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Outil 8Les techniq ues de rha bilit a tion : renf orcer les structures


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II. La rflexion et le projetOutil 8

Les techniques de rhabilitation : renforcer les structures

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La rhabilitation des lments

structuraux de larchitecture

traditionnelle mditerranenne

Csar DAZ GMEZ

D octeur architecte

Professeur des universits au D partem ent des Constructions

architecturales I de lcole technique suprieure dA rchitecture

de Barcelone, U niversit polytechnique de C atalogne, Espagne

1. Principes gnraux

A u vu du g rand ventail de techniques applicables aux

interventions de rhabilitation structurelle des btim ents de

larchitecture trad itionnelle m d iterranenne, il convient

dnoncer quelques principes gnraux qui guideront le choix de

la technique approprie en fonction de la situation qui se

prsentera. A ussi, avant de passer en revue les procdures et lestechniqu es dispon ibles, com m enceron s-no us par exposer

synthtiquem ent les aspects dterm inants de toute intervention,

quel que soit lobjectif cibl ou la problm atique rsoudre.

a . Connaissance e t ada pta t ion a u contexte technolog ique

du lieu

La faisabilit de lapplication de la technique dintervention

retenue avec les ressources disponibles sur place, de la m anire la

plus naturelle possible, en profitant des connaissances et des

savoir-faire des artisans du secteur, est une priorit essentielle qui

se traduira toujours par une rduction des cots de lintervention,

com pare dautres solutions applicables et, probablem ent, parune com patibilit plus aise, double dune m eilleure adaptation

aux caractristiques des techniques constructives dorigine.

b. Considration globale des rpercussions de lintervention

Il ne faut pas oublier que les interventions quelle que soit la

spcificit de leurs objectifs peuven t avoir des effets

com plm entaires trs divers dont il faudra tenir com pte avant de

prendre une dcision. Par exem ple, renforcer un m ur extrieur par

lapplication dune couche de bton projet servira aussi le

rendre plus tanche ; ajouter une dalle de com pression arm e un

plancher renforcera lisolation acoustique. D ans tous les cas, il faut

galem ent exam iner les effets ngatifs qui lui seront

probablem ent associs, tels que la m odification des espaces par la

m ise en uvre de poutres m atresses ou de piliers, lobligation

deffectuer des travaux dentretien sur les parties ajoutes, etc. Par

consquent, il y a lieu de considrer tous les effets dans leur

ensem ble, quils soient favorables ou dfavorables.

c. Clart de lapproche mcanique et structurelle

D ans les travaux de rhabilitation structurelle des btim ents, il

convient de spcifier clairem ent lobjectif technique vis par

lintervention propose. Trois approches sont possibles :

1. La restauration de la capacit portante initiale de llm ent

rhabiliter. Il sagit, de fait, de ce que nous interprtons

habituellem ent com m e tant la rparation de llm entendom m ag;

2. Laugm entation de la capacit portante de llm ent sur lequel

nous intervenons, qui quivaut gnralem ent au renfort de

llm ent endom m ag ;

3. Le rem placem ent fonctionnel de llm ent par un nouvel

lm ent assum ant entirem ent la capacit portante requise,

sans retirer ncessairem ent llm ent rhabiliter.

Bien sr, le choix de lapproche dpendra des exigences

m caniques requises ainsi que de la capacit les satisfaire de

lobjet de lintervention.d. Singular i t de s interventions portant sur des b timents

dune valeur patrimoniale particulire

Q uand le btim ent est un bien cultureldune valeur patrim oniale

particulire, il convient de penser dautres aspects spcifiques

qui assureront la prservation au fil du tem ps de ses

caractristiques dorigine. Cest ainsi que des notions telles que la

rversibil it, qui perm ettra au besoin dlim iner les effets dune

intervention, seront juges prioritaires dans le choix de la

technique appliquer. Par contre, dans un autre dom aine plus

essentiel, il sera adm issible, sans avoir fournir dautres

argum ents pour en justifier la pertinence, de choisir de restaurer lidentique, condition bien sr que la prestation fonctionnelle de

la m thode rponde aux exigences de lintervention.

2. Interventions sur les murs et les piliers

Les m atriaux et les appareillages des m urs pais dautrefois, en

pierre et en terre, sont peu rsistants aux tensions de traction et

de cisaillem ent. Prcisons aussi que leau les fragilise

considrablem ent du fait de la forte perm abilit de la terre et de

la plupart des m ortiers em ploys.

Il en ressort quelques rgles gnrales dintervention sur ces

lm ents qui, allies aux prem ires rgles cites plus haut, vont

conditionner le choix de la technique de rparation ou de renfort

appliquer dans chaque cas. Plus prcism ent et quelle que soit

la technique applique, il faut prendre soin de distribuer de

m anire hom ogne les sollicitations introduites, afin dviter dans

la m esure du possible des efforts additionnels de traction ou de

cisaillem ent dans le m ur. D e m m e, il y a lieu de ne pas augm enter

les efforts de com pression, vu la difficult caractriser cet effort

par des essais dans la plupart des vieux m urs. Pour term iner, il peut

tre utile de chercher absorber les efforts dans le plan transversal

du m ur, en crant ainsi une rsistance capable de le rendre plus

robuste et de contenir les pousses.N ous allons exam iner m aintenant et com m enter les techniques

dintervention qui sappliquent le plus souvent ces lm ents.


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La rhabilitation des lm ents structuraux de larchitecture traditionnelle

m diterranen ne

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b. Reprise de fissures

La m thode consiste intercaler entre les lvres de la fissure du m ur des lm ents plus rsistants et plus rigides en guise de sutures, tels

que des agrafes m talliques, des m orceaux de brique, etc. Il sagit de retrouver la continuit perdue du m ur endom m ag, de sorte que

les tensions puissent tre de nouveau transm ises et distribues de m anire hom ogne dans la partie lzarde. Pour que cette m thode

soit efficace, il faut que la fissure soit passive com m e nous venons de lexpliquer, cest--dire que la cause de son apparition nagisse plus

sur la partie rparer.

a. Remplacement physique de la part ie endommage

Il sagit de rem placer le m atriau de la partie fissure, bom be ou m enace par la dgradation et de reconstruire avec le m m e m atriau

ou dautres dont la rsistance et la dform abilit seront sim ilaires. D ans les m urs ou les piliers en pierre ou en brique, lusage veut que

lon reprenne le m m e m atriau, tandis que dans les m urs en terre, on pourra em ployer la brique. D ans tous les cas, lobjectif de

lintervention ne peut que prtendre restaurer la capacit portante initiale de llm ent endom m ag.

Il est im portant de ne pas oublier que ce type dintervention requiert llim ination pralable de la cause du problm e ou au m oins la

constatation dun dom m age passif au sens o la cause aura cess dagir. En ce qui concerne lexcution, il faut prendre grand soin du

contact de la partie rem place avec louvrage, pour assurer une correcte transm ission des charges, sans oublier la sim ilitude dj cite

de leurs caractristiques m caniques.


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c. Injection s

Il sagit dun autre systm e de rparation de fissures et de brches passives, applicable des m urs en m aonnerie appareille ou en

brique, qui consiste introduire un liquide sous pression pour colm ater entirem ent le vide entre les lvres de la fissure. En durcissant et

en adhrant au support, ce liquide restitue llm ent endom m ag sa continuit dorigine. Les caractristiques du liquide gnralem ent

base de com posants poxydiqueset la pression dinjection varient en fonction des m atriaux du m ur et de la taille du trou reboucher.

Le scellem ent superficiel, pralable linjection dans la fissure ou la brche, doit tre capable de supporter la pression du liquide avant

son durcissem ent.


