourque le sol portant les fondations soit à l’abri desinfluences climatiques (essentiellement le gel etl’eau), c’est la raison pour laquelle elles ne sont engénéral pas directement visibles.

Des phénomènes imprévus et qui peuvent se pro-duire rapidement (affouillements, érosions, glisse-ments, tassements, etc.) peuvent porter préjudiceau sol de fondation. De tels phénomènes sont lesprincipales causes qui peuvent conduire à la misehors service totale ou de longue durée d’ouvrages.

Défauts et dégâts typesLes principales causes de dégâts sont essentielle-ment les tassements du sol de fondation, mais aussiles affouillements et érosions lors de crues, les cou-lées de boues, etc. Des affouillements dangereuxpeuvent toutefois aussi se produire en dehors descrues; ce sont alors généralement des interventionsde l’homme sur le cheminement de l’eau ou parl’exploitation des sols qui en sont les causes indi-rectes (par ex. prélèvement de graviers, abaisse-ment d’un seuil de rivière ou création d’un barrage).

Indications particulièresLors de l’auscultation de fondations il arrive fré-quemment qu’il manque des données fiables sur lasituation et la géométrie des fondations ou sur le solde fondation. Des renseignements exhaustifs surles sols de fondations, qui nous paraissent actuel-lement être indispensables, étaient encore négligésil y a quelques années. Le responsable de la recon-naissance de sol est tenu, sur la base d’une analysesoignée des résultats, risques et coûts, de fournir unrapport exhaustif.

Annexe B

113

Affouillement d'une culée de pont.

Affouillement d'une pile de pont.

Dégarnissage de la fondation d'une pile par l'érosiondurant une crue.

Appuis

GénéralitésDes appuis totalement ou partiellement mobilesassurent les conditions statiques d’appui d’unestructure porteuse. Des entraves à la mobilité desappuis peuvent conduire à de graves dégâts del’ouvrage, ceci en raison d’induction de sollicita-tions inadmissibles. La garantie d’un bon fonction-nement des appuis a une très grande importancepour l’aptitude au service, la durabilité et la sécuritéd’un ouvrage. Les appuis sont des éléments deconstruction qui, en raison de sollicitations élevées,peuvent avoir une durée de vie plus courte qued’autres éléments porteurs. Le remplacement d’unappui n’est donc pas nécessairement une mesureextraordinaire.

Défauts et dégâts types– Encrassement– Corrosion des parties métalliques– Blocage de l’appui (par ex. mouvements empê-

chés par l’ouvrage lui-même, ou déplacementtrop important des rouleaux au-delà des plaquesd’appuis)

– Ecrasement du néoprène hors d’un appui «pot»non étanche.

Indications particulièresLes appuis doivent même être surveillés, entre deuxinspections, par le personnel d’entretien. Il est doncjudicieux que le contrôle puisse être fait sur un sys-tème de repérage fixé à demeure sur l’appui lui-même. La position de l’appui doit être consignéedans un formulaire (y c. la date et les conditionsmétéorologiques telles que le temps et la tempéra-ture).

En cas de blocage d’appuis sur un ouvrage il fautprendre garde aux dégâts secondaires qui pour-raient survenir dans le voisinage des appuis.

Annexe B

114

Blocage d'un appui à la suite d'un déplacement tropimportant.

Traces de rouilles en raison de la corrosion de l'appareild'appui.

Ecrasement du néoprène hors d'un bloc d'appui nonétanche.

Joints

GénéralitésLes joints (y c. les joints de chaussée) sont des élé-ments de raccordement disposés entre deux partiesd’un ouvrage ou aux extrémités de celui-ci. Ils doi-vent en premier lieu assurer l’aptitude au service.Mais ils doivent aussi assurer des fonctions de pro-tection pour certains éléments adjacents à laconstruction. Les joints de chaussée sont des élé-ments particulièrement sollicités et soumis à l’usure.Leur durée de vie est donc limitée. Afin que d’autreséléments de l’ouvrage (culées, piles, appuis, zonesd’ancrages des câbles de précontrainte, etc.) nesoient pas exposés aux agressions, par les sels dedéverglaçage, il est actuellement de règle de prévoirdes joints de chaussée étanches. Cette précautionpeut aussi être prise dans le domaine des bâtiments(par ex. dans un parking) dans le but de protéger lesjoints contre la pénétration d’éléments nuisibles.

Défauts et dégâts types– Encrassements– Blocages– Dénivellations entre les deux rives– Déplacements relatifs transversaux des deux

rives– Descellements des pattes d’ancrages– Fissures dans les pièces métalliques– Défauts d’étanchéité

Indications particulièresLes opérations de contrôles de l’étanchéité de jointsdevrait être effectuées durant et après des intempé-ries. En cas de défauts d’étanchéité, il faut prendregarde aux risques de dégâts par les sels de déver-glaçage sur d’autres parties de l’ouvrage.

Annexe B

115

Déplacement transversal d'un joint.

Défaut d'étanchéité d'un joint de chaussée.

Descellement d'un joint de chaussée.

Etanchéité (revêtement)

GénéralitésLes expériences faites au cours de ces dernièresannées ont clairement montré l’importance primor-diale des étanchéités du point de vue de la durée devie d’un ouvrage situé en milieu agressif (particu-lièrement en raison des sels de déverglaçage). Lesétanchéités dans le domaine routier sont parailleurs soumises à de très fortes sollicitations parles charges, elles n’ont donc, comme les revête-ments, qu’une durée de vie limitée. Le remplace-ment périodique d’une étanchéité n’a donc riend’extraordinaire.

Défauts et dégâts types– Joints de bordures non étanches– Décollement du support (pour les étanchéités

collées)– Cloquage– Défauts d’étanchéité le long de bordures, de cani-

veaux, de raccordements avec le système d’éva-cuation des eaux

– Blessures lors de travaux– Dégâts par le feu

Indications particulièresC’est après une période d’intempéries qu’il fauteffectuer des contrôles d’étanchéité. Des fuites à tra-vers un tablier de pont sont, par exemple, desindices très clairs d’un défaut.

En cas de défauts d’étanchéité il faut alors prendregarde aux autres dégâts qui peuvent être provoquéspar ce défaut (pénétration de sels dans le béton dutablier, d’où possibilité de corrosion des armatures,pénétration d’eau salée dans des câbles de précon-trainte dans des zones de gaines mal jointes).

Des indications pour l’auscultation de l’état de revê-tements bitumineux, et de revêtements en béton,sont données dans le catalogue des dégâts de lanorme VSS SN 640 925, 1991.

Annexe B

116

Formation de cloques dans le revêtement et dans l'étan-chéité.

Fissures dans le revêtement et dans l'étanchéité (?), par-tant de l'angle du regard.

Végétation en rive du revêtement et de l'étanchéité.

Parapets/Glissières

GénéralitésLes parapets et les glissières sont des équipementsdestinés à améliorer la sécurité des usagers d’unouvrage. L’entretien courant de ces équipementsest assuré par les équipes d’entretien. Mais en casd’accident ce sont les fixations qui sont fortementsollicitées; leur surveillance ne peut donc être délé-guée uniquement au personnel d’entretien.

Défauts et dégâts types– Salissures– Attaques par la corrosion à tous les niveaux (de

l’attaque ponctuelle jusqu’à l’attaque de surfacesentières)

– Dégâts par des sollicitations mécaniques– Fixations absentes ou desserrées (boulons,

rivets)– Soudures fissurées– Fragilisation des fixations (goujons) par l’effet de

chlorures– Dégâts ou rupture d’ancrages incorporés lors du

bétonnage

Indications particulièresL’évaluation d’un élément de fixation du point devue des dégâts causés par des chlorures est trèsdélicat, ce n’est possible qu’en laboratoire sur deséchantillons prélevés sur l’ouvrage. De telles inves-tigations sont toutefois nécessaires lorsque des rup-tures par fragilité se sont produites lors d’un acci-dent.

Les expériences faites avec des ancrages incorpo-rés lors du bétonnage n’ont pas donné de bonsrésultats. Les techniques actuellement utilisées sontdes techniques d’ancrages par goujons forés dansle béton durci, ou par des tiges filetées scellées dansdes réservations sous forme de gaines anneléesmise en place dans le coffrage. Cette dernière tech-nique présente toutefois le désavantage de la pré-sence d’obstacles lors de la mise en place et de lavibration du béton, ce qui peut influencer la qualitédu béton dans la partie supérieure des consoles oùles sollicitations sont très élevées.

Annexe B

117

Corrosion sur un parapet dont le zingage a été abîmé.

Parapet dangereux.

Dégât du scellement d'un potelet en tête de mur.

Installations d’évacuation des eaux

GénéralitésSous nos latitudes on trouve des installations d’éva-cuation des eaux dans la majorité des ouvrages. Cesinstallations sont très importantes tant du point devue de l’aptitude au service que du point de vue dela sécurité. Elles doivent en premier lieu assurerl’évacuation des eaux qui pourraient provoquer desdégâts en pénétrant dans l’ouvrage. Par ailleurs cesinstallations doivent aussi écarter le danger d’appa-rition de pressions d’eau inadmissibles entre lesfondations et le sol de fondation, ce qui pourraitmettre en danger la stabilité de l’ouvrage.

