Les outils de gestion - educnet.enpc.fr · –L’outil informatique –L’outil de programmation Les outils en développement ou à créer –Les outils d’inspection –L’analyse

Les outils de gestion

d’un parc d’ouvrages d’art

B. GODART

ENPC - MPREP

http://www.ifsttar.fr/

2 L’Aqueduc du Gard sur le Gardon, construit par les Gallo-

Romains entre 40 et 60 Après JC

Une longue tradition de maintenance des

ponts…

S o m m a i r e

Les outils actuels

– L’outil méthodologique

– L’outil informatique

– L’outil de programmation

Les outils en développement ou à créer

– Les outils d’inspection

– L’analyse de risques appliquée à la gestion

des ponts

4

Outils actuels pour la gestion des ponts

Outil méthodologique

Outil informatique

Outil de Programmation

LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL METHODOLOGIQUE

L’outil méthodologique définit :

– La méthodologie de gestion

– La façon dont les ouvrages sont surveillés,

évalués, entretenus, réparés, remplacés, etc.

Il dépend de facteurs tels que :

– Les objectifs fixés par le maître d’ouvrage

– L’organisation administrative du gestionnaire

– Les moyens humains et financiers


L’outil le plus abouti : l’ ITSEOA (1979)

– Première partie : modalités administratives

– Seconde partie : fascicules techniques (~20)

IT 79 actualisée en 1995 par l’IQOA :

– Guide de visite en subdivision

– Procès verbaux de visite

– Catalogues recensant les pathologies (~30)

Instruction Technique pour la Surveillance et l’Entretien des Ouvrages d’Art

Image de la Qualité des Ouvrages d’Art


D’autres outils existent :

les Visites Simplifiées Comparées (VSC)

– Un outil développé pour les villes…

la méthode des Visites Quantifiées

la méthode départementale

la méthodologie utilisée par la SNCF

…

LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL INFORMATIQUE

Un outil d’aide à la gestion qui comporte le

plus souvent les modules suivants :

l’inventaire des ouvrages

la description des ouvrages

le suivi de leur état

la programmation, le suivi et l’historique des

actions de surveillance et des opérations de

maintenance


Cet outil est capable de faire des tris ou des

recherches multicritères pour pouvoir

répondre à des questions du type :

Quels sont les ponts d’indice d’état > 2 et situés sur

tel itinéraire ?

Quelles sont les actions de surveillance

programmées sur telle période et utilisant tel moyen

de visite ?

Quelle est la liste des chantiers programmés pour une

période donnée ?


Quelques logiciels d’aide à la gestion existant en France :

LAGORA (SETRA / Direction des Routes)

OASIS + OKAPI (Société TWS)

SCANPRINT (Société ADVITAM)

VSC (Réseau des LPC)

…

LES OUTILS ACTUELS : L’OUTIL DE PROGRAMMATION

L’outil de programmation permet de :

générer des actions de surveillance (éditer un

planning (pluri)annuel de surveillance

planifier les études et auscultations

programmer les travaux

gérer les marchés de travaux

L’outil le plus courant croise un indice de

priorité technique avec un indice socio-

économique


Principaux critères retenus pour bâtir

l’indice socio-économique :

la hiérarchisation du réseau routier

le trafic (notamment PL)

les dessertes de zones économiques ou

touristiques

les accès à des services de santé ou de

secours

la valeur patrimoniale de l’ouvrage

les coûts de déviation


7

6

5

4

3

2

1

1 2 3 4 5

Indice de priorité

socio-économique

Ouvrages de

priorité 1

Ouvrages de

priorité 2

Ouvrages de priorité 3 Ouvrages de priorité 4

Indice de priorité technique

14

Les outils d’inspection en

développement…

Saisie informatisée des défauts

Relevé à distance des désordres

Utilisation de drones

Inspections ciblées

LES OUTILS EN DEVELOPPEMENT

La saisie graphique informatisée des

désordres sur le terrain :

Grâce aux tablettes graphiques…

Enregistrement direct sur ordinateur des

désordres (plans préparés à l’avance)

Prise de photographies numériques

Edition automatique du rapport…

SAUF pour les conclusions et préconisations !!…

16


Exemple du système ScanPrint de la

société ADVITAM :

17


développement…






La cartographie de désordres à distance :

Système faisant appel à une caméra équipée de capteurs

CCD couleur et à un distancemètre montés sur un trépied

motorisé et pilotables selon les 3 directions

Permettant la saisie des défauts avec une précision de

1 mm à 100 m

Permettant le suivi de fissuration dans le temps par

comparaison entre deux images numérisées

Adapté aux ouvrages d’accès difficile

Exemple du système SCANSITES de la société SITES

19

cartographie de désordres à

distance

Exemple du système Scansites de la

société SITES :

20


développement…






L’utilisation de drones :