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d. Rejointoiements

Cest une procdure de restitution de la rsistance initiale applicable aux m urs en pierre ou en brique qui consiste rejointoyer au m ortier

les parties dtriores par lrosion ou par les racines de plantes qui ont pouss entre les pierres. D es produits de densit ou de viscosit

variables sont introduits par gravit ou par infusion, en fonction de la technique dexcution em ploye.

e. Enduit de renfort ba se de mortier ou de bt on a rm

C ette technique consiste augm enter la section du m ur endom m ag ou sous-dim ensionn en incorporant aux parem ents des paisseurs

de m atriau m ortier ou btonaprs la pose de treillis m talliques, solidariss entre eux dans le m ur. La m ise en uvre du m atriau derenfort peut se faire en disposant des coffrages parallles aux parem ents et en y coulant ensuite la prparation, ou bien par sim ple

projection sur les parem ents avec le treillis dj en place ou encore par gunitage en choisissant la procdure selon lpaisseur requise et

le supplm ent de rsistance attendu du renfort. C ette solution est trs polyvalente en ce quelle sadapte des structures de m urs

com pltes, des m urs entiers ou des pans prcis. C ette qualit la rend tout spcialem ent approprie pour renforcer des btim ents que

les m ouvem ents sism iques auront abm s, en augm entant la rigidit des parties du btim ent qui lexigent et, au besoin, celle de

lensem ble du bti.


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f . Pose de t iran ts

La pose de tirants dans les structures m urales vise gnralem ent freiner leffondrem ent des m urs ou leurs dform ations progressives

transversalem ent leur plan. C ette m thode consiste disposer des lm ents linaires qui vont exercer des tractions. A ppels tirants,

ces lm ents sont constitus en principe dun cble dacier et fixs deux m urs opposs par des pices spcifiques dancrage qui vitent

lvolution de leur cartem ent et la perte subsquente de leur capacit rsistante. Il convient de prvoir que lun des deux lm ents

dancrage, au m oins, adm ettra le rglage priodique de la tension pour com penser les effets de lallongem ent ventuel du tirant.

g. Contreforts

Leur fonction quivaut celle des tirants et il est pratiquem ent obligatoire de les appliquer lorsque le btim ent ne dispose pas dlm ents

suffisam m ent rigides, capables dabsorber les tensions ponctuelles cres aux points dancrage des tirants. D ans ces cas, labsorption des

pousses des votes, des arcs ou de tout autre lm ent qui introduirait des sollicitations inclines dans les m urs, peut tre confie aux

contreforts, car ils sont capables de transm ettre ces actions au terrain travers leur section. D ans la conception et le calcul du contrefort,

il faut tenir com pte de la forte lim itation de lassise requise par le nouveau contrefort pour fonctionner correctem ent.


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h. Chanage

La disposition de ceintures ou de courroies sur le pourtour de m urs structurants ferm s, m onts avec un appareillage en brique, dun

btim ent ou sur ses piliers en pierre ou en brique, pour les rendre plus robustes et augm enter leur rsistance, est un systm e ancien que

lon retrouve dans de nom breux difices historiques bien connus, tels que le C olise rom ain ou les clochers italiens du M oyen ge. Le

fer et lacier sont les m atriaux em ploys depuis longtem ps pour fabriquer ces lm ents. Plus rcem m ent, les bandes en fibre de carbone

rem plissent la m m e fonction dans certaines situations. N anm oins, il est ncessaire de considrer les effets du m atriau qui adhrera

llm ent renforc.

i. Ta xide rmies avec de s ba rres da cier

Cest un systm e de renfort intgral, applicable aux m urs en pierre ou en brique, qui consiste m ettre en vre des arm atures en acier

lintrieur du m ur, em bouties dans des perforations atteignant parfois quelques m tres de longueur, de sorte crer de vritables

structures secondaires de barres lintrieur des m urs, pour augm enter leur capacit de rsistance globale ou crer des zones plus rigides,

capables de distribuer de m anire hom ogne les sollicitations descendantes. Le contact entre les barres dacier et le m atriau dont le m ur

est constitu se fera au m oyen dun produit adhrent, gnralem ent base poxydique.


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3. Interventions sur les planchers et les couvertures

Les interventions sur les planchers de poutres et poutrelles en bois doivent partir dun diagnostic pralable des causes des

dysfonctionnem ents, dus lattaque dagents biotiques, au fluage du bois ou des dficiences dans le dim ensionnem ent du plancher

par rapport aux sollicitations m caniques quil reoit. Le choix de lintervention requiert la connaissance des conditions dutilisation

futures et de la ncessit de conservation non seulem ent des lm ents sur lesquels on intervient m ais aussi de ceux sur lesquels laction

prvue peut avoir une influence, tels que les faux plafonds ou les sols de grande valeur artisanale et picturale.

N ous allons exposer m aintenant les form es et les m thodes dintervention les plus usuelles sur ces lm ents rsistants.

a. Remplacement fonctionnel des appuis sur les poutres et poutrelles

Les attaques de cham pignons et de term ites se concentrent souvent sur les appuis des poutres et des poutrelles en bois, notam m ent du

ct des m urs extrieurs, cause des conditions spciales dhum idit et dobscurit qui les caractrisent. D ans ces cas, il faut

gnralem ent procder au rem placem ent fonctionnel ou au renfort des appuis endom m ags par la dcom position du bois, laide de

lun des nom breux procds existants que lon choisira en fonction de plusieurs param tres : problm e concernant quelques poutrelles

dsolidarises ou une ligne dappuis contigus, caractristiques du m ur sur lequel elles reposent, techniques disponibles et apparence

form elle de la solution retenue.


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b. Supplment s de rsistan ce pour les pout res et les pout relles

C ette technique consiste ajouter de nouveaux lm ents qui vont collaborer labsorption des efforts jouant sur la poutre ou les

poutrelles, lorsque le dim ensionnem ent est jug insuffisant ou lorsque les effets du fluage du bois ont cr des dform ations excessives.

Les m atriaux de renfort utiliss sont gnralem ent en bois ou constitus de profils en acier, leur position tant latrale, infrieure ou

suprieure par rapport llm ent renforcer. O n choisit la position suprieure dans tous les cas o il y a lieu de conserver lapparence

du plancher dorigine, en prsence de peintures ou de faux plafonds de valeur. La position infrieure est retenue le plus souvent pour

renforcer les poutrelles quand la hauteur libre au sol adm et une rduction, tandis que la position latrale est plus rpandue si les poutres

en bois renforcer supportent des pans entiers de planchers de poutrelles ; il suffit alors de fixer deux lm ents avec des goujons

traversant la poutre. Les hypothses pour le calcul des renforts sont diverses, selon la possibilit de collaboration rsistante des lm ents

sous-dim ensionns ou endom m ags et les dform ations pralables (contre-flches) envisager pour obtenir leur entre en charge

conjointe avec le renfort.


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c. Monta nts intermdiaires

Les m ontants interm diaires constituent une solution sim ple et efficace pour rduire les tensions de flexion introduites par les surcharges

et les dform ations dues au fluage du bois. O n em ploie des poutres en bois ou en acier, disposes en travers de la poutre renforcer et

divisant sa porte en deux ou en trois. La possibilit dobtenir de bonnes conditions dappui pour le m ontant ainsi constitu est

gnralem ent dcisive dans le choix de la solution. Il faut en effet m onter des m urs perpendiculairem ent aux m urs porteurs dont la

rsistance a faibli ou, dfaut, des piliers spcifiques avec une bonne assise sur le terrain pour pouvoir lui transfrer les charges

correctem ent.

d. Pose add it ionnelle de d al les en bt on a rm

La pose additionnelle de dalles en bton arm , raccordes aux poutrelles en bois des planchers, est lune des solutions les plus courantes

aujourdhui dans les interventions de rhabilitation de btim ents. Le principe rside dans la transform ation des poutrelles dorigine en

poutres m ixtes, bois et bton, et offre la possibilit de distribuer les tensions de la flexion de m anire coplanaire dans toutes les directions

du plan du plancher en augm entant la rigidit globale de la construction par la liaison de la nouvelle dalle dans lpaisseur des m urs etsur tout le prim tre, ce qui am liore aussi la rsistance au sism e. Par ailleurs, le bton ajout am liore aussi lisolation acoustique du

plancher. Llm ent le plus critique de cette solution est celui de la liaison de la nouvelle dalle avec le m ur, laquelle va dpendre des

caractristiques de rigidit, de cohsion et de percem ent des m urs, ces caractristiques tant trs variables et im prvisibles.