Défauts et dégâts types– Engorgement par des détritus, des feuilles mortes,

des dépôts de chaux– Ruptures en raison d’actions mécaniques, de

déplacements dus aux variations de tempéra-ture, de déformations dues au sol de fondation

Indications particulièresLes installations d’évacuation des eaux doivent êtrerégulièrement contrôlées et entretenues (net-toyées). La meilleure période pour le contrôle del’aptitude au service est située durant ou juste aprèsdes intempéries.

Des installations de drainage importantes du pointde vue de la sécurité, par exemple le réseau de drai-nage d’un talus instable, doivent faire l’objet demesures de contrôles régulières, et ces mesuresdoivent être consignées dans un procès-verbal.

Si une installation d’évacuation des eaux a été misehors service durant une longue période, (par ex. parrupture d’une canalisation dans un caisson de pont)il faut prendre garde aux dégâts annexes quiauraient pu se produire (par ex. infiltrations de chlo-rures).

Annexe B

118

Raccord non étanche d'un tuyau d'évacuation des eaux.

Tuyau d'évacuation cassé à l'intérieur d'un caisson depont.

Canalisation de drainage obstruée par des dépôts dechaux.

Installations annexes

GénéralitésLes installations annexes, de même que les équi-pements électromécaniques telles que les installa-tions d’éclairage et de ventilation, les feux etsignaux de circulation, sont des éléments vitauxpour le bon fonctionnement d’un aménagementroutier.

Défauts et dégâts types– Encrassements– Dégâts dus aux chlorures– Toutes les sortes de corrosion– Dégâts aux fixations– Fixations absentes ou desserrées– Dégâts par des sollicitations mécaniques– Vandalisme

Indications particulièresLe point commun des installations annexes résidedans le fait qu’elles sont généralement difficilesd’accès, et qu’elles ne peuvent être contrôléesqu’avec l’aide de moyens adéquats.

En ce qui concerne les conduites des réseaux quitraversent l’ouvrage, ce sont en fait les respon-sables des différents réseaux qui sont compétents.Il faut toutefois tenir compte de la présence de cesréseaux lors de l’auscultation d’un ouvrage. Il est enparticulier nécessaire de noter les points spéciauxrelevés, et d’en faire part aux responsables desréseaux en question. De mauvaises fixations ou desruptures de canalisations peuvent être nuisibles àl’ouvrage lui-même.

Annexe B

119

Les installations de signalisation ont une fonction impor-tante.

Détérioration de la peinture de la plaque de fixation d'unélément antibruit.

Béton 1: qualité de la surface

GénéralitésLe béton est un matériau généralement mis enœuvre sur le chantier. Sa qualité dépend de nom-breuses conditions: qualification des ouvriers, soinapporté au bétonnage, matériaux de coffrage, condi-tions atmosphériques, etc. Des variations de com-position peuvent survenir même pour des bétonspréparés en usine. Ces variations sont importantesen comparaison avec l’acier.

Ces conditions marginales influencent bien sûr l’étatde la surface du béton d’une construction. Mais cesvariations par rapport à un état de surface idéal nedoivent pas toutes être considérées comme étantdes insuffisances ou des défauts. L’appréciation doitêtre faite en fonction des exigences requises de lasurface du béton (par ex. esthétique, résistance à unenvironnement agressif).

Défauts et dégâts types– Variations de la coloration– Présences de bulles– Nids de gravier– Empreintes du coffrage– Salissures– Bois incorporé au béton– Autres matériaux incorporés

Indications particulièresLes défauts relatifs au recouvrement des armatures,ou de la qualité du béton en surface, peuvent mettreen danger, à plus ou moins longue échéance la dura-bilité des armatures (risques de carbonatation et depénétration de chlorures). Dans les constructions oùles exigences d’étanchéité sont élevées (par ex. encas de surfaces soumises aux sels de déverglaçage)les défauts de surfaces ne peuvent être admis.

Les nids de gravier et les cavités peuvent être recou-verts d’une fine pellicule de ciment, mais ces défautspeuvent être facilement mis à jour par martèlement.

Les bois incorporés en surface peuvent provoquerdes éclatements de béton dès que ces bois peuventabsorber de l’eau. Les éclatements ainsi produitspeuvent conduire à la corrosion des armatures.

Annexe B

120

Variation de la coloration entre deux étapes de béton-nage.

Nid de gravier provenant d'un manque d'étanchéité ducoffrage.

Dégâts causés par des bois incorporés en surface dubéton.

Béton 2: influences extérieures

GénéralitésChaque ouvrage est soumis, non seulement auxcharges d’exploitation, mais aussi aux actions clima-tiques. Les différentes actions provoquent des modi-fications des matériaux (vieillissement). Ces modifi-cations ne doivent pas être considérées comme étantdes dégâts, ceci pour autant que l’aptitude au service(fonction et aspect), la sécurité structurale et la dura-bilité ne soient pas mises en question.

Défauts et dégâts types– Surface friable– Ecaillage– Eclatements en surface– Dégâts mécaniques

Indications particulièresLes modifications en surface dues aux intempérieset aux conditions d’exploitation diminuent la pro-tection des armatures contre la corrosion, ceci enraison d’une réduction de l’épaisseur et de la com-pacité de la couverture de béton.

Mais il est toutefois bien évident que tout ouvragesoumis aux intempéries et à une exploitation, subitune usure. Il est donc normal de tolérer cette usure,mais ceci seulement dans une mesure bien déter-minée. Vouloir empêcher toute usure serait unestratégie particulièrement onéreuse. Il est toutefoisnécessaire de tenir compte de cette sujétion d’usuredans le projet, et de prévoir les réserves adéquates.

Il faut toutefois prendre garde à ce que l’importancedu vieillissement dû aux intempéries et à l’exploi-tation reste limitée, ceci de manière à éviter que cevieillissement n’entraîne pas soudainement l’appa-rition de dégâts pouvant mettre en danger des par-ties de l’ouvrage ou même la totalité de l’ouvrage.

Annexe B

121

Surface de béton friable.

Dégâts dus au gel ou aux sels de déverglaçage, en partieconcentrés dans une zone fissurée.

Arrêtes abîmées par actions mécaniques.

Béton 3: humidité

GénéralitésDes ouvrages en béton armé présentent presquetoujours une fissuration plus ou moins importante.En présence d’eau il peut s’établir une circulationd’eau dans l’ouvrage, ceci essentiellement par leslarges fissures. Selon la composition chimique del’eau, celle-ci peut dissoudre des carbonates de cal-cium dans le béton puis les restituer et les déposerlors de sa résurgence en surface du béton. De l’eaupeut également circuler par le réseau de pores dubéton. Si l’eau résurgente ne s’évapore pas, elles’accumule. Il se forme alors des zones humides etdes flaques.

Défauts et dégâts types– Flaques– Zones d’humidité– Résurgences– Dépôts de calcaire– Stalactites sous les fissures– Absence de gouttes pendantes

Indications particulièresA une résurgence d’eau correspond, en toute bonnelogique, une zone d’infiltration de cette eau. Parailleurs l’eau peut encore transporter des matièresnuisibles, tels que des chlorures.

En cas de présence d’humidité il est donc importantd’en trouver les causes (par ex. des drainages cassésou obstrués, des défauts d’étanchéité ou des drai-nages inefficaces) et de prendre garde aux dégâtssecondaires que cette humidité pourrait entraîner.Pour déterminer s’il existe une infiltration de chlo-rures, il faut en général faire appel à un laboratoire.

Une circulation permanente d’eau peut à la longueélargir une fissure et avoir des conséquencesnéfastes du point de vue statique. Une attaque desarmatures par la corrosion pouvant alors se produire.

Annexe B

122

Humidité dans la zone d'un joint de dilatation non étanche.

Absence de goutte pendante.

Dépôts et efflorescences en face inférieure d'un pont.

Revêtements de protections du béton

GénéralitésDes revêtements de protection son actuellement deplus en plus utilisés pour protéger les bétons situésen milieux agressifs.

De tels revêtement ne peuvent bien sûr remplir leurfonction que s’ils ont été correctement appliqués ets’ils ne sont pas abîmés par des actions extérieuresnéfastes.

Défauts et dégâts types– Recouvrement insuffisant– Porosité due au vieillissement (par ex. friabilité)– Diminution d’efficacité (par ex. en raison du rayon-

nement UV)– Blessures par des actions mécaniques– Fissures– Adhérence insuffisante– Décollement (pression de vapeur)

Indications particulièresS’il est facile d’établir un constat des dégâts méca-niques ou des décollements, il est beaucoup plusdélicat de déterminer l’incidence du vieillissementqui peut diminuer l’efficacité du revêtement; leseffets du vieillissement ne peuvent en général êtredéterminés que par des essais spéciaux (par ex.valeur résiduelle de l'hydrophobie ou de l’étan-chéité du revêtement).

Annexe B

123

Faïençage d'un revêtement.

Décollement d'un revêtement.

Revêtement présentant un recouvrement insuffisant despores.

Armatures 1

GénéralitésUn recouvrement suffisant de l’armature est lacondition indispensable pour garantir à l’armatureune protection de longue durée contre la corrosion.L’épaisseur du recouvrement de béton peut actuel-lement être facilement contrôlée, et ceci avec uneprécision relativement élevée. Il est par contre plusdifficile de déterminer la compacité de ce recouvre-ment.

Des traces de rouille en surface du béton sont desindices certains d’un processus de corrosion à l’inté-rieur du béton. Une progression de la corrosion setraduira par des éclatements du béton en raison del’augmentation de volume de l’armature attaquéepar la corrosion. Il existe des exemples où de telséclatements ont conduit à la destruction de zonesimportantes du recouvrement, puis à la destructionde l’ensemble d’un élément d’ouvrage.

