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Note d’information sur la précontrainte extérieure injectée au coulis de ciment 05 juin 2008

Note d’information sur la précontrainte extérieure injectée au coulis de ciment


SUJET TRAITE

• Ouvrages existants à précontrainte extérieure protégée par du coulis de ciment au contact des armatures


HISTORIQUE• Les 4 ouvrages des années 50

Villeneuve-Saint-GeorgesPort-à-BinsonOuvrages en bon état

Câbles de précontrainte extérieurs au béton


HISTORIQUE• Les 4 ouvrages des années 50

Can-Bia : ouvrage démoliVaux sur Seine : câbles remplacés

Fils ou torons rompus


HISTORIQUE

La précontrainte extérieure se développe en France• depuis les années 70(pour les réparations)• depuis les années 80(pour les ouvrages neufs)

intérieur du viaduc de DrancyCâbles extérieurs


PROTECTION DES CABLES• Principales protections des câbles- coulis de ciment au contact des câbles- produits souples (cire ou graisse)- torons galvanisés- torons individuellement protégés- torons individuellement protégés dans gaine générale injectée au coulis

• Pour les câbles extérieurs- jusqu’en 2001 (circulaire du 28 / 02 / 2001) très majoritairementprotection par coulis de ciment au contact des câbles


PROTECTION DES CABLES• Coulis de ciment au contact des câbles

Câble (intérieur au béton)

Coulis de protection

Coupe d’une dalle en béton

Gaine

Coulis de ciment

Torons

Coupe transversale(précontrainte intérieure au béton)

Coupe longitudinale(précontrainte extérieure au béton)


LES RUPTURES OBSERVEES

En France, 5 ouvrages ont présenté une rupture de câble extérieur injecté au coulis de ciment au contact des câbles

corrosion du câble

Val de Durance - ESCOTA – 1994 (1985)St-Cloud - autoroute non concédée – 1997 (1981)Place de la statue - EPAD - 2001Rivière d'Abord - La Réunion - 2001Pont-à-Mousson - CG 54 - 2005 (1985)


LES RUPTURES OBSERVEES


LES RISQUES• Protection par produit souple ou galvanisationLibération d’énergie à chaque rupture de toron


LES RISQUESProtection par coulis de ciment au contact des câblesLibération brutale de la totalité de l’énergie et fouettement possible Risque pour le personnel se trouvant à proximité

déformation de câbles 19T15 lors d'un démontage


LES RISQUESProtection par coulis de ciment au contact des câblesExpulsion brutal de l’ancrage du câbleRisque pour le personnel se trouvant à proximité

Expulsion d’un 12T13 lors d'un démontage (avec absorbeur d’énergie)


L’ORIGINE DES DESORDRES• anomalies d’injection- ressuage du coulis : pâte blanchâtre humide- mauvais remplissage des conduits : zones non injectées

(impossibilité de placer un évent en partie haute dans le cas de la précontrainte extérieure)

• corrosion fissurante sous tension


LES CONSEQUENCES•Sur les 5 ouvrages présentant une rupture de câble extérieur, le remplacement de tous les câbles extérieurs a été réalisé ou est en cours

•Investigations réalisées par le RST sur les 57 OA gérés par l’État

•Suite à cette enquête, la présente note de sensibilisation sur ces ouvrages a été rédigée par le LCPC et le Sétra


NOTE D’INFORMATION - INVESTIGATIONS1er niveau d’investigations

Précontrainte sans désordre apparentA réaliser au plus tard avant la prochaine Inspection

DétailléeMettre en œuvre les moyens nécessaires (échafaudages,

…)

Contenu du 1er niveau d’investigations :- recueil d’informations sur la précontrainte extérieure- inspection visuelle des gaines de précontrainte- inspection des capots de protection des ancrages- auscultation au marteau des gaines de précontrainte pour

détecter des zones qui « sonnent le creux »


INVESTIGATIONS – 1er niveau

• Inspection visuelledes gaines



• Sondage au marteau( ou équivalent ! )

• Consignes de sécuritétempérature positive les 7 jours précédant la visite


INVESTIGATIONS – 1er niveau• Limites- les zones de déviation ne peuvent pas être observées

- zones à pâte blanchâtre ?


INVESTIGATIONS – 1er niveau• Résultats- pas de nouvelle rupture de câble observée

- quelques ruptures de torons( mais datant de la mise en tension )

- des zones « sonnant creux » sur lagénératrice supérieure dans la majorité des ouvrages



• Résultats- pour certains ouvrages des zones supposées

« de vide total » de coulis

- pâte blanchâtre et/ou humidité

pour quelques ouvrages



• RésultatsAutres désordres

incendie

zone non protégée

corrosion des ancrages câble apparent

câbles accessibles



• exemple de relevés de désordres


NOTE D’INFORMATION - INVESTIGATIONS2ème niveau d’investigations

Suspicions de désordres après la 1ère phaseLe gestionnaire de l’ouvrage souhaite améliorer la

connaissance de l’état de son ouvrage

Contenu du 2ème niveau d’investigations :- ouverture de fenêtres + prélèvements éventuels - démontage de capots- endoscopie- gammagraphie- capteur capacitif- etc…


INVESTIGATIONS – 2nd niveau• Ouvertures de gaines- pour visualiser l’état descâbles notamment dansles zones sonnant creux


INVESTIGATIONS – 2nd niveau• Prélèvements


INVESTIGATIONS – 2nd niveau• Endoscope


INVESTIGATIONS – 2nd niveau

Zone courante « vide total » Derrière un ancrage

• Endoscope


INVESTIGATIONS – 2nd niveau• Sonde capacitive- pour déterminer les zones humidessans ouvrir les gaines


RETOUR D’EXPERIENCE (57 OA du RRN)

• pas de nouvelle rupture constatée : quelques ruptures de torons mais datant de la mise en tension

• proportion de rupture des câbles à précontrainte extérieure 1/1000

• 10% des ouvrages présentent des zones totalement creuses

• aucun adjuvant n’est particulièrement suspecté


RETOUR D’EXPERIENCE (57 OA du RRN)

- les vides partiels (ou des zones « sonnant creux »sur la génératrice supérieure ) correspondent dans la majorité des ouvrages à un décollement en partie supérieure- les zones suspectées de « vide total » de coulis àl’issue des sondages au marteau ne sont pas forcément entièrement vides de coulis- une mauvaise injection ne se traduit pas systématiquement par une corrosion des câbles


CONSIGNES DE SECURITEUne étude de risque a conclu que le risque encouru par les

personnels entrant dans les caissons est acceptable en comparaison avec le niveau de risque des professions considérées, mais est significatif et doit être minimisé.

Procédure d’intervention spécifique avant intervention

Consignes générales :- ne pas stationner inutilement dans l’ouvrage- éviter de se placer derrière les ancrages dans l’axe du

câble, en amont de l’ancrage à proximité du câble- θext > 0°C dans la semaine qui précède la visite - si le moindre doute, aucune intervention sans réflexion

préalable spécifique sur la gestion du risque


QUE FAIRE EN CAS DE DOUTE OU DE RUPTURE CONSTATEE

Chaque ouvrage doit être étudié au cas par cas par des experts (LCPC, CETE, Sétra)

Scénarii envisageables selon la gravité des désordres:

- surveillance renforcée des câbles- haute surveillance avec suivi acoustique- pose d’absorbeurs d’énergie- réinjections locales- assèchement des gaines pour soufflage d’air déshumidifié- remplacement de tout ou partie de la précontrainte


Absorbeurs d’énergie et haute surveillance par suivi acoustique sur le viaduc de Saint-Cloud

Documents

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