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e. Intervention s spcifiq ues sur les ossat ures et les fermes d es couvertures

A lors que, selon ltat de ces lm ents, il est gnralem ent conseill de les rem placer, dans la m esure o ils sont les plus exposs aux

effets de lhum idit, il arrive aussi que lon prfre envisager de les renforcer. Cest le cas lorsque leur tat gnral le perm et, selon leur

im portance ou leur intrt fonctionnel. Bien entendu, le rem placem ent fonctionnel des appuis et leur rgularisation par une disposition,

si possible, sur un linteau de dcharge rigide pour distribuer au m ieux les charges transm ises aux m urs sont des oprations souvent

ncessaires et recom m andables. Pour le renfort des paires, tirants et contre-fiches, que lon ne veut pas m asquer, on em ploie de plus en

plus des arm atures postcontraintes pour com penser les tractions ou crer de nouveaux quilibres de forces.

f . Intervent ions spcifiq ues sur les a rcs, les vot es et les coupo les

C ertaines solutions applicables au renfort des planchers intressent aussi les arcs, les votes et les coupoles. A insi les tirants m talliques

interviennent-ils trs souvent pour tayer les arcs et les votes ; on les placera sur les parties tractes de lextrados. Les arcs peuvent largir

leur chant rsistant au m oyen de barres dacier introduites, en guise de taxiderm ie, partir de lintrados. Sur certaines votes surbaisses,

les chanages priphriques en acier ou en bton arm absorbent les pousses cres au niveau du soubassem ent. Q uant aux dalles en

bton arm , elles peuvent renforcer les votes et les coupoles en les connectant sur lextrados. Il convient nanm oins de sinterroger dans

chaque cas sur lintrt de ces solutions, com pares dautres qui prservent la m thode constructive dorigine, et dexiger com m e

condition sine qua non la rversibilit de lintervention.


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4. Interventions dans les fondations

La dcision quant au type dintervention entreprendre quand un btim ent fait lobjet de problm es dcoulant de m ouvem ents duterrain requiert une connaissance du type ainsi que des caractristiques des fondations du btim ent, une phase de suivi de lactivit des

lsions, et une autre dinform ation sur les caractristiques gotechniques du terrain jusqu une profondeur suffisante. Ce nest quaprs

avoir obtenu lensem ble de ces donnes et aprs cette phase danalyse que doit tre envisag le type dintervention entreprendre. C e

sera prcism ent la ncessit ou non dentreprendre telle ou telle action qui fera des conditions de charge de la partie solide des

fondations originales ou dam lioration du terrain lune des dcisions les plus im portantes prendre dans cette phase initiale.

Lorsque les fondations du btim ent sont de type superficiel, ce qui constitue le cas le plus frquent, le systm e le plus habituel de reprise

est celui qui consiste placer en-dessous un support un peu plus large com pact la partie solide des fondations prexistantes. Il faut

dfinir dans chaque cas, en fonction des caractristiques du terrain, la fondation renforcer, la profondeur et la largeur du nouveau

support, ainsi que la longueur des tranches d'excavation effectues sous les fondations prexistantes.

A ctuellem ent, il est de plus en plus frquent dutiliser des m icro-pieux disposs certains verticalem ent et dautres inclins, qui englobent

un plus grand volum e de terrain afin dabsorber les efforts la base des fondations, utilisant celles-ci com m e un ensem ble gnral.Par contre, les systm es fonds sur l'augm entation de la largeur de la base des fondations sont plus rares, cause, en particulier, de la

difficult dabsorber les efforts de cisaillem ent au niveau des interfaces entre les nouvelles et les anciennes fondations. D e la m m e

m anire, les systm es qui utilisent des pieux conventionnels, du fait de lnorm e outillage que cela requiert, ou ceux qui visent

lam lioration des terrains par injection de produits chim iques, valables seulem ent dans certains types de terrains dune perm abilit

adquate, sont aussi inhabituels.


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Rfrences

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Consolidation et traitement

des fondations.

Expriences gyptiennes

Wahid EL-BARBARY

A rchitecte

D irecteur gnral du Secteur de Projets du C onseil suprm e

des Antiquits, gypte

Toutes les structures dingnierie sur le sol, y com pris les rem blais

de terre, les barrages (aussi bien en terre quen bton), les

btim ents ou les ponts com portent deux parties, la partie du

dessus, ou sup erstructure, et la partie du dessous, ou

fondations.

La dfinition des fondations est la suivante : lm ent dinterface

situ entre la superstructure et la terre ou les roches qui se

trouvent en-dessous.Lingnierie de fondations est lart et la science qui consiste

appliquer les capacits ainsi que les principes de lingnieur aux

m caniques du sol pour rsoudre le problm e de linterface. Elle

concerne aussi les solutions aux problm es de soutnem ent des

m asses de terre par plusieurs types dlm ents structuraux tels

que les m urs de soutnem ent ou les palplanches.

Lingnierie de fondations est aussi lart et la science dutiliser les

capacits ainsi que les principes de lingnieur aux m caniques

des sols pour prparer des rponses adaptes aux m odifications

des conditions de gom tries et de charges que peuvent

entraner les m asses de terre.O n doit rem arquer, enfin, que lingnierie de fondations a t

dfinie plus brivem ent com m e tant lart et la science dutiliser les

capacits et les principes de lingnieur aux m caniques des sols.

Les conditions du sol sont lune des causes principales des

dsordres dans les structures de m aonnerie, lies aux

m odifications des proprits du sol avec le tem ps, com m e par

exem ple laugm entation des niveaux de teneur en eau du sol. Il

est aussi largem ent reconnu que les dom m ages structurels dus

aux trem blem ents de terre sont trs influencs par les conditions

du sol. En gnral, lam plitude et la dure des trem blem ents de

terre dpendent de la profondeur ainsi que de ltat, plus ou

m oins m euble, du sol sur le site. Lingnieur doit donc obtenir

suffisam m ent dinform ations pour valuer la capacit de

portance des charges ainsi que lam plification dynam ique

caractristique du sol. Pour des sites prsentant des dangers

gologiques im portants, tels que les sols susceptibles

daffaissem ents graves, les sols extra-sensibles, ou les sols ayant

une grande probabilit de liqufaction, une investigation

gotechnique spciale est ncessaire. Dans certaines

circonstances, cependant, il peut tre appropri de m ener des

recherches sism ologiques et gotechniques qui vont bien au-

del des conditions m inim um s im poses par le code de la

construction. C ela peut tre le cas, par exem ple, lorsque desam plifications des m ouvem ents du terrain dues aux conditions

du site ou aux effets de linteraction terrain-structure sont

considres com m e pouvant jouer un rle im portant dans le

com portem ent de la structure qui fait lobjet de la recherche. En

outre, une investigation gotechnique peut tre entreprise pour

prendre des m esures exploratoires ou curatives.

O n peut faire une distinction entre les diffrents types de fondations

utiliss pour supporter les btim ents:

Les fondations peu profondes (les sem elles ou em pattem ents)

telles que les fondations continues sous les m urs (la largeur de

la fondation tant un peu plus im portante que celle du m ur

quelle supporte), utilisant gnralem ent des pierres et du

m ortier destins aux fondations de construction ;

Les fondations profondes (pieux, pilotis, piles, piliers ou

fondations caisson) qui sont utilises lorsque la rsistance

(c'est--dire la capacit de portance) du sol nest pas suffisante

pour supporter lensem ble de la structure extrieure. Il existe de

nom breux types de fondations profondes depuis les fondations

trs anciennes utilisant des pierres et des m ortiers jusquaux

piliers de bois, tout particulirem ent lorsque leau est trsproche. La capacit des fondations, dans ce cas, est la som m e

des capacits latrales et de la capacit locale.