Défauts et dégâts types– Taches de rouille– Eclatements locaux– Destruction du béton de recouvrement– Fissuration

Indications particulièresLe processus de corrosion des armatures n’est pos-sible qu’en cas de disparition de l’effet protecteurdû à la forte alcalinité de l’eau contenue dans lespores de la pâte de ciment. Les causes possibles decorrosion sont: la perte d’alcalinité de l’eau despores par la carbonatation, déclenchement de lacorrosion par les chlorures qui ont pu pénétrerjusqu’à l’armature (corrosion ponctuelle, piqûres),ou déclenchement de la corrosion par des proces-sus électrochimiques tels que les courants vaga-bonds et la formation de macropiles.

La teneur en chlorures ne peut actuellement êtredéterminée que par des analyses en laboratoire surdes échantillons prélevés sous forme de carottes oude poudre de forage [SIA 162/2]. Le martèlementpermet de faire la différence entre un début d’écla-tement et de fines fissures.

Annexe B

124

Taches de rouille provoquées par un recouvrement insuf-fisant des attaches.

Eclatements dus à la corrosion des armatures.

Armatures mises à nu, en état de corrosion avancé.

Armatures 2

GénéralitésLa corrosion commence toujours en surface d’unebarre d’armature. L’attaque peut être ponctuelle ouplus souvent apparaître sur une surface plus impor-tante de la barre. L’attaque ponctuelle est en géné-ral due aux chlorures, et cette attaque se propageen profondeur de la barre. La réduction de sectionpeut être importante même pour une attaque surune zone relativement petite. Dans le cas d’uneattaque sur une surface plus importante de la barreon observe une formation importante de rouille quipermet de déterminer facilement la réduction desection de l’acier.

Défauts et dégâts types– Attaques ponctuelles (piqûres)– Attaque généralisée– Gonflement en raison de l’augmentation de

volume de la rouille– Réduction de section en raison de piqûres ou de

corrosion de surfaces

Indications particulièresLa corrosion est un processus électrochimique. Lacorrosion est déclenchée par une différence depotentiel électrochimique dans un matériau conduc-teur. Ces différences de potentiel peuvent être mesu-rées par une technique d’auscultation appelée«Mesure de potentiel».

Un état de corrosion avancé, avec des réductions desection des barres d’armatures, peut conduire à lamise en danger de la sécurité structurale d’unouvrage.

Annexe B

125

Début de corrosion par piqûres provoquées par des chlo-rures.

Barre d'armature entièrement corrodée.

Zones attaquées par les chlorures, selon [2.3].

Zones attaquées1. par contact2. par éclaboussures3. par embruns

Mur dela culée

Pile

Câbles de précontrainte

GénéralitésLes câbles de précontrainte sont d’une part les élé-ments porteurs principaux d’un ouvrage précon-traint, et ce sont par ailleurs des éléments deconstruction relativement délicats. En Suisse on uti-lise essentiellement des systèmes par câbles, misen place dans des gaines et mis en tension ulté-rieurement. La protection contre la corrosion estassurée par des coulis injectés dans les gaines aprèsla mise en tension; ce coulis doit également assurerla liaison définitive entre le câble et le béton del’ouvrage.

Dans les techniques de précontrainte à fils adhé-rents, ces derniers sont noyés dans le béton (sansgaine ni injection). Dans ce cas il faut porter la plusgrande attention aux contrôles relatifs à la pénétra-tion éventuelle de chlorures ou à la carbonatation.

Défauts et dégâts types– Gaines mal ou non injectées– Eclatements le long des gaines– Résurgences d’eau par des fissures situées le

long des gaines– Traces de rouilles de long des gaines et ceci par-

ticulièrement dans les zones d’ancrage des câbles

Indications particulièresDes gaines non injectées peuvent se remplir d’eau.Le gel peut alors être à l’origine de fissures et d’écla-tements qui suivent le cheminement de la gaine.Dans le cas de gaines non injectées il n’y a pas deprotection contre la corrosion.

Les câbles de précontrainte présentent des risquesde rupture fragile, ce qui n’est pas le cas des aciersd’armatures courants. Même de petites blessuresde corrosion peuvent donc déjà diminuer considé-rablement la sécurité structurale d’un ouvrage pré-contraint. Ce risque est encore plus grand dans leséléments de construction qui sont soumis à desvariations de charges importantes (fatigue).

Annexe B

126

Recouvrement insuffisant et mauvaise qualité du bétonautour d'un câble de précontrainte.

Fissuration du béton le long d'un câble de précontrainte.

Des ancrages trop près de la surface sont soumis aurisque de corrosion.

Fissures dans les constructionsen béton 1

GénéralitésIl existe des fissures dans chaque ouvrage en béton;cela est inhérent à ce mode de construction. Seulela précontrainte (ou une très forte densité d’arma-ture) permet d’éviter cette fissuration. De nom-breuses fissures ne posent toutefois pas de pro-blèmes, ni pour la sécurité structurale et l’aptitudeau service, ni pour la durabilité de l’ouvrage enbéton.

En plus des fissures d’origine statique (par ex. lesfissures de flexion) ou d’origine constructive (parex. les fissures dues aux effets thermiques, au retraitou aux tassements), il existe aussi des fissures duesà la mise en œuvre (par ex. le tassement du bétonfrais) ou d’altérations dans le matériau (gonfle-ments).

Défauts et dégâts types– Fissures proches de la surface, à orientation bien

déterminée, relativement larges (fissures de tas-sement du béton frais, de retrait par séchage oudues à la corrosion des armatures)

– Fissures proches de la surface, formant desréseaux, de faible largeur (fissures de contraintesinternes en surface du béton, gonflements dubéton)

– Fissures à travers une grande partie de la section(fissures dues aux sollicitations des charges etaux déformations empêchées)

– Attaques par les sulfates– Réaction alcaline (réaction entre des agrégats de

roches réactives avec les alcalis du ciment)

Indications particulièresVoir page suivante.

Annexe B

127

Schémas de fissures statiques et constructives, selonLeonhardt, réf. [2.3].

Fissures de traction pure

Fissures de flexion

N N

M M

Fissures de retrait

M M

Fissures de retrait

N NSS

Fissures de flexion composée de tractionM

N N

M

Fissures d’efforts tranchants

Fissures le long d’armatures

Q M

S

Z

Fissures dans les constructionsen béton 2

Indications particulièresSi le type de fissuration a son importance, il fautaussi tenir compte de son cheminement, de sa lar-geur, des variations de largeur et de l’état des lèvres.

Des fissures en milieu sec de 0,40 mm de largeursont en général sans grande conséquence. Parcontre, en cas de forte sollicitations par exemple pardes sels de déverglaçage, même de fines fissurespeuvent permettre la pénétration de produits nocifstels que les chlorures.

En cas de pénétration d’eau par une fissurejusqu’aux armatures, il peut se former un élémentgalvanique. En effet, l’eau contenue dans une fis-sure peut avoir une composition différente de l’eaucontenue dans les pores du béton. L’armature peutainsi se trouver en contact avec deux électrolytesdifférents. Il en résulte une différence de potentielqui peut déclencher un processus de corrosion.

Annexe B

128

Faïençage.

Fissure permettant la pénétration de l'eau dans une dallede pont.

Fine fissuration au droit des armatures, due à un débutde corrosion des armatures.

Constructions métalliques, protection contre la corrosion

GénéralitésLa durabilité des constructions métalliques dépenddu soin apporté à la protection contre la corrosion,cela est bien connu depuis fort longtemps déjà. Enrègle générale la couche de protection contre la cor-rosion a une durée de vie plus courte que l’ouvragelui-même; il est donc nécessaire d’entretenir ou deremplacer régulièrement le système de protection.Une diminution de l’efficacité d’un système de pro-tection se remarque par l’apparition de signes decorrosion.

Défauts et dégâts types– Réduction de l’épaisseur de la couche de protec-

tion par vieillissement– Dégâts mécaniques– Cloquages, écaillages– Attaques de corrosion, par surfaces entières ou

localement– Rouille sous la couche de protection

Indications particulièresL’accumulation d’eau et de saletés sur des partiesde la construction peuvent accélérer le processus dedestruction de la couche de protection, et entraînerune attaque par la corrosion.

Une attention particulière doit être apportée à l’inté-rieur des caissons métalliques difficilement ou nonaccessibles.

Annexe B

129

Début de corrosions ponctuelles en raison d'un revête-ment d'épaisseur résiduelle insuffisante.

Corrosion de surface, déjà avancée.

Corrosion traversante avec réduction de la section del'élément porteur.

Constructions métalliques,assemblages

GénéralitésLes assemblages sont, surtout dans les construc-tions métalliques anciennes, les points qui présen-tent les plus grands risques de dégâts. Dans lesassemblages la corrosion peut se produire dans deszones difficiles d’accès. Les moyens d’assemblagespeuvent être abîmés, ou présenter des fissures enraison des concentrations de contraintes inévitablesen ces endroits.