Engins volants pouvant être équipés d’appareils photos

ou de caméra numérique

Permettant l’inspection d’ouvrages d’accès difficiles ou

situés dans des environnements contraignants

Pouvant remplacer certains moyens d’accès ou des

interventions humaines acrobatiques

MAIS encore de nombreux problèmes à améliorer :

stabilisation en vol, pilotage simplifié, autonomie, …

22

Utilisation des drones

Amélioration faite par le LCPC

– stabilité pendant le vol afin d’avoir les images

les plus nettes possible…

– Simplification de l’autonomie en vol

– Géo-localisation par GPS

– Plateforme d’emport qui permet l’installation

de différentes caméras et d’appareils de

mesure

L ’UTILISATION DE DRONES

L ’UTILISATION DE DRONES (LCPC)



Drone du LCPC

en vol au viaduc

de St-Cloud



Images obtenues

par le drone




32


développement…





33

Inspections ciblées : Objectifs

Améliorer les procédures de gestion et promouvoir

la maintenance préventive des ponts en

introduisant :

– une méthodologie d’analyse des vulnérabilités des

structures de génie civil afin d’optimiser la surveillance

des parties les plus sensibles des ponts, en termes de

fréquences d’inspection et de méthodes d’auscultation ;

– un suivi des indicateurs de vieillissement représentant

une perte de durabilité, de qualité de service ou de

capacité portante, sur une base plus ou moins

régulière, avec l’aide de techniques non-destructives.

34

Inspections ciblées : Objectifs

Etablir un contrôle de santé des ponts

avant l’occurrence attendue de

désordres, tels que l’apparition d’aciers

passifs corrodés, pour programmer le suivi :

– la programmation des prochaines actions de

surveillance, avec éventuellement des

inspections détaillées et/ou des inspections

ciblées ;

– l’implémentation d’un traitement préventif.

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Inspections ciblées : exemple

Si l’on examine le problème de la durabilité du béton armé vis-à-vis de la corrosion, on pourrait mettre en oeuvre pour un tablier de pont : – dans un environnement de campagne, de simples

essais incluant des mesures d’enrobage, de profondeur de carbonatation, ... programmées approximativement tous les 25 ans ;

– Dans un environnement marin : des essais plus complets (avec au minimum des profils de chlorures, ...), programmées plus souvent (tous les 10 ou 15 ans, par exemple).

L’interprétation de ces résultats d’essais déterminerait s’il faut appliquer des traitements préventifs comme l’application d’un revêtement de surface…

36

Un nouvel outil en développement

L’analyse de risques appliquée à la

gestion des ponts

37

Analyse de risques appliquée à la gestion

des ponts

L’analyse de risques est un outil puissant pour éffectuer certains choix stratégiques quand les ressources financières du gestionnaire ne sont pas extensibles, par exemple, pour la gestion d’un parc de structures existantes. Dans les méthodes d’analyse de risques, plusieurs catégories de risques sont identifiées :

– le risque d’effondrement de tout ou partie d’une structure:

c’est le risque le plus grand et le plus sérieux qui a des conséquences humaines, financières et écologiques ;

38

Analyse de risques appliquée à la gestion

des ponts

- le risque de perte de service de l’infrastructure: le tunnel ne s’effondre pas mais il ne peut pas être utilisé pour une certaine durée, ce qui a des conséquences importantes sur l’activité socio-économique d’une région;

- le risque financier sur le coût total du projet, sur sa durée en raison des aléas de construction ou d’une inadaptation aux besoins futurs, ...

- le risque d’évolution de l’environnement extérieur.

En France, la première application de l’analyse de risques a été conduite en 2007 par C. Cremona au LCPC (avec l’aide des CETE) sur les VIPP du Réseau autoroutier concédé à la demande de ‘ASFA (Association Française des Sociétés d’Autoroutes)

39

Le problème de l’évaluation des VIPP

Certains VIPP présentent de forts déficits de précontrainte dus à la corrosion ou à la rupture de fils/torons

Ces défauts ne peuvent pas être détectés par une inspection visuelle : pas de signes extérieurs visibles …

Il n’existe pas de méthodes CND pour évaluer l’état global des câbles de précontrainte, ni la capacité portante résiduelle !…

Et donc : :: Comment évaluer ces ponts ?