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C onsolidation et traitem ent des fond ation s. Expriences gyptiennes

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C hoisir une m thode pour consolider et traiter les fondations

dun b tim ent vieux ou traditionnel dpend de la connaissance

des raison s dorigine de la d g rad ation : affaissem en t,

augm entation des charges, m odification de la gom trie de la

structure, trem blem ent de terre, explosion, changem ent du

niveau de leau et/ou actions chim iques. N ous considrons que

le traitem ent des fondations doit suivre les recom m andations

indiques ci-dessous :

Ralisation dtudes gotechniques pour le sol des fondations,

inspection et diagnostic des fondations, et connaissance de la

situation ainsi que de ltat du m om ent. Le choix de la m thode

ou du renforcem ent dpend d u rapp ort des experts

gotechniques et de leurs recom m andations ;Le renforcem ent des fondations souterraines ne doit pas

ncessairem ent conserver le m m e type de construction que la

partie suprieure de la structure.

D e nom breuses m thodes existent pour renforcer les fondations :

C onsolidation des fondations prexistantes ;

U tilisation de m icro-piles ;

Renforcem ent du sol en utilisant des solutions m odernes.

Renforcement des fondations prexistantes

Lune des m thodes consiste consolider et tayer les fondations

existantes en leur ajoutant une m asse supplm entaire, en fixant la

nouvelle m asse aux vieilles fondations au m oyen de tenseurs

dacier, de boulons dancrage et dautres types de lien, et en les

attachant ensem ble afin de crer un systm e de fondation tel que

lensem ble ne pourra plus se dplacer latralem ent. Pour renforcer

les fondations dun m ur ancien, on com m ence par dterm iner le

poids de la structure (pierres, m atriaux de rem plissage, etc.) ainsi

que la portance du sol des fondations. Si les rsultats m ontrent

que la dim ension des fondations existantes nest pas suffisante

pour supporter les structures dans des conditions de scurit

ralistes, il faut augm enter la surface des fondations. Les

fondations supplm entaires devront tre relies lancienne partie

par des barres, des cbles, etc. com m e indiqu ci-dessus.

Avant dentreprendre la consolidation des vieilles fondations, un

systm e com plet de renforcem ent provisoire doit tre fait pour

conserver la stabilit du m ur et de la structure.

Le concept de consolidation et dtayage des fondations

existantes peut consister ajouter une m asse supplm entaire

quand il ny a pas de problm e daffaissem ent (roche dure). Lam asse peut alors tre construite sur le ct des fondations

existantes ; les nouvelles m asses sont relies aux anciennes

fondations en utilisant des tendeurs en acier, des boulons

dancrage ainsi que dautres types de lien, puis elles sont attaches

afin de crer un systm e de fondation tel que lensem ble ne

pourra plus se dplacer latralem ent.

Laction qui consiste agrandir les fondations est plus efficace

lorsque lon largit le radier au-del du bord externe de la

construction, car ainsi la pression des charges transfres

stendra sur une plus grande largeur dune strate plus profonde

et plus rsistante du sol. U tiliser un travail lpaule peutreprsenter la seule solution fiable lorsquil nest pas possible

darrter laffaissem ent dune autre m anire ; toutefois, cela doit

tre considr com m e la dernire solution. C elle-ci, quand elle est

adopte avec des fondations superficielles, peut en effet

occasionner des problm es au cours de la phase de perage, car

alors le sol peut saffaisser pendant les travaux puisque certaines

parties sont tayes alors que les autres ne le sont pas et reposent

toujours sur le sol dform .


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311



C onsolidation et traitem ent des fon dations. Expriences gyptiennes

8

Utilisation de micro pieux pour consolider les fondations

de monuments historiques

Lorsque le sous-sol a une capacit de portance insuffisante et/ou

que le terrain plus rsistant est situ une profondeur im portante,

on peut utiliser des pilotis, des pieux, des m icros pieux ou des

fondations profondes pour renforcer la stabilit. U ne autre

solution consiste utiliser une technique m oderne pour consolider

les vieilles structures.

Lutilisation des m icros pieux constitue lun des segm ents de plus

en plus rpandus dans les fondations profondes de nos jours.

A ussi connues sous le nom de pin pilesou de m ini-piles, les m icro

pieux sont de petit diam tre, en form e de tuyaux dune grande

capacit. Ils sont tout fait indiqus en courtes longueurs fileteset installes grce diffrentes techniques de forage.

Laddition de m ortier et de barres filetes renforce le pieux pour la

rsistan ce latrale, les charges de traction ainsi que de

com pression. Les m icros pieux peuvent rem placer les piles

conventionnelles dans la plupart des circonstances, et elles sont

tout particulirem ent conom iques l o il y a des conditions de sol

difficiles (dans les conditions de sols de rochers ou com portant des

cavits) ou lorsque laccs ou encore lespace de travail est difficile

ou lim it, com m e cela peut se produire dans les rem ises en tat des

btim ents la suite de trem blem ents de terre. Les m icros pieux

sont poss tout fait com m e des tirants ou des clous de sol, enutilisant des plateform es de forage rotatif ou percussion. D u fait

de leur petite taille, une grande varit de techniques de forage

peuvent tre em ployes plus conom iquem ent, ce qui rend leur

utilisation si attrayante : trpans de forage, tiges percussion,

down-the-hole-hammer, hollow grouting drill(Titan), etc. Les

m icros pieux sont largem ent accepts par les ingnieurs et les

concepteurs qui rem placent actuellem ent les pilotis traditionnels

par des m icros pieux, au bnfice des propritaires.

Renforcement du sol en utilisant des solutions modernes

(Exem ple du com plexe Q alaw oon)

D u fait de llvation du niveau de leau souterraine, celle-ci se

dplace continuellem ent et em porte avec elle les particules du sol,

ce qui entrane la cration de nom breux trous ou cavits dans le sol,

qui entranent leur tour un com portem ent htrogne du sol.Pour avoir un sol consolid avec une bonne capacit de portance

et une section hom ogne, il faut m ettre en place un systm e

dcoulem ent fixant aussi le niveau des eaux souterraines afin de

stopper les courants.

Ensuite, le processus dinjection du terrain prend place, tout

dabord en forant le sol aux niveaux spcifis puis en insrant une

tuyauterie soupape qui perm ettra dinjecter le m atriau de

cim entation une pression qui nexcdera pas deux bars.

Le sol est inject avec un m lange constitu de 1 partie de cim ent,

pour 4 parties deau et 0,50 partie de bentonite. A prs une

priode de 24 heures, une injection finale peut tre faite avec untaux de cim ent suprieur ainsi que des additifs Com plast 431 pour

donner un coulis plastifi qui perm ettra dobtenir un sol ayant la

capacit de portance requise.


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312



8

C et article traite des aspects technologiques et structuraux de la

conservation de vestiges de btim ents de la vieille ville dAcre

(A kko en hbreu). Le concept de base est la conservation

authentique au m oyen de la prservation des m atriaux et des

faades dorigine sans dranger la vie quotidienne dans la ville.

Linform ation qui est prsente ci-dessous provient des tudes

dingnierie physique qui ont t m enes dans la ville au cours de

la dernire dcennie.

Le dlabrement des constructions et la dgradation

matrielle

Le dlabrement est ltat dans lequel le btim ent a partiellem ent

ou com pltem ent perdu sa capacit de portance et quil est

susceptible de seffondrer partiellem ent ou entirem ent. Le

dlabrem ent est habituellem ent m arqu par des causes telles que

des fissures, des croulem ents, des crasem ents, des effritem ents

ainsi que la perte ou la dform ation dlm ents. La dgrada t ion

est la dtrioration ainsi que lrosion des m atriaux, condition qui

m ne habituellem ent la rduction de leur rsistance et laugm entation de leur fragilit et de leur porosit. Le processus

par lequel les m atriaux sont perdus provient de laction physique

et chim ique, et cela com m ence en gnral par lextrieur et se

propage ensuite vers lintrieur.