Défauts et dégâts types– Corrosion, perforations– Moyens d’assemblages absents ou desserrés

(boulons, rivets)– Fissures dans les soudures– Fissures dans les plaques– Dégâts mécaniques– Pièces cassées (par ex. des pièces de suspension)

Indications particulièresIl existe encore d’autre dégâts et défauts: par lesinfluences mécaniques d’éléments porteurs défor-més, des fissures dans les âmes, le voilement detôles, le flambage d’éléments comprimés, le glisse-ment entre les dalles en béton et les poutrellesmétalliques des constructions mixtes. Il existe aussides risques de fissuration par la fatigue, ceci parti-culièrement dans les anciennes constructions sou-mises à des charges variables importantes. Ces fis-sures apparaissent dans les zones de constructionqui sont le plus fortement sollicités par les chargesvariables. Les fissures de fatigue partent en généraldes trous de boulons ou de rivets, des cordons desoudures ou d’entailles diverses où il existe desconcentrations de contraintes.

Annexe B

130

Gonflements dus à une corrosion par contact.

Déformations dues à la corrosion entre deux barres d'unepoutre triangulée.

Constructions métalliques, évacuation des eaux

GénéralitésL’évacuation des eaux, dans un ouvrage exposé auxintempéries, est l’une des mesures les plus impor-tantes pour assurer la durabilité de cet ouvrage.Dans ces aménagements d’évacuation des eaux, ilexiste toutefois souvent des insuffisances qui peu-vent conduire à des faiblesses du revêtement, puisà la corrosion.

Défauts et dégâts types– Zones d’eau stagnante– Dépôts de saletés– Dépôts de chlorures– Absence de gouttes pendantes (en rives ou vers

les évacuations)– Canalisations d’évacuation non étanches– Etanchéités défectueuses

Indications particulièresPour la mise en évidence des zones d’eau stagnanteet des dépôts de saletés, il convient d’inspecterl’ouvrage non seulement après des intempéries,mais aussi en période de temps sec.

Annexe B

131

Eau stagnante dans le caisson métallique d'un pont, enraison d'une rupture de canalisation d'évacuation et del'absence de trop plein.

Dépôts de chlorures sous le tablier d'un pont en construc-tion mixte.

Eléments de fixations en acier

GénéralitésDes éléments de fixations en acier sont utilisés pourporter diverses parties de constructions, commepar exemples des revêtements de plafonds ou deparois, ou des installations électromécaniques.Dans le but prétendu d’éviter les problèmes de cor-rosion, on utilise actuellement essentiellement desalliages en acier inoxydable. Mais il n’existe actuel-lement pratiquement plus aucun alliage qui soitcapable de résister à longue échéance aux condi-tions atmosphériques polluées (presque partout)par la circulation ou par l’industrie. Certains maté-riaux soumis simultanément à des conditions atmo-sphériques agressives et à des contraintes de trac-tions de longue durée deviennent fragiles, ce quipeut avoir des conséquences graves.

Défauts et dégâts types– Encrassement– Dépôts de chlorures– Attaque de corrosion par piqûres– Attaque de corrosion en surfaces– Corrosion fissurante, sous contrainte

Indications particulièresDes blessures par corrosion d’éléments de fixationen alliages inoxydables doivent absolument êtreexaminées de près, et faire l’objet de mesures desécurité, ceci en raison de risques de rupture fragile.

Des recherches récentes ont montré qu’il faut abso-lument choisir le type d’acier nécessaire en fonctiondes conditions de pollution et de la nature des sol-licitations. On dispose actuellement de toute unegamme d’aciers inoxydables qui permettent de faireface à des sollicitations élevées ou à des conditionsspéciales. Ces aciers spéciaux sont toutefois sou-vent très coûteux. Dans la majorité des cas il est plusintéressant de chercher un concept d’ensemble plusfavorable (par ex. solution sans éléments de fixa-tions, autre solution). Pour le choix du type d’acierinoxydable approprié, il convient de faire appel à unspécialiste.

Annexe B

132

Dépôts de chlorures sur un élément de suspension.

Boulons de fixation des éléments de parois d'un tunnel,cassés, déformés ou fissurés.

Maçonneries de pierres naturelles 1

GénéralitésLes constructions en maçonnerie de pierres natu-relles ne peuvent admettre aucune contrainte detraction. Leur dimensionnement est basé sur le prin-cipe que toutes les charges doivent être transmisespar des efforts de compression. Pour ces ouvrages,une modification de la géométrie peut avoir d’impor-tantes incidences sur la stabilité, l’ensemble du fluxdes forces étant alors modifié. Une modification duflux des forces peut décharger quelques moellons outoute une partie de l’ouvrage qui perd ainsi sa cohé-sion.

Défauts et dégâts types– Déformations– Déplacements– Tassements– Désolidarisation entre certaines parties de

l’ouvrage– Fissures– Cavités

Indications particulièresDégâts aux matériaux (moellons, joints), voir pagesuivante.

Annexe B

133

Déformations d'un mur en maçonnerie de pierres natu-relles.

Zones creuses dans la maçonnerie de la voûte d'une gale-rie.

Maçonneries de pierres naturelles 2

GénéralitésLes maçonneries de pierres naturelles sont desconstructions très hétérogènes. Il existe de fortesdifférences de comportement entre les moellons etles joints, ceci tant du point de vue de la dilatationthermique qu’en ce qui concerne les caractéris-tiques de déformation. Il s’ensuit des déformationsdifférentielles entre les moellons et les joints; on ditcommunément qu’un ouvrage de maçonnerie depierres naturelles «travaille».

Le matériau des joints et la pierre des moellons sonttoutefois aussi exposés aux intempéries et à l’exploi-tation.

Défauts et dégâts types– Salissures– Ecaillages– Eclatements– Fissures– Efflorescences, dépôts de sels– Dégâts de gel des joints et des moellons– Désolidarisation du mortier des joints– Humidité– Descellements– Dégâts mécaniques– Croissances de plantes, racines– Moellons manquant

Indications particulièresUn ouvrage en maçonnerie de pierres naturellesnécessite le renouvellement périodique des joints,ceci du fait que les joints n’ont qu’une résistancetrès limitée aux intempéries, mais aussi en raisonde l’affaiblissement des joints par les mouvementsde l’ensemble de la maçonnerie. Le mortier desjoints peut aussi être endommagé par les ébranle-ments dus à la circulation. Lors de réparations il fautprendre garde à la compatibilité entre le mortier deréparation et les pierres en place. L’utilisation d’unmortier non approprié peut conduire à des préju-dices d’ordre esthétique (efflorescences) et dansdes cas extrêmes provoquer des destructions depierres (éclatements).

Annexe B

134

Fissures à travers les moellons.

Dégâts de gel dans un joint.

Formation de stalactites à la suite d'infiltrations à traversla maçonnerie de la voûte.

Constructions en bois

GénéralitésIl y a moins de cent ans encore, le bois était le maté-riau de construction le plus usuel. La constructiontraditionnelle en bois est l’aboutissement d’undéveloppement étendu sur des centaines d’années,ceci pour trouver la mise en œuvre optimale d’unmatériau relativement délicat, surtout en ce quiconcerne sa protection contre l’humidité. Certainesconstructions récentes contreviennent aux règlesfondamentales de l’art de la construction en bois. Ilen est de même lors de transformations d’ouvragesexistants, où les interventions ne sont pas toujoursfaites avec une vue d’ensemble correcte.

Défauts et dégâts types– Salissures– Forte humidité, écoulement d’eau empêché– Attaque par des champignons– Attaque par des insectes– Dégâts mécaniques– Ecrasements, ruptures, fissures– Moyens d’assemblages abîmés (corrosion, solli-

citations trop élevées, usure)– Transformations inadéquates– Déplacements, blocages et dommages dans des

zones d’appuis– Ventilation insuffisante

Indications particulièresLes structures en bois sont extrêmement sensiblesà l’humidité. C’est la raison pour laquelle l’évacua-tion des eaux et l’empêchement d’accumulations desaletés est encore plus important pour les construc-tions en bois que pour d’autres types de construc-tions. De plus, la majorité des bois présentent unetrès bonne conductibilité de l’eau dans le sens desfibres. C’est la raison pour laquelle une pénétrationd’eau par le bois de bout (par ex. dans des zonesd’assemblages ou d’appuis) peut avoir une inci-dence étendue à l’intérieur des pièces. Des struc-tures endommagées présentent souvent desflèches bien visibles.

Des surcharges de la construction se révèlent sou-vent par des dégâts dans les assemblages, car c’està ces endroits que les sollicitations sont les plusfortes.

Annexe B

135

Attaque par des champignons.

Ecrasement d'un assemblage.

Pourriture de l'extrémité d'une poutre.