40

Analyse de risques appliquée à la gestion des VIPP

Basée sur l’analyse de Sureté de

Fonctionnement avec 4 étapes :

– Analyse fonctionnelle interne

– Analyse Préliminaire de risques

– Quantification des risques

– Analyse détaillée de Criticité

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Analyse fonctionnelle interne

Elle recouvre les aspects suivants :

l'inventaire détaillé des ouvrages concernés comprenant

notamment leurs caractéristiques techniques (date de

construction, entreprise, bureau d'étude, dimensions, chape

d'étanchéité…),

la récupération des données des dossiers d’ouvrages

(récolement et suivi, entretien et réparations, rapports

d'inspections détaillées, dates et principales conclusions,

liste des travaux, trafic supporté) et le recensement des

éventuels modes d'exploitation exceptionnelle de chacun

des ouvrages (passage de convoi exceptionnel…),

le recensement et l’analyse des réparations déjà réalisées

(attelages, changement d'appuis…),

42

Analyse fonctionnelle interne

Elle recouvre aussi les aspects suivants :

l'analyse de l'environnement de l'ouvrage (agressivité,

franchissement, accès, ambiance, réseau environnant,

agressivité, viabilité hivernale, fréquence et nature des

produits de déverglaçage…)

l'analyse des matériaux constituants (béton, précontrainte,

coulis, gaine…) et des méthodes de construction,

l'analyse des méthodes de calculs de l'époque( règlements,

largeur circulable et roulable, surcharge),

l'inventaire et l’analyse des investigations réalisées

43

L’analyse préliminaire de risques (APR)

L’analyse préliminaire de risques (APR) est une analyse déductive basée sur les informations disponibles dans les dossiers d’ouvrage qui aboutit à une classification des ponts en cinq classes.

Elle cherche à identiifier les facteurs ou les évènements qui pourraient réduire la performance du pont, et à affecter à chaque pont une note de sévérité selon des critères prédéterminés .

Pour classer les risques présentés par les VIPP, on a considéré qu’une structure construite en suivant les règles habituels de chargement et de calculs, avec une conception moderne, et un hourdis non précontraint ne posait pas de risque spécial.

44

L’analyse préliminaire de risques

Une conception sans risque particulier reçoit une note de zéro. En partant de cet état de référence, un facteur quelconque est généralement évalué sur une échelle de 4 niveaux de critères allant de +1 à +4. Certains facteurs ont une note plus grande (comme par exemple “Etat de la précontrainte” et “Cotation IQOA“). Par ailleurs, des améliorations apportées aux structures peuvent augmenter leurs performances, ce qui conduit à des notes négatives.

L’analyse préliminaire de risques met en lumière les thèmes classiques sensibles comme la conception globale, la construction, l’exploitation et la maintenance, l’environnement, avec une grande attention portée sur la qualité de la précontrainte : précontrainte initiale et son état.

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L’analyse préliminaire de risques

Classification des ponts Note APR

No risk 0 to 20

Risk moderate 20 to 40

Risk rather high 40 to 60

Risk High 60 to 80

Risk very high 80 to 100

Indice de qualité globale du pont

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Quantification des Risques (QR)

Définir et proposer des investigations complémentaires

nécessaires pour caractériser l'état de chaque ouvrage et

de chaque famille,.

La quantification du risque mécanique est basée sur de simples indicateurs pour évaluer l’aptitude au service (ELS: états limites de service) et la sécurité structurale (ELU: états limites ultimes). Dans ce but, la criticité est représentée par un indicateur de criticité générique du type :

I = Sollicitation / Action

47

Quantification des Risques

En raison de la complexité des ponts de type VIPP, un indicateur unique ne peut représenter le comportement d’un pont.

Par conséquent, plusieurs indicateurs sont retenus :

– la résistance du hourdis recevant les charges de trafic

– la résistance des poutres principales longitudinales

– la résistance des appuis.

Pour les poutres qui appartiennent à une travée unique, nous considérons qu’une bonne évaluation de leur résistance consiste à controler leur résistance en flexion à mi-portée et leur résistance à l’effort tranchant sur appui.

48

Quantification des Risques

L’indice global QR est calculé en retenant le maximum des différentes indicateurs :

Indice QR

1 Bon

2 Assez bon

3 Correct

4 Médiocre

5 Mauvais

49

Analyse de la criticité

Classe

APR

Classe QR

1

2

3

4

5

0-20

0 %

3 %

4 %

0 %

0 %

20-40

5 %

8 %

34 %

7 %

9 %

40-60

3 %

3 %

14 %

3 %

5 %

60-80

0 %

0 %

1 %

0 %

2 %

> 80

0 %

0 %

0 %

0 %

1 %

50

Analyse de la criticité

Criticité globale

A

Pont sain

B

Pont peu dégradé

C

Pont dégradé

D

Pont très dégradé

Criticité globale des VIPP

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Analyse de risques appliquée aux ponts de l’Etat

Suite au succès de cette expérimentation, le Sétra a

proposé à la Direction des Routes de développer une méthodologie pour analyser les risques pour certains types de ponts considérés comme “sensibles” ; quatre familles de structures ont été identifiées comme prioritaires :

– les VIPP

– Les buses métalliques

– Les ouvrages en terre armée

– Les structures situées en milieu aquatique avec risque d’affouillement .

52

Un outil à créer …

Un Code pour l’évaluation des ponts

Documents

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