Les m canism es de dlabrem ent et de dgradation sont

dterm ins par un certain nom bre de facteurs : labsence

dentretien correct, labsence de connaissances scientifiques ad

hoc, lutilisation dune construction au-del de ce que lon peut en

attendre, les im perfections de la conception originale et

lintroduction de nouveaux lm ents qui navaient pas t prvus

lorigine. Tous ces facteurs m nent une rduction de la force

structurale, en dautres term es la rduction de la capacit de

portance, paralllem ent laugm entation des effets des actions

im pliques. Trois facteurs concourent ici: le type daction, la

qualit des m atriaux et le type de structure. Laction im plique

peut tre une sorte daction m canique dynam ique ou statique,

ou une action physico-chim ique lie latm osphre et

lenvironnem ent. La rsistance des m atriaux est affecte par le

clim at et lrosion du fait de processus physico-chim iques. La

dgradation est lie aux lm ents de lenvironnem ent naturel tels

que lhum idit, la pluie, les fluctuations de tem prature ; et des

facteurs tels que la circulation (autom obile), la pollution et le

m anque dentretien qui acclrent aussi les processus naturels. Ladgradation peut tre chim ique, physique ou biologique et elle est

en rapport avec les facteurs environnem entaux, avec les

caractristiques des m atriaux de construction et avec les

lm ents spcifiques qui protgent les btim ents (par exem ple les

toitures et les canalisations dcoulem ent). Le com portem ent

structurel dpend pour lessentiel du type de m atriaux utiliss, de

la form e et de la taille de la structure, des connexions entre les

lm ents ainsi que des conditions environnem entales qui

entourent le btim ent. Le dlabrem ent est caus par une

augm entation de laction m canique et une rduction de

lefficacit structurale, que ce soit cause de phnom nes

naturels ou com m e rsultat dune action cause par lhom m e.

Lorsque tous ces vnem ents se produisent sans contrle

soigneux, ils peuvent avoir un im pact ngatif sur le btim ent

(C roci 1998 : p. 41-46).

La vieille ville dAcre a t construite avec des m aonneries de

pierres de grs dunaire appeles kurkar (m urs et votes)

solidem ent m aintenues entre elles par des m atriaux de

liaisonnem ent base de chaux, et du bois qui tait utilis dans la

toiture, ainsi que les portes et les fentres. Dautres m atriaux

taient aussi utiliss com m e par exem ple du calcaire dur (pour lesdegrs du porte--faux, le dallage dans les espaces publics, les

ouvertures des fentres ainsi que les lm ents de dcoration) et du

La vieille ville dAcre (Isral)

Aspects technologiques

et structuraux dans la conservation

de la vieille ville dAcre

Ofer COHEN

Ingnieur

A utorit des Antiquits dIsral, Isral

Yae l F. NAAMANA rchitecte

D partem ent de la C onservation de lAutorit des A ntiquits

dIsral, Isral


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m arbre. D ans les priodes rcentes, des m atriaux tels que des

pavem ents de granito et du bton peint, des poutres dacier, des

tuiles de M arseille et, bien videm m ent, du bton ont t utiliss.

C es dernires annes, nous avons t les tm oins de lutilisation

dune grande varit de m atriaux m odernes, parm i lesquels des

revtem ents, du placopltre, de lalum inium et de la cram ique.

Les problm es structuraux les plus com m uns de la vieille ville sont

concentrs dans les m urs, les votes ainsi que les plafonds des

constructions. C hacun de ceux-ci est caractris par des

problm es qui ont leur origine dans les techniques de

construction, la qualit des m atriaux de construction, les facteurs

de destruction de la construction ainsi que les facteurs de

dgradation des m atriaux.

La caractristiq ue d es processus de d sint gra tion de la

construction

D eux facteurs sont en train de dtruire les btim ents dans la vieille

ville dAcre : (1) la dgradation des m atriaux due lrosion qui

est la consquence de processus naturels ; et (2) le dlabrem ent

suite lintervention hum aine. Le processus naturel de la

dgradation des m atriaux est influenc par un niveau dhum idit

et de m oisissure tout particulirem ent lev, de m m e que par la

cristallisation du sel, les proprits de lair, les caractristiques du

terrain, leau (les prcipitations et la proxim it de la m er), la

tem prature et lintervention hum aine avec un entretien im propre.Le dlabrem ent caus par lintervention directe de lhom m e est un

lieu com m un, par exem ple : les actions de rnovation dans

lesquelles des m atriaux m al adapts ont t utiliss ; le

dm antlem ent de parties de la construction pour adapter

lespace construit aux besoins de lusager ou dans le but de

nettoyer une zone ncessaire pour une nouvelle construction, ou

encore afin de crer de nouveaux itinraires daccs ou

dam liorer ceux qui existaient; le dm antlem ent dune partie

dune structure afin de la m ettre en usage secondaire dans un

autre endroit; ou le dm antlem ent dans le but dcarter un

danger im m diat.

U n schm a du processus de dsintgration des btim ents

com prend la dgradation prolonge des solives des plafonds au

dernier tage jusqu leur effondrem ent, le processus acclr

dcroulem ent des m urs aussi au dernier tage et des votes au

rez-de-chausse ainsi que la dsintgration continue des m urs

extrieurs du btim ent.

1. D ans le sillage de leffondrem ent dun plafond de bois au

dernier tage, les m urs dem eurent debout, hauts et fins par

rapport lenvironnem ent im m diat.

Le danger dans cette situation est que la stabilit des m urs soit

son tour m ine, ce qui aurait pour consquence la chute de

pierres ou leffondrem ent de tronons du m ur.La solution dans ce cas consiste stabiliser les vestiges en

crant un lm ent plat sur le haut des m urs et/ou un support

ancr dans la vote.

2. Leffondrem ent du plafond de bois au dernier tage et de la

vote au rez-de-chausse, et la dsintgration partielle des

m urs.

D ans ce cas, les vestiges des m urs apparaissent levs par

rapport leur environnem ent im m diat et les vestiges des

votes sont instables.

La solution cela consiste restaurer la fonction spatiale au

rez-de-chausse et/ou soutenir les vestiges sur le sol ou sur

Les problm es structuraux.

Dsordres aux m urs.

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Aspects technologiques et structuraux dans la conservation de la vieille ville dAcre

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une structure adjacente.

Leffondrem ent du plafond de bois au dernier tage et de la

vote au rez-de-chausse, et la dsintgration des m urs

extrieurs.

D ans cette situation, une sorte de m oignon protubrant

dem eure, et ce vestige nest pas stabilis par la vote. La

solution requiert la stabilisation du vestige de la vote ou

lcartem ent contrl des parties dangereuses.

Le schm a de dsintgration dcrit ci-dessus est aussi valable dans

les btim ents de trois tages dans lesquels il y a deux plafonds de

bois soutenus au-dessus dun tage vot.

Le facteur le plus significatif et le plus com m un dans les processus

de dsintgration dans la ville est linclinaison des m urs, endautres term es leur dplacem ent par rapport la verticale. On

peut dire que tous les cas de dsintgration des btim ents dans la

vieille ville dAcre proviennent de labsence dun entretien adapt

ou bien quils sont le rsultat du dlabrem ent physique. C es

facteurs sont la cause dune raction en chane de dlabrem ent et

de dgradation prolongs ainsi que dune constante dtrioration

des conditions physiques du btim ent.

Les murs do uble fa ce

La plupart des m urs au rez-de-chausse A cre sont construits de

deux ranges de pierres avec un fourrage de debeshentre lesdeux. La construction a t effectue en ranges horizontales :

tout dabord, une range de pierres des faces externes du m ur

tait pose et lespace entre elles tait rem pli de debesh, puis la

deuxim e range de pierres tait pose et ainsi de suite, une

range sur lautre. Les faces externes des m urs ont t construites

de m aonnerie de pierres tailles kurkarm ais les rparations ont

t faites avec des pierres qui ntaient pas tailles. Le c ur des

m urs consistait en un fourrage de petites pierres et de m atriaux

de liaisonnem ent. D ans la construction de la ville, un grand usage

a t fait de deux types de m atriau de liaisonnem ent, lun base

de chaux et lautre base de terre.

La plupart des m urs ont 80 120 centim tres dpaisseur. Leur

prem ire fonction est de supporter le poids des tages vots et

de diriger les charges des m urs hauts (larges de lpaisseur dune

pierre) des tages suprieurs. Lim pression initiale que lon a

quand on regarde les m urs, cest quils sont hom ognes.

Toutefois, lorsque lon observe le m atriau de liaisonnem ent qui

seffrite dans des zones o le vide du m ur a t endom m ag ou

dans les cas de dgradation, une im age diffrente est rvle : le

m atriau de construction des m urs de m m e que la m asse de la

construction sont en train de subir un processus de dsintgration.