Observations générales sur l’ouvrage 138

Eléments de construction et ouvrages en béton, béton armé et béton précontraint 139

Eléments de construction et ouvrages en acier 141

Eléments de construction et ouvrages en maçonnerie, de pierres naturelles et de briques 142

Eléments de construction et ouvrages en bois 143

Annexe C

137

Annexe C Check-lists pour un examenvisuel

Annexe C

138

Annexe C Check-lists pour un examenvisuel

Observations des dégradations, moyens auxiliaires nécessaires et élément pour le procès-verbal

Observations générales sur l'ouvrage

Caractéristiques Moyens auxiliaires Résultats,Documentation

Contrôles,Compléments

Aspect général Visite de l'ouvrage,jumelles, appareil photo

Etat général, photo -graphies

Météo Thermomètre Température de l'air, del'eau, des matériaux, del'élément de construction,vent

Orientation (exposition) Boussole Exposition auxintempéries

Etat des fondations Appréciation visuelle Importance des tasse-ments, déversements,affouillements

Attention: les dégra-dations sont souventcachées

Etat des appuis, desarticulations, des joints,des étanchéités, desdrainages, des revête-ments

Appréciation visuelle,appareil photo, miroir

Aptitude au service,photographies,

L'appréciation visuelle,après desprécipitations, est souventtrès instructive

Eléments de construction et ouvrages en béton, béton armé et bétonprécontraint

Annexe C

139

Caractéristique Moyens auxiliaires Résultats,Documentation


Coloration, par exemplepar la rouille

Appréciation visuelle,ciseau, massette

Formes, couleurs, situa -tions, dimensions,particularités (par exempleattaches)

Rechercher les endroits«creux» (martèlement,évent. piquage)

Eclats, délitages Appréciation visuelle,ciseau, massette

Emprises, profondeurs,situations, corrosion desarmatures

Rechercher les endroits«creux» (martèlement)

Zones humides Appréciation visuelle,ciseau

Situations, quantités d'eaurésurgente,éventuellement piquagede la zone d'arrivée del'eau

Martèlement pour détecterles zones dedésagrégation (gel), évent.analyse de l'eau(chlorures), prendre enconsidération lesconditions météo

Coulures, efflorescences Appréciation visuelle,ciseau

Formes, couleurs, posi-tions, dimensions,particularités

Rechercher les endroitssonnant «creux»(martèlement), évent.piquage

Altérations Appréciation visuelle,palper, ciseau

Formes, couleurs,situations, particularités(liant, granulat)

Direction principale duvent

Structure superficiellealvéoles, ségrégations

Appréciation visuelle Formes, dimensions,situations, particularités(par ex. joints de travail)

Absorption d'eau

Fissures:– Type et disposition

– Largeur

– Variation de longueur

– Lèvres de la fissure

Appréciation visuelle,loupe

Loupe graduée, chablon àfissures

Témoins, extensomètre

Appréciation visuelle,ciseau, loupe

Types, situations, lon-gueurs

Largeurs des fissures(positions déterminées)

Variations dans le temps,en fonction des chargesou de la température

Colorations, humidité,corrosion de l'armature

Rechercher les endroits«creux» (martèlement),évent. piquer, relever lesphénomènes connexes(par ex. coulures)

Date, météo

Date, météo, trafic(influences)

Martèlement,cavité

Absorption d'eau de lasurface

Humidification, appré-ciation visuelle

Situations, comparaisons Structure de la surface

Eléments de construction et ouvrages en béton, béton armé et bétonprécontraint

Annexe C

140



Joints, arêtes, liaisons Appréciation visuelle Particularités Dégradations, corrosion,dépôt de saleté

Déformations Appréciation visuelle Situations, directions Fissures, types et orien-tations

Carbonatation Piquage, mesure du pHpar la méthode avec indi-cateur sur une surfacefraîchement cassée etpropre

Coloration (profondeur àpartir de laquelle le pH > 9)

Eléments de construction et ouvrages en acier

Annexe C

141



Corrosion Appréciation visuelle,brosse métallique,tournevis, ciseau, burin

Etendue et profondeur,épaisseur saine, colora-tion, type de rouille,(grains fins, écailles),aspect de la surface del'acier

Enlever le revêtement,décaper

Fissures Appréciation visuelle,loupe graduée

Situations, longueurs,largeurs, variations desouvertures

Trafic (influences),températures, essai deressuage, dates

Coulures, concentrationsde contraintes

Appréciation visuelle,appareil photo

Positions et directions descoulures dans la zone delaminage, photographies

Déformations, voilements Appréciation visuelle Dimensions, directions,étendues des déforma-tions

Moyens d'assemblagedesserrés (rivets, boulons)

Appréciation visuelle,marteau, clé dynamo -métrique

Positions et déformationsdes moyens d'assemblagedesserrés, fissures sur latête des boulons,assemblages cisaillés

Etat des peintures et desrevêtements de protection

Appréciation visuelle,couteau, essaisd'arrachement avec bandeadhésive

Adhérence à la bandeadhésive, épaisseurs

Essai de quadrillage(valeur Gt 0-5)

Eléments de construction et ouvrages en maçonnerie, de pierresnaturelles et de briques

Annexe C

142



Aspects, éclats (écailles,décollements), dégrada-tions par les intempéries

Appréciation visuelle,ciseau (martèlement)

Dimensions, profondeurset positions des partiesdégradées, différences decouleur et de structure dessurfaces

Piquage des partiesdégradées, différences derugosité

Joints Appréciation visuelle,ciseau (martèlement)

Importance et profondeursdes dégradations desjoints de mortier et deleurs bords, salissures etracines dans les joints,éclatement des joints

Assises des pierres dans lelit de mortier

Pierres descellées oucassées

Appréciation visuelleMarteau

Situation et dimensionsdes blocs descellés oucassés

Résurgences, zoneshumides

Appréciation visuelle,ciseau

Positions et dimensions Conditions météo, piqua-ge éventuel

Déformations Appréciation visuelle Positions et dimensionsdes déformations

Fissures Appréciation visuelle,ciseau, loupe graduée

Positions, longueurs,largeurs, variations desouvertures

Dates, influences

Efflorescences, dépôts,présence de sels

Appréciation visuelle Dimensions, types Martèlement des surfacestouchées

Eléments de construction et ouvrages en bois

Annexe C

143



Généralités Appréciation visuelle Etat et étanchéité desrevêtements et plafonds,dégâts mécaniques,déformations

Ventilation

Pourritures, parasites,champignons

Appréciation visuelle,marteau, perceuse,endoscopie, hygromètre

Variations de la coloration,état de décomposition

Résistance à la pénétrationMesure de la teneur enhumidité

Dégâts mécaniques,ruptures, écrasements,gauchissements

Appréciation visuelle Positions , longueurs,évent. largeurs

Contrôle des joints collés

Appuis Appréciation visuelle Pincements, écrasements

Assemblages desserrés Appréciation visuelle,marteau

Positions et dimensions

Exemple 1: Pont routier 1461. Caractéristiques générales de l’ouvrage 1462. Nomenclature des différents éléments de l’ouvrage 1483. Images des dégâts types 1504. Auscultations complémentaires 1525. Première évaluation 1536. Analyse détaillée et évaluation finale 153

Exemple 2: Viaduc 155

Exemple 3: Auscultation d’une galerie 1631. Introduction 1632. Préparation de l’auscultation 1633. Détermination de l’état. 165

Annexe D

145

Annexe D Exemples

Exemple 1: Pont routier

1. Caractéristiques générales de l’ouvrage

Année de construction: 1930

Matériau Béton armé: Résistance à la compression du béton: fcw = 20 N/mm2

Résistance à la traction de l’acier: ft = 360 N/mm2 (acier doux)

Surcharges Chaussée: 4 kN/m2 + véhicule de 140 kN + rouleau compresseur de 180 kN, selonordonnance du 7 juin 1913, Art. 8 avec un coefficient de majoration dyna-mique Ø = 10,2%

Trottoirs: Charge ponctuelle de roue de 30 kN, sans majoration pour actions dyna-miques.

Revêtements Chaussée: 40 mm d’asphalte coulé sur mortier de penteTrottoirs 40 mm d’asphalte maigre

Système statique Longitudinalement: Calculé en poutre simple(selon calcul statique) Transversalement: Calculé en poutre continue de 4 travées

Géométrie Portée: I = 9,70 mHauteur structure: h = 0,85 mHauteurs statiques moyennes: Poutres de rive: d = 0,81 m

Poutres intérieures: d = 0,64 mDalle du tablier, en travée et sur appuis: d = 0,125 m

Armatures Poutres intérieures 5ø38 + 4ø36 → Fe = 97,4 cm2

Poutres de rives 5ø30 + 4ø28 → Fe = 60,0 cm2

Dalle du tablier:Champs médians ø14/16, e = 0,15 m → Fe = 11,8 cm2/mChamps de rives ø16, e = 0,15 m → Fe = 13,4 cm2/mSur appuis ø16, e = 0,15 m → Fe = 13,4 cm2/m

Annexe D

146

Annexe D Exemples

Dimensions de l'ouvrage

Annexe D

147

Vue de l'amont

Longueur des poutres: 10, 11 m

Plan

2. Nomenclature des différents éléments de l'ouvrage

Annexe D

148

Coupe transversaleperpendiculairement à l'axe de la route

Légende: voir page suivante

Coupe longitudinale

Annexe D

149

Coupe transversaleperpendiculairement à l'axe de la route

Eléments de l'ouvrage:

U: SuperstructureW1: Culée 1W2: Culée 2FW1: Fondation culée 1FW2: Fondation culée 2L11 à L15: Appuis 1 à 5 sur culée 1L21 à L25: Appuis 1 à 5 sur culée 2

Désignations:

FP: Dalle du tablierQ: Entretoises médianesR1: Rive 1R2 : Rive 2RW1: Entretoise de rive 1RW2: Entretoise de rive 2T1 à T5: Poutres longitudinales 1 à 5

3. Images des dégâts types

Annexe D

150

Vue du pont, de l'amont.

Poutre amont T1, culée W1: éclatements du béton en rai-son de la corrosion des armatures.

Dalle du tablier FP entre les poutres T1 et T2, vue en direc-tion de l'entretoise Q: efflorescences de chaux et corro-sion locale des armatures en raison de la pénétration del'eau à travers la dalle du tablier.

Poutre T2, culée W1: efflorescences de chaux dans la zonedes appuis et de l'entretoise RW1, en raison de pénétra-tion d'eau.

Annexe D

151

Dalle du tablier FP entre les poutres T2 et T3, vue en direc-tion de l'entretoise Q: efflorescences de chaux en raisonde la pénétration de l'eau à travers la dalle du tablier,emplacement de prélèvements de carottes.

Poutre longitudinale de rive T5, corrosions locales(piqûres de l'armature longitudinale).

Etat des fixations du parapet aval.

4. Auscultations complémentaires

Dans le but de compléter les observations faites lors de l’examen visuel, il a encore été fait des analyses dubéton, dont les résultats sont résumés dans le tableau qui suit:

Annexe D

152

Lieu du prélèvement

Poutre T1

Poutre T2

Poutre T5

Dalle 1/2

Dalle 1/3

Dalle 4/5

Masse volumique apparente

[kg/m3]

2'360

2'390

2'390

2'390

2'420

2'470

Résistance à lacompression fc

[N/mm2]

49.4

46.7

44.5

50.1

58.3

80.6

Position,profondeur 1)

[mm]

OW, 0/10UW, 0/10

OW, 0/10OW, 14/35UW, 0/10

OW, 0/10UW, 0/10UW, 14/40

UK, 0/10

UK, 0/10UK 14/27

UK, 0/10

Teneur en chlorures 2)

[%]

0.160.08

1.70.430.09

0.081.81.2

0.27

0.630.83

0.35

Profondeur decarbonatation

[mm]

1412

13–20

2119–

12

16–

2

1) Profondeur à laquelle on a déterminé la teneur en chlorures;2) Par rapport à la teneur en ciment; admis: dosage de 300 Kg/m3 de CP, et une masse volumique apparente de

2400 Kg/m3 (détermination par extraction à l’eau chaude).

5. Première évaluation

Les principaux dégâts sont des débuts de corrosiondes armatures principales et des étriers des poutresT1 à T5, ainsi que de l’armature inférieure de la dalledu tablier FP. En raison d’une légère pente longitu-dinale, ces dégâts sont plus prononcés sur le côtégauche que sur le côté opposé. Ces corrosions ontprovoqué, par endroit, des éclatements de bétonassez importants.

En plus des corrosions de surfaces, il existe aussiquelques corrosions localisées (piqûres) sur l’arma-ture longitudinale. Dans un ouvrage tel qu’un pont,les diminutions locales de sections dues à cette cor-

rosion par piqûres peuvent avoir une incidence surla sécurité à la fatigue, ceci en raison de l’effetd’entaille.

La résistance du béton, déterminée à titre d’infor-mation, peut être considérée comme étant satisfai-sante. Par endroit le béton contient toutefois deschlorures jusqu’à une forte profondeur.

Sur la base des résultats exposés ci-dessus, lasuperstructure du pont peut être classée dans ledegré d’état (ou de gravité) 4, mauvais état, selonl’échelle d’évaluation proposée dans l’annexe A1.

Annexe D

153

6. Analyse détaillée et évaluation finale

Le tableau qui suit, donné à titre d’exemple, montre la manière de procéder à une analyse détaillée pour lapoutre T2 de la superstructure.

Grandeurs caractéristiques Incidences des écarts entre l'état existant et l'état exigé

Type

Portée

Armature

Résistancedu béton

Teneur enchlorures

Aspectgénéral

Dimensions

m

cm2

N/mm2

%

_

Etat existant

4.45

91.7

46.7

en partie> 1

bon

Etat exigé

4.49

97.4

> 20

0

+


+

–

+

+

Aptitude au service

+

–

+

+

Durabilité

–

+

Appréciation de l’état de la poutre T2:

La section d’armature mesurée est inférieure de 6%environ à la valeur exigée; il faudra donc tenircompte d’une perte de résistance non négligeable.Une appréciation plus exacte à ce sujet ne pourraêtre obtenue que par un calcul statique de contrôlede la sécurité structurale.

La durabilité de cette poutre peut être sérieusementmise en question en raison des concentrations,fortes par endroits, de chlorures dans le béton.

Appréciation de l’état de l’ensemble del’ouvrage:

Une telle appréciation ne peut être formulée que surla base de l’analyse détaillée et de l’appréciation dechaque élément de l’ouvrage.

Annexe D

154

Exemple 2: Viaduc

L’exemple présenté ci-après montre une autre manière d’établir, au moyen de formulaires standards, unedocumentation systématique sur les dégâts qui surviennent le plus fréquemment dans les ouvrages. Cetexemple a été aimablement mis à notre disposition par la CISO-OA (Conférence des ingénieurs de la Suisseoccidentale responsables de la construction des routes nationales, Groupe de travail ouvrages d’art).

Annexe D

155

Documentation sur les dégâts aux ouvrages d'art

CODE DE L'OUVRAGE VS 658 502

Fiche établie le: 25 mai 1988 Dégât réparé en: 1986/1987

CODE DU DEGAT 3 1 01 page 1

CISO – Ouvrages d'art

CARACTERISTIQUES DE L'OUVRAGE

1. DONNES TECHNIQUES:

.1 Type d'ouvrage: Viaduc

.2 Matériau principal: Béton précontraint

.3 Année de construction: 1962 – 1963

.4 Géométrie en plan: Courbe (1/R = 0.15)

.5 Portées: 8.0 – 30.0 m (figure 1)

2. TYPE DE CONSTRUCTION:

.1 Système longitudinal (fig.1): Poutre continue et Gerber

.2 Système transversal (fig. 2) 4 poutres avec entretoises

.3 Système d'appui (fig. 1): N (néoprène) R (rouleau) L (linéaire)

.4 Fondations Superficielles

.5 Etanchéité et revêtement AB 16

.6 Protection contre la corrosion: –

3. MATERIAUX:

.1 Supersturcture: Béton précontraint

.2 Piles: Béton armé

.3 Culées: Béton armé

4. SOL DE FONDATION:Moraine graveleuse

5. AUTRE DONNEE SIGNIFICATIVE POUR LE DEGATSans étanchéité – sans glissières de sécurité – sans niches de relevage

Annexe D

156






TYPE DU DEGAT ET REPARATION

DESCRIPTION DU DEGAT

MOYENS D'AUSCULTATION

CAUSE DU DEGAT

1. Dégat principal: Déplacements relatifs 2. Degré de gravité: 2 à 33. Mode de détection Inspection visuelle4. Dégâtsmconnexes: Désintégration – barres dénudées 5. Coût de la réparation: 684 000 trav. – 77000 honoraires et expertise6. Influence sur l'état de service: aucune7. Divers: gabarit amélioré par suppression des trottoirs –

construction d'une nouvelle bordure – pose de glissières type III – pose d'une étanchéité

Déplacement des rouleaux sur appuis Gerber, fissuration à l'effort tranchant – Déplacement des entretoises surpiles, écrasement des néoprènes, éclatement des têtes de piles – Eclatement des scellements dans les bordures –Descellement des joints de dilatation – Eclatement local du béton sous les consoles, corrosion des aciers –Coulures et efflorescences locales – Chocs sur les barrières – Corrosion des appuis sur les culées – Corrosioncaverneuse des aciers supérieurs, ponctuellement.

Visuel simple et avec nacelle – Géodésie pour la verticalité des piles – Phénolphtaléine pour la carbonatation –scléromètre et profometer – Carottage et mesure des teneurs en chlore au laboratoire – Repiquages ponctuels dubéton et observation des armatures.

Détails constructifs inadéquats: – Appuis Gerber tzrop étroits – Appuis sur piles trop étroits – Néoprènes de qua-lité insuffisante – Joints de dilatation trop légers et non étanches – Absence d'étanchéité sous le revêtement –Scellement des barrières défectueux – Chocs sur barrières.

Annexe D

157






DESCRIPTION DE LA REPARATION

ENSEIGNEMENTS

COMPORTEMENT DE LA REPARATION

REFERENCE DES RAPPORTS D'EXPERTISES ET PUBLICATIONS

Fixation de consoles métalliques en tête de piles, relevage du tablier, changement des appuis (sous trafic, denuit). – Suppression des appuis Gerber et remplacement par une bordure métallique scellée dans les piles adja-centes – Démolition de la bordure et bétonnage d'une nouvelle bordure – Arrachage du revêtement, pose d'uneétanchéité et d'un nouveau revêtement (trafic sur une piste avec feux) – Suppression des joints sur culées, rem-placement par des dalles de transition hautes liées à la dalle de chaussée – Liaison des dalles sur le joint fixe duGerber – Pose d'un nouveau joint mobile sur le Gerber aval – Réparations locales du béton – Pose de glissièrestype III – Pose d'une protection antisel sur les bordures neuves.

Les dispositifs sur la reprise des déformations horizontales doivent prévoir des marges plus grandes – Les appuisà glissement doivent tenir compte de frottements maximum et minimum les plus défavorables – Les appuis doi-vent être relevables et interchangeables – l'AB 16 était presque étanche; son arrachage à la pelle rétro est difficile– La démolition des bordures au marteau lourd est déconseillée – Les dispositifs rapportés pour le relevagerequièrent une grande attention quant à l'introduction des forces concentrées réelles, avec leurs excentricités.

Il n'est actuellement pas encore possible de se prononcer à ce sujet.