O n peut classer les m urs de la vieille ville dAcre en quatrecatgories :

Typ e 1. C onstruction rgulire utilisant des pierres qui ont cinq

faces tailles. La hauteur de la pierre et lassise sont de 45

centim tres, les pierres ont de 50 100 centim tres de longueur

et la largeur du joint entre deux ranges de pierres est de 5 10

m illim tres. En gnral, on peut dire que la qualit de ce type de

m ur est tout fait bonne.

Typ e 2. C onstruction rgulire utilisant des pierres qui ont cinq

faces tailles. La hauteur de la pierre et lassise sont de 18 37

centim tres, les pierres ont de 18 45 centim tres de longueur et

la largeur du joint entre deux ranges de pierres est de 5 10

m illim tres. La qualit du m ur est habituellem ent bonne.

Typ e 3. C onstruction rgulire utilisant des pierres grossirem ent

tailles. La hauteur de la pierre et lassise sont de 23 40

centim tres, les pierres ont de 18 60 centim tres de longueur etla largeur du joint entre deux ranges de pierres est de 5 10

m illim tres. En gnral, on peut dire que la qualit de ce type de

m ur est m oyenne.

Typ e 4. C onstruction irrgulire utilisant des m oellons. La taille et

la form e des pierres varient et lassise nest pas de longueur

uniform e. La largeur des joints nest pas uniform e non plus et les

joints verticaux stendent frquem m ent sur plus dune range. La

qualit de ce type de m ur est faible. Les m urs tels que ceux-ci sont

principalem ent des m urs de rparation ou des m urs de

soutnem ent.

La plupart des problm es structuraux des m urs im pliquent: la

perte de pierres dans les surfaces externes des m urs ; des dfauts

structuraux dans les surfaces externes ; des fissures ; des dfauts

dans le plan du m ur qui sont principalem ent caractriss par des

glissem ents horizontaux, des vides dans le c ur du m ur ou des

pertes de m atriaux de liaisonnem ent lintrieur du m ur. C es

problm es sont causs par lutilisation de m atriaux de qualit

infrieure, labsence de finition correcte de la partie suprieure des

m urs, des infiltrations deau, leffritem ent des m atriaux de

liaisonnem ent, le dlabrem ent m canique de m m e que lusure et

lrosion du c ur des m urs m enant la form ation de vides

lintrieur. Lusure se produit frquem m ent lorsque les m atriaux

de liaisonnem ent seffritent petit petit et partent par les fissures

et les joints. En outre, on doit ajouter ce tableau labsence

dentretien actuel qui acclre les processus de vieillissem ent

naturel.

La perte d e pierres

U n certain nom bre de facteurs entranent une absence de pierres

de la surface externe du m ur :

1. Le dlabrem ent m canique direct dune ou de plusieurs pierres

qui entrane la perte de celles-ci. U n tel dlabrem ent a engnral pour rsultat que dautres pierres tom bent aussi du

m ur. U ne ou plusieurs pierres souffrant dune usure intense


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feront quune ou plusieurs autres pierres tom beront de la

range suprieure. C e processus ne sarrtera que lorsque la

zone dlabre sera stabilise.

2. U ne m auvaise qualit de construction du m ur. D ans ce cas, lasurface interne qui est en contact entre les diffrentes ranges

est plutt fine, la profondeur des pierres est insuffisante et elles

ne sont pas suffisam m ent ancres dans le m ur. D e ce fait, une

pression m inim um entranera le dtachem ent dune ou

plusieurs pierres et leur chute.

3. Leffondrem ent dune partie de la surface externe du m ur suite

la dform ation cause par la dilatation.

4. Le dplacem ent du m ur ou dune partition perpendiculaire au

m ur entranera le dlabrem ent de la totalit du m ur, la perte de

pierres et une dgradation acclre.

Lobjectif lorsque lon traite le problm e des pierres m anquantes

consiste restaurer la capacit de portance dorigine du m ur,

intgrer la surface externe com m e partie insparable du m ur, et

rnover le systm e constructif dorigine.

D es solutions possibles dans ce cas peuvent tre les suivantes : (1)

une restauration lim ite perm ettant dobtenir une relative stabilit

dans la rgion ; (2) une restauration plus extensive de la stabilit par

lutilisation de supports. La stabilisation en com pltant la

m aonnerie de pierres est une solution prfrable aux effets de la

conservation du btim ent. Linstallation de supports est souhaitable

com m e phase interm diaire pour le processus de stabilisation ou

bien dans des cas dans lesquels la dform ation du m ur lexige.

La d fo rmat ion structurelle

C et tat est caractris par une section du m ur qui apparat

com m e une protubrance par rapport la ligne originale de la

construction. C e phnom ne est le rsultat dun certain nom brede m canism es de destruction :

D es fissures et/ou des vides lintrieur du m ur crant un excs de

charge sur la surface externe, ce qui entrane la dilatation suivie de

leffondrem ent de la m m e section du m ur ;

Le dtachem ent de la surface externe du m ur de son centre du fait

de labsence dune capacit dadhrence suffisante ;

U n processus qui acclre la dilatation est leffritem ent des

m atriaux de liaisonnem ent et leur chute dans lespace situ entre

le c ur du m ur et la surface externe. D ans cette situation, le

m atriau de liaisonnem ent agit com m e un acclrateur du

processus de dform ation.

Lobjectif dans cette situation, com m e dans la prcdente,

consiste restaurer la capacit originale de portance du m ur,

rattacher la surface externe du m ur et rnover le systm e

statique original.

Possibles solutions : rem plir les vides dans le centre du m ur

(injection de cim ent) et rejointoyer, et installer des ancrages, ou

bien dm anteler la section de m ur affecte afin de la reconstruire.

Les vestiges de b timent s

La proprit qui diffrencie les vestiges de btim ents des

vestiges de m urs est la possibilit de restaurer leu r fonction

spatio-structurelle. U n certain nom bre de com binaisons de

facteurs m nent le btim ent un tat o il sera dfini com m eun vestige, par exem ple : leffondrem ent dun plafond vot

d diverses raison s telles quun excs de charge ;

Restauration de la stabilit locale par la construction dune m aonnerie de pierres. Restauration de la stabilit extensive par lutilisation

de supports.

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laffaiblissem ent de la stabilit dun m ur par rapport la

pression latrale des votes ; un e m auvaise m ise en uvre ;

leffondrem en t de lun des m urs porteu rs ; leffondrem en t

dun plafon d de b ois d d es raisons diverses telles quelusure naturelle ; des problm es de m oisissure concernant des

pou tres de bois ; un excs de charge ; la dform ation dun

m ur ; ou des interventions hum aines telles qu e louverture de

nouveaux accs ; ou encore le dplacem ent dun espace po ur

le b ien dune n ouvelle structure. Dan s toutes ces situations,

lusure acclre du plafond ou des m urs est apparente avant

m m e leffond rem ent.

Lobjectif dans cette situation est de stabiliser les diffrents

lm ents structuraux et, dans la m esure d u possible, de

restaurer leur fonction spatiale. D ans les btim ents qui ne sont

que lg rem en t dlab rs, il est prfrable de restaurer la

fonction spatiale au m oyen de la reconstruction dun plafond

utilisant une technologie trad itionnelle tout en rep laan t,

paralllem en t, les pierres m an quan tes. En ralit, les vestiges

de btim ent dans un tat avanc de destruction ne subissent

pas actuellem ent de processus de conservation dans la vieille

ville dA cre et ils sont soit dtruits intentionnellem ent soit

ngligs.

Les vestiges de murs

C et aspect com prend des m urs de diverses hauteurs et de diverses

largeurs souffrant de diffrents degrs de dlabrem ent, sans la

m oindre possibilit de restauration de leur fonction spatiale. U n

certain nom bre de facteurs ou une com binaison de facteurs am en cette situation.

U n m ur qui faisait partie lorigine dun btim ent qui a t dtruit

et dont il ne reste, de nos jours, aucun vestige du contexte spatial

original. La qualit de la construction est un facteur significatif de

la condition des m urs ; lorsque celle-ci est extrm em ent pauvre,

on peut constater le dclin acclr des proprits constructivesde llm ent structural ou du btim ent dans son ensem ble. U n

m ur qui tait construit lorigine com m e un lm ent unique et

dont une partie a t dtruite par un processus naturel, tel que

lrosion de la pierre ou du c ur com m e rsultat du dlabrem ent

dusure, m ne leffondrem ent dune section du m ur; la

m auvaise finition de la partie suprieure du m ur ou labsence de

garniture intensifie dans ce cas sa sensibilit lrosion ainsi que

son affaiblissem ent. En plus de ces lm ents, il faut ajouter le

facteur hum ain qui se m anifeste par la cration de nouvelles

approches ou de nouvelles constructions.

Lobjectif dans ces cas-l est de stabiliser le m ur, dcarter tout

danger im m diat et de sassurer que le m ur peut supporter les

charges com m e auparavant.

Les murs ba s

N ous com prenons dans cette catgorie les m urs qui ne dpassent

pas 1,50 m tre au-dessus de leur environnem ent im m diat et qui

ne reprsentent pas un danger im m diat. Par exem ple, un m ur de

1 m tre de hauteur situ sur le toit dun btim ent peut tre

considr com m e dangereux parce que sa hauteur au-dessus du

sol excde 1,50 m tre. Toutefois, les vestiges dun m ur de m oins

de 2,50 m tres sont considrs com m e stables si la hauteur du

m ur nexcde pas cinq fois sa largeur quand il est com pletstructurellem ent.

Support dune structure adjacente.Support sur le sol de lun des cts

(dtail couche de sparation).


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Les murs ha uts ou les murs q ui con stituen t un da ng er

immdiat

Les vestiges de ces m urs sont eux-m m es hauts (m urs fins quidpassent de 1,50 m tre leur environnem ent im m diat), ils

constituent un danger im m inent et ils requirent un support

spatial tem poraire ou perm anent pendant le cours des travaux de

conservation et de rnovation et/ou aprs ces travaux. Les m esures

de conservation dans ces cas-l com prendront la prparation et la

stabilisation du m ur conform m ent ses caractristiques, en

rem plissant les fissures ainsi que les vides se trouvant dans la

pierre, en rparant la ou les pierres use(s), en rejointoyant et en

vrifiant linstallation des supports.

D ans les m urs hauts, les m esures de prparation com prendront

la dpose des m atriaux non stabiliss de la partie suprieure du

m ur, des m atriaux non stabiliss et affaiblis dans les zones o

le pltre m anque lintrieur du m ur ainsi que des m atriaux de

liaisonnem ent non stabiliss des joints sur la partie externe du

m ur. Les m esures de conservation com prendront la stabilisation

et le scellem ent de la partie suprieure du m ur, en rem plaant

le m atriau de liaisonnem ent m anquant dans les joints et le

pltre lui aussi m anquant tout en crant, paralllem ent, une

surface redresse.

Dans les murs double face, la prparation com prendra la

dpose des pierres branlantes, des m atriaux du c ur non

stabiliss ainsi que des m atriaux de liaisonnem ent effrits des

joints. Les m esures de stabilisation pour ces m urs im pliquent lerem placem ent des pierres m anqu antes et le rem plissage

derrire elles avec du m atriau de liaisonnem ent, afin de

com plter les ranges de pierres dans la m esure o cela est

ncessaire, en vrifiant les joints et le scellem ent de la partie

suprieure du m ur.

D ans les deux cas, les m esures de conservation sont ncessairespour le rem placem ent des pierres rodes, pour le rem plissage

des vides et des fissures dans la pierre, ainsi que pour la

vrification des joints com m e faisant partie des m esures de

stabilisation du m ur.

Le support des murs haut s

Le support des m urs hauts est considr com m e une m esure

court term e jusqu ce quune solution perm anente soit adopte

pour stabiliser le m ur. En tout cas, lobjectif prfr est une

solution spatiale, en dautres term es une solution qui com plte la

construction. En rgle gnrale, la conception des supports

com prendra la spcification dune couche de bois sparant les

nouveaux m atriaux de la pierre.

Restes de vot e

D es sections de vote et darc dans diffrents tats de prservation

font partie des vestiges des btim ents de la ville. Les restes de vote

sont lim its en taille, et le phnom ne le plus com m un est la

survie du dpart de vote encore reli aux m urs des m ontants

dans la partie stable du btim ent. D ans la plupart des cas, les

vestiges de vote constituent un danger im m diat du fait de leur

hauteur et de leur em placem ent au-dessus dun passage. Le danger

im m diat est que lune des pierres tom be dans lespace situ souselles. Les m canism es de destruction qui m nent cette condition

sont leffondrem ent de la vote d diffrentes raisons et/ou

Support sur un tage suprieur. Une section de vestiges de vote avant sa stabilisation.

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interventions hum aines, afin douvrir des passages ou rcuprer de

lespace pour une nouvelle construction, par exem ple.

Lobjectif dans ce cas est de stabiliser les vestiges et dcarter

tout danger im m inent de chute des pierres et des autres partiesde la vote. Parfois, il est suffisant de stabiliser le centre, m ais

lorsque langle entre la pierre la plus haute de la vote et la

verticale est infrieur 30, cette pierre doit tre ancre un

c ur stabilis, ou inversem ent elle doit tre retire pour des

considrations de scurit.

Conclusion

Les problm es structuraux dans la vieille ville dAcre ont t

tudis de nom breuses fois com m e faisant partie des m esures

actuellem ent m ises en uvre par lAutorit des A ntiquits dIsral

dans la ville. Leur analyse ainsi que leur com prhension nous a

m ens conclure que, dans de nom breux cas, les racines du

problm e rsident dans une construction de qualit infrieure et

dans lutilisation de m atriaux eux aussi de qualit infrieure. Le

facteur le plus significatif dans ltat de prservation physique est

labsence long term e dun entretien adapt ainsi que labsence

dune prise de conscience des problm es. C e facteur a acclr

laction des m canism es de destruction et de la dgradation

naturelle qui se produit dans la ville.

Il y a diffrentes m anires de conserver les lm ents de construction

dans la ville. C hoisir un traitem ent est un stade dans un processus

m thodique et structur qui com prend lidentification du problm e,

la com prhension des facteurs historiques et actuels ayant uninfluence sur le site, la form ulation dun concept thorique pour un

traitem ent bas sur une perspective ouverte des aspects rencontrs

dans la conservation dune ville historique, et la planification ainsi

que la m ise en uvre des m esures de conservation utilisant les

ressources disponibles pour le propritaire et le conservateur qui

travaille en son nom . En plus dune occasion, un conservateur sest

lui-m m e trouv les m ains lies par des contraintes budgtaires. Les

actions prises dans les im m eubles rsidentiels de la ville au cours de

cette dernire dcennie ont t dterm ines pour lessentiel par des

ordres de dm olition ayant pour origine lcartem ent dun danger

et non par une attitude favorable la conservation de la part des

rsidents ou un concept global de conservation adopt par la ville.

N ous esprons que les choses changeront dans le sillage de la

dclaration de la ville en tant que site du patrim oine m ondial et

lapprobation dun nouveau plan m atre local.

Rfrences

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Aprs le traitem ent pour stabiliser le c ur et ancrer la pierre du som m et.


24/34

Consolidation et traitement des murs.

Expriences gyptiennes

Wah id EL-BARBARY

A rchitecte

D irecteur gnral des Projets de Secteur du C onseil suprm e

des Antiquits, gypte

Les m urs de m aonnerie en technique traditionnelle sont en

gnral com poss de p ierres naturelles ou de briques,

habituellem ent m aintenues entre elles par un m ortier.

D ernirem ent, de plus en plus de technologies m odernes ont t

utilises pour prserver ou restaurer de vieux m urs. U n grand

nom bre dinstitutions et de groupes de travail se chargent du

dveloppem ent et de lapplication de nouvelles technologies pour

le renforcem ent des constructions traditionnelles. Lorsque destechniques traditionnelles savrent inadquates, la consolidation

des constructions peut tre ralise par lutilisation de nim porte

quelle technique m oderne pour la conservation ou la construction

dont lefficacit aura t prouve par des donnes scientifiques et

par lexprience.

Lvaluation des conditions de construction existantes peut faire

partie dune inspection et dun entretien de routine ou bien elle

peut tre entam e la suite de perform ances non satisfaisantes,

de signes de dtrioration ou encore de lidentification dun

besoin dam lioration. La procdure dvaluation consiste en ce

qui suit: investigation et recueil de donnes sur le site ;identification des sous-systm es structuraux et non-structuraux du

btim ent; tests sur le site, tests en laboratoire ; analyse de la

structure ; valuation de la perform ance sism ique des sous-

systm es du btim ent; suivi de linspection des sous-systm es

accessibles et critiques sur le site ; prparation et dlivrance du

rapport final.

Lobjectif de cette procdure dvaluation est d'obtenir une

com prhension com plte de la com position, des conditions ainsi

que de lintgrit de la structure. Pour les structures du

patrim oine, la collecte de linform ation devrait tre lorigine

dune brve histoire de la structure dtaillant la priode et les

phases de sa construction, ainsi que les dates et les dtails des

m odifications ou des rparations structurales et non-structurales

qui ont t effectues dans la vie de la structure.

La dgradation signifie une situation dans laquelle la structure a

rduit ou perdu sa capacit de portance au point darriver, dans

des conditions extrm es, la rupture et leffondrem ent. C ette

situation est habituellem ent caractrise par des fissures, des

crasem ents, des dtachem ents, des dform ations perm anentes

ou des inclinaisons par rapport la verticale. La dtrioration ou

le dlabrem ent est une altration physico-chim ique des proprits

des m atriaux qui induit habituellem ent une rduction de la

rsistance, une augm entation de la fragilit et de la porosit, uneperte de m atriaux, com m enant en gnral par la surface externe

et se poursuivant vers lintrieur.

Lorigine des dom m ages et de la dtrioration peut tre m ise en

rapport avec un ou plusieurs des facteurs prsents ci-dessous :

Les risques provenant de la conception originale de la

construction ;

Les traditions quant la construction et aux m atriaux en

fonction de lpoque de la construction ;

Lutilisation de la construction au-del de la m oyenne dge

estim e ;

Les erreurs et im perfections de la conception originale ;

Lintervention de nouveaux facteurs environnem entaux et

sociaux.

La structure reprsente la partie conceptuelle de la construction qui,

dune part, transform e les actions en contraintes et, dautre part,

apporte la force. Le com portem ent structural dpend principalem ent

des caractristiques m atrielles, des dim ensions, des connections

entre les diffrents lm ents et des conditions des lim ites.

Lexam en des typologies de dgradation est trs im portant tant

donn que les dform ations et les types de fissure, entre autres,sont en rapport strict avec le com portem ent structural et avec les

actions qui les causent.

319

II. La rflexion et le projet

Outil 8


8


25/34

320



Consolidation et traitem ent des m urs. Expriences gyptiennes

8

Les signes visibles, dpendant des diffrents types de m atriau et

de construction, peuvent tre regroups dans les trois catgories

prsentes ci-dessous :

Fissures dans les m atriaux qui ne rsistent pas aux contraintes

lastiques. C e signe est le plus frquent dans les m aonneries

qui ont une trs faible rsistance la tension ;

crasem ent dlm ents com presss. C e phnom ne est aussi

beaucoup plus dangereux que le prcdent, m m e sil est

m oins frquent; on le repre surtout dans les m aonneries.Lcrasem ent est caractris, selon le type de m atriau, par le

gonflem ent, le dtachem ent de particules, leffritem ent, etc.

D ans la phase initiale, des m icrofissures parallles la direction

de la contrainte apparaissent.

Les dform ations perm anentes. C e phnom ne est tout

particulirem ent en rapport avec leffet de la flexion induite par

les charges excentriques ainsi que par les pousses horizontales

(arcs ou autres lm ents sim ilaires); en outre, une com posante

im portante peut tre en rapport avec les dform ations du sol des

fondations. D ans les m aonneries paisses des phnom nes de

gauchissem ent peuvent apparatre du fait de la faiblesse des

connections entre les feuilles externes et les noyaux internes. U ne

situation lim ite peut tre atteinte quand se produit subitem ent

un flchissem ent latral, ce qui est un phnom ne

particulirem ent dangereux dans les lm ents lancs.

Lobservation, la connaissance de lhistoire et linterprtation des

calculs de structure (en ce qui concerne les actions possibles et

lanalyse des m odles de fissures qui sensuivent), de m m e que

les rsultats des investigations et des systm es de surveillance

fournissent les outils ncessaires pour com prendre et interprter

de la m eilleure m anire possible les phnom nes qui se

produisent. Toutefois, com m e en m decine, un diagnostic correctet com plet ne peut tre obtenu que si tout est com bin avec

lintuition, lexprience et la capacit individuelles.


26/34

Lexam en de quelques cas et dexem ples aidera m ieux

com prendre ce processus et choisir le traitem ent adquat entre :

lutilisation des techniques traditionnelles pour le renforcem ent

des m urs et la rem ise en place des parties des m urs qui ont t

dtriores ou qui se sont effondres ; ou bien lutilisation de

nouvelles techniques pour le traitem ent des fissures et la

consolidation des m urs en faisant une injection de m atriaux

traditionnels lintrieur des lm ents qui ont t affaiblis par la

perte des m atriaux de liaisonnem ent; ou encore lutilisation de

tirants ou dautres systm es m atriels pour connecter les m urs

entre eux ; etc.

D ans tous les cas, la prise de dcision dpendra de lanalyse des

rsultats de linvestigation. C eux-ci, en effet, perm ettront de

com prendre et de quantifier lam pleur ainsi que les causes duproblm e, de m m e que les autres dficiences qui en dcoulent. Par

ailleurs, cette analyse aidera tablir lurgence de la m ise en uvre

du travail de restauration. Le type de travail qui aura t dcid pour

rem dier au problm e sera la plupart du tem ps affect par les

conditions uniques de btim ent particulier. A u-del dassurer la

capacit structurale essentielle ainsi que la correction des autres

problm es qui im pliquent des risques pour la scurit im m diate,

le dtail des m esures est souvent significativem ent influenc par

des considrations financires. En gnral, le processus

dvaluation et de diagnose m nera lune des actions ci-

dessous :

N on rhabilitation. La scurit et les perform ances du btim ent

sont adquates et, avec un entretien rgulier et peut-tre une

am lioration cosm tique, ses perform ances devraient tre

satisfaisantes ou, au m oins, acceptables pour une certaine

priode de tem ps.

U ne rhabilitation est ncessaire. Les problm es de scurit et

dutilisation sont suffisam m ent graves pour quune rparation

ou une am lioration soit ncessaire, ou bien que celle-ci puisse

tre m ieux ralise de m anire efficace ce m om ent prcis.

La restauration nest pas faisable. Les cots de restauration

dpassent les bnfices que lon pourrait en tirer, et une

dm olition du btim ent est recom m ande ou, sil ny a pas de

risques pour la scurit, la structure peut dem eurer dans sa

condition dgrade.

Exem ple : C outure de m ur laide dun systm e dancrage dans

un btim ent m onum ental. (C om plexe Q alaw oon)

D u fait des profondes fissures qui se trouvent dans les m urs, et

pour viter les techniques de reconstruction afin de rgler le

problm e, la solution est venue du systm e dancrage.

Le systm e consiste sim plem ent en plusieurs barres dacier

inoxydable, une sorte de chaussette et une injection.Tout dabord, il sagit de faire une bonne tude pour dterm iner

l'tat des m urs qui doivent tre traits par un systm e dancrage

du fait de leur valeur esthtique et historique, en tudiant aussi

laccessibilit pour coudre le m ur fissur et disposer les ancrages.

A prs la conception et le calcul, le travail de couture com m ence

par le percem ent des trous aux diam tres requis et des longueurs

spcifies. Ensuite vient lintroduction des barres dacier

inoxydable