Rapport N° 3.4/6-128 Zschokke du 26.11.86

Annexe D

158


CODE DE L'OUVRAGE VS 658 502 CODE DU DEGAT 3 1 01 page 4


Figures et photographies

COUPE LONGITUDINALE

Figure 1

COUPE TRANSVERSALE

Figure 2

Annexe D

159





Figure 3

Figure 4

Annexe D

160





Figure 5 Figure 6

Annexe D

161





Figure 7 Figure 8

Annexe D

162





Figure 9

Figure 10

1. Introduction

L’exemple qui suit a été présenté de façon détailléeà l’occasion du cours organisé par PI-BAT sur lesujet du diagnostic des ouvrages de génie civil. Enpremier lieu il est question de l’auscultation pro-prement dite. Le choix de techniques et de formu-laires présentés à cette occasion pour l’auscultationde l’ouvrage, devrait permettre au lecteur de trou-ver les techniques nécessaires pour résoudre sespropres problèmes et mandats.

L’exemple ci-après traite de l’auscultation d’unegalerie à deux tubes de 250 m de longueur environ(voir fig. D3.1). Chaque tube a une largeur de 12,70m et abrite deux voies de roulement et une voied’arrêt.

Des déterminations de teneurs en chlorures effec-tuées sur des carottages, dans le cadre de l’inspec-tion principale, ont montré qu’il devait exister desinfiltrations de chlorures dans les parois de la gale-rie. Ces indices ont déclenché l’inspection spécialedont il est question ici. Il s’agit donc d’une inspec-tion conforme à la recommandation SIA 169. Le butprincipal de cette auscultation est l’évaluation del’importance de la pénétration de chlorures dans lesparois en béton armé de la galerie.

Annexe D

163

2. Préparation de l’auscultation

Des indices d’infiltrations de chlorures dans lesparois en béton armé de la galerie ont été mis enévidence lors de l’inspection réglementaire (appe-lée inspection principale) effectuée par les instancescantonales. Ces infiltrations peuvent mettre en périlla durabilité de l’ouvrage. La stratégie du maître del’ouvrage étant de prendre à temps les mesures pré-ventives nécessaires pour limiter des dégâts futurs,un examen plus détaillé du problème s’est avérénécessaire. Un ingénieur a donc été mandaté pourétablir un concept d’auscultation pour pouvoirrépondre au problème posé. Le concept d’ausculta-tion est basé sur les expériences faites dans un casanalogue. Des parties de la proposition de conceptet les buts à atteindre sont donnés dans le tableauD3.1.

Pour définir le planning de l’auscultation del’ouvrage il a été nécessaire d’organiser une séanceavec la police. L’estimation de coût a été faite sur labase d’offres demandées à différents spécialistes.

1. Exposé du problème

2. Buts de l'auscultationL'auscultation prévue doit avant tout donner deséclaircissements sur l'état des infiltrations de chlo-rures dans les parois de la galerie, et donc du risqueexistant pour les armatures de ces parois. A cetteoccasion il sera également effectué un relevé et uneappréciation des autres dégâts éventuels. Les résul-tats de cette auscultation pourront aussi être utili-sés comme référence pour des inspections ulté-rieures.

3. Concept de l'auscultationTravaux préparatoires.Examen visuelMesures de potentiel sur les parois de la galerie.Choix des emplacements des profils à ausculter.Auscultation détaillée dans les profils choisis.

4. Planning d'exécution des travaux d'ausculta-tion

5. Estimation des coûts

Tableau D3.1: Extraits de la proposition de concept pourl'auscultation de l'état de l'ouvrage, avec estimation descoûts.

Exemple 3: Auscultation d'une galerie

Figure D3.1: Plan de situation, profil en long et profil en travers type de la galerie auscultée.

Annexe D

164

Profi

l en

long

A-A

1:6

25/2

50

Profi

l nor

mal

1:2

50

Plan

1:6

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7576

7778

Affinement du concept de l'auscultation.Calendrier de travail.Demande d'offres pour les travaux spéciaux et lesaides.Préparation des bases pour l'auscultation (plans,esquisses, formulaires).Préparation du matériel nécessaire.

Annexe D

165

3. Détermination de l’étatexistant

3.1 Travaux préparatoires de l’auscultation

Les travaux préparatoires nécessaires doivent êtreentrepris dès l’attribution du mandat d’ingénieurpar le maître de l’ouvrage. Les principales étapes decette phase de travail sont indiquées dans le tableauD3.2.

Concept de l’auscultationDans le présent exemple, le concept de l’ausculta-tion avait en grande partie déjà été établi avec laproposition de concept pour l’ensemble du travail.Ce concept est basé sur les expériences faites lorsd’une auscultation antérieure sur un ouvrage ana-logue. Le concept prévoit la combinaison de tech-niques donnant d’une part une vue d’ensemble surtoute la longueur de l’ouvrage, et d’autre part desmesures détaillées dans des profils bien détermi-nés. Selon les circonstances, l’exécution d’auscul-tations complémentaires peut encore être décidéesur place.

Les techniques d’auscultation qui donnent des vuesd’ensemble sont l’examen visuel et la mesure depotentiel. Ces deux techniques sont prévues pourl’examen de la totalité des parois, sur une hauteurde 2 m à partir du radier.

Par ailleurs, il est prévu dans chaque galerie deuxprofils pour les mesures de détails. L’un des profilsest situé dans la zone d’un portail, l’autre aux deuxtiers de la longueur du tunnel. L’emplacement exactdes profils doit être déterminé sur place, en fonctiondes conditions locales. Chaque profil de mesure estsitué à proximité d’un joint de dilatation. Il est ainsipossible de mieux mettre en évidence des variationslors de l’exécution, et ceci essentiellement en ce quiconcerne, le recouvrement des armatures. Quatrecarottes sont prélevées dans chaque paroi de chaqueprofil de mesure (à des hauteurs de 0,2, 0,9, 1,4 et2,1 m au-dessus du radier). Ces carottes sont prévuespour la détermination ultérieure de la teneur en chlo-rures à différentes profondeurs, de la porosité et dela carbonatation du béton. Ces essais seront effec-tués en laboratoire. La position des trous de son-dages est déterminée en fonction des résultats desmesures de potentiel et des mesures non destruc-tives de recouvrement des armatures. Ces sondagessont avant tout destinés au tarage et à la vérificationdes mesures de potentiel et de recouvrement.

Tableau D3.2: Les principales étapes de la phase de pré-paration de l'auscultation.

Planning d’intervention sur placeLe planning d’intervention est un élément primor-dial de l’auscultation examinée dans le présentexemple. Ce planning doit être établi en accord avecla police. Pour effectuer le travail d’auscultation ilest nécessaire de disposer de la voie située le longde la paroi examinée. Lors de la discussion avec lapolice il est apparu que la fermeture simultanée dedeux voies n’était possible que pour les deux voiesd’arrêt d’urgence. Au cours du premier jour d’aus-cultation il était donc possible de n’examiner que

les deux parois extérieures. Les deux voies d’arrêtd’urgence devaient donc être fermée durant toutela journée. Au cours de la deuxième journée il étaitpossible d’examiner l’une des parois intérieuresdans le courant de la matinée, et l’autre dans le cou-rant de l’après-midi. Ainsi une seule voie de dépas-sement était fermée à un moment donné, et le chan-gement de la signalisation pouvait être fait durantla pause de midi, par le service d’entretien. Le plan-ning détaillé de la première journée d’auscultationest donnée dans la figure D3.2.

Annexe D

166

Mardi 12 mai 1992

PréparationFermeture des voies d'arrêtMarquage des éléments àexaminer

Mesures de potentielGalerie amont

Préparation/mesures d'essaisMesures

Galerie avalPréparation/mesures d'essaisMesures

Examen visuelGalerie amontGalerie aval

Mesures des profilsDétermination des emplace-mentsRepérage des carottagesMesures de recouvrementdes fersSondages/relevés/ferme-tureCarottages

Ausculation de la galerie «Maria Zell N2»Planning d'auscultation des parois extérieures

08.00 10.00 12.00 14.00 16.00

Figure D3.2: Planning détaillé du premier jour d'auscultation (auscultation des parois extérieures, les deux voies d'arrêtd'urgence étant fermées à la circulation).

Appel d’offresL’intervention des spécialistes est nécessaire pourdiverses auscultations: mesures de potentiel, carot-tage et essais en laboratoire. De plus il faut aussi del’aide pour divers travaux auxiliaires (exécution dessondages, nettoyage des zones de sondages et decarottages, montage des échafaudages, humidifi-cation des parois pour les mesures de potentiel). Vuqu’il est nécessaire d’établir des contrats pour cha-cun de ces travaux, il faut donc demander des offresdétaillées. Les bases de demandes d’offre doiventnon seulement définir les travaux et prestations àfournir, mais doivent aussi donner une descriptionde l’auscultation prévue (voir tab. D3.3). La figureD3.3 donne une liste de prestations d’une demanded’offres pour des travaux auxiliaires.

Annexe D

167

1. Auscultation (déroulement)2. Maître de l'ouvrage3. Direction de l'auscultation4. Concept de l'auscultation5. Prestations fournies par la direction des travaux6. Métrés et décomptes7. Autres prescriptions également applicables

Tableau D3.3: Principaux points des conditions de basesde demandes d'offres.

Série de prix

N° Désignation des travaux Unité Quantité Prix unitaire Sommes

1. Equipe pour travaux auxiliairesComposés d'un maçon et d'un manœuvre avec l'équipement suivant:– Petit bus pour le transport des personnes

et du matériel– Matériau électrique y compris le compresseur

électrique– Peinture blanche pour le marquage– Jeu de chablons pour chiffres (h = 10 cm)– Outillage pour petites réparations à faire sur

les parois de la galerie– Malaxeur– Vestes de sécurité pour toute l'équipe

1.1 Préparation, transport aller et retour u 2 ............... ....................1.2 Temps de travail (ensemble de l'équipe) h 17 ............... ....................1.3 Transports supplémentaires en cas de décalages

du travail, le temps de l'équipe de travail étant pris en compte km 100 ............... ....................

1.4 Plus-value pour un transport aller et retour dansle cas où le travail ne pourrait pas se faire en deux jours consécutifs u – (...............)

2. Plus-values pour une équipe renforcée par unmanœuvre supplémentaire

2.1 Préparation, transport aller et retour u 2 ............... ....................2.2 Temps de travail (dito ensemble équipe) h 17 ............... ....................

3. Plate-forme pour les carottagesPlate-forme de 1,50 x 2,00 m de surface environHauteur de la plate-forme: environ 1 m, au-dessus de la banquetteLe travail pour le montage et le démontage est pris en compte avec le temps de travail du groupe

3.1 Préparation, transport sur place, mise à disposition, repli u 4 ............... ....................

4. Plus-values pour marteau piqueur4.1 Exploitation du marteau piqueur, y compris

le compresseur h 10 ............... ....................

5. Matériaux pour la réparation des trous de sondages

5.1 Mortier de réparation, sans retrait, de type EMACO S 88 C ou ..............................Métré selon quantités effectives (pour environ 32 trous de carottages de 50 mm et de 140 mm de longueur, ainsi que pour 8 fenêtres de sondages de 0,5 m2) kg 80 ............... ....................

–––––––––––Total des travaux auxiliaires ....................

–––––––––––Rabais ......... % ....................Escompte ......... % ....................

–––––––––––Total net pour les travaux auxiliaires ....................

=========

Lieu et date: ............................................ Signature: ...............................................................

Annexe D

168

Figure D3.3: Extrait de la série de prix pour les travaux auxiliaires à réaliser par un entrepreneur de maçonnerie.

Documents nécessaires pour la détermination del’étatUn point primordial de la préparation du travail estla détermination d’un système de référence pour lerepérage des zones examinées. Dans le cas exa-miné dans cet exemple, il a été possible dereprendre le système d’axes utilisé lors de laconstruction de la galerie. Le premier travail à effec-tuer lors de la détermination de l’état est le mar-quage à la peinture des axes principaux de repé-rage. Pour le relevé, l’ouvrage a été découpé en

éléments de 10 m de longueur. Chaque élémentconstitue ainsi une unité d’auscultation. La figureD3.4 montre un extrait du formulaire utilisé pourl’examen visuel. Toutes les vues des parois d’un élé-ment sont représentés sur un format A4. Les paroissont représentées après rabattement. Durant l’exa-men, selon le mur examiné, la feuille de relevé doitdonc être tenue soit à l’endroit, soit à l’envers. Lesobservations sont consignées sur place, à la main,à l’aide de symboles normalisés.

Annexe D

169

Figure D3.4: Extrait d'un formulaire pour l'examen visuel.

Examen visuel des surfaces Elément 67b/68

Type: Portail Nord/ Profil type/ Profil de transition/Portail Sud

Remarques

Vue de la paroi du tube amont (voie de dépassement)

Vue de la paroi du tube aval (voie d’arrêt d’urgence)

Axe

No

1 m

1 m

P: Lieu de raccordement

de la mesure

de potentiel

D’autres formulaires sont nécessaires pour les rele-vés des auscultations dans les profils de mesures(situation des prélèvements de carottes, résultatsdes mesures de recouvrement des armatures, situa-tion des fenêtres de sondages, etc., ainsi que pourles prélèvements des carottes. Des exemples de telsformulaires sont donnés dans les figures D3.5 etD3.6.

Annexe D

170

Figure D3.5: Extrait d'un formulaire pour le relevé des auscultations faites dans les profils de mesures.

Relevé détaillé dans le profil de mesures Profil de mesures II

Recouvrement des armatures Tube amont/Profil de transitionAxes des mesures de potentielCarottesFenêtres de sondages

Côté amontVoie d’arrêt

Axe 1 m

1 m

Join

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dila

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n

Echelle

Treillis – armatures

radial longitudinalø1

0; a

= 1

1

ø10;

a =

15

Etri

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ø10;

a =

15

Annexe D

171

Figure D3.6: Extrait d'un formulaire pour le prélèvement de carottes.

Protocole de carottage: profil de mesures II – tube amont – axe 77 – élément 77/78Description de la carotte et relevé des mesures

Carotte No:Situation:surface:

mm

10

20

30

40

50

60

Essais: Porosité XnTeneur en chlorures

10 – 20 mm XXn20 – 30 mm n

30 – 40 mm n

n

n

Remarques: pH 10 moyen: 2 mmmax: 3 mm

Porosité XXnTeneur en chlorures

10 – 20 mm Xn20 – 30 mm Xn30 – 40 mm n

10 –10 mm XXnn

pH 10 moyen: 1 mmmax: 2 mm

Porosité n

Teneur en chlorures10 – 20 mm XXn20 – 30 mm n

30 – 40 mm n

n

n


Porosité n

Teneur en chlorures10 – 20 mm XXn20 – 30 mm n

30 – 40 mm n

n

n


Porosité XXnTeneur en chlorures

10 – 20 mm n

20 – 30 mm n

30 – 40 mm n

n

n

pH 10 moyen: mmmax: mm

Légende: E0 = Acier sans corrosionE1 = Acier avec faible corrosionE3 = Acier avec forte corrosion

Fissure Nid de gravier Date:

Cassure Cavités Signature:

Préparation du matérielPour effectuer la détermination de l’état d’unouvrage, il faut non seulement les outils adéquats,mais aussi le matériel pour assurer la sécurité. Lafigure D3.7 montre le matériel préparé pour un tra-vail d’auscultation.

Annexe D

172

3.2 Exécution de l’auscultation

En lieu et place d’une description, l’exécution del’auscultation est présentée ci-après par une sériede photographies prises en cours de travail.

Figure D3.7: Matériel pour une campagne d'auscultation.

Figure D3.8: Marquage du système d'axes de repérage,premier travail à effectuer sur place.

Figure D3.9: Préparation du travail de mesures de poten-tiel: les armatures sont-elles bien reliées sous forme d'unréseau, et la peinture n'est-elle pas trop isolante (isolationélectrique).

Annexe D

173

Figure D3.10: En raison de la présence d'une peinture, ilest nécessaire d'humidifier la paroi pour faire les mesuresde potentiel.

Figure D3.12: L'outil le plus important pour l'examenvisuel est un marteau.

Figure D3.13: Mesure de la largeur d'une fissure à l'aided'un «chablon» à fissures.

Figure D3.14: Mesure de l'enrobage des armatures avecun profomètre, le long d'un axe bien défini.

Figure D3.15: Toutes les mesures sont notées sur des for-mulaires.

Figure D3.11: Mesure de potentiel: 8 électrodes Cu/CuS04sont fixées sur un gabarit, les mesures sont enregistréessimultanément.

Annexe D

174

Figure D3.16: Ouverture d'une fenêtre de sondage pourla vérification de l'enrobage des armatures et la détermi-nation de leur degré de corrosion.

Figure D3.18: Les fenêtres de sondages sont photogra-phiées (il est important de prévoir le repérage sur la pho-tographie elle-même).

Figure D3.20: Les fenêtres de sondages doivent être soi-gneusement rebouchées.

Figure D3.17: Profil de mesure après carottage, en bas àgauche on peut voir une fenêtre de sondage.

Figure D3.19: Schéma de la fenêtre de sondage de lafigure D3.18, la valeur indiquée à côté des armatures cor-respond au degré de corrosion.

Figure D3.21: Les réparations sont protégées par unefeuille de plastique.

3.3 Récapitulation des résultats et évaluation

Après le travail sur place, les relevés doivent êtreanalysés au bureau. Ce travail comprend aussil’étude des observations faites sur les carottes etdes résultats des essais de laboratoire sur les diffé-rentes carottes. En vue de l’évaluation, une partiedes mesures faites sur place doit encore être résu-mée et évaluée. A titre d’exemple, la répartition desdégâts relevés par l’examen visuel, pour l’une desparois de la galerie, ainsi que l’analyse statistiquedes résultats des mesures de potentiel, sont don-nées dans les figures D3.22 et D3.23.

Annexe D

175

Figure D3.22: Répartition des dégâts constatés sur uneparoi de la galerie. Le nombre de dégâts se rapporte tou-jours à un tronçon de 10 m de longueur. Les dégâts sontaffectés d'un coefficient de pondération.

Figure D3.23: Analyse statistique des résultats desmesures de potentiel sur une paroi de la galerie. L'axe demesure 1 est situé à 0,10 m au dessus de la banquette etl'axe 2 à 1,85 m au dessus de cette banquette. Il apparaîtclairement que les faibles valeurs de potentiel sontsituées sur l'axe le plus bas. C'est à cet endroit que l'in-fluence des chlorures est la plus grande.

80

60

40

20

0

(66/

67)b

(67/

68)b

68A/

69

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73)b

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75)b

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76)b

(76/

77)b

No d’élément

Nom

bre

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s co

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RépartitionGrandeur de groupe 10 mV

Nom

bre

de m

esur

es

Potentiel en V par rapport à CSE

200

150

100

50

0- 0,4 - 0,3 - 0,2 - 0,1 0

Axe 1 – 8

Axe 1 – 6

Axe 1 – 4

Axe 1 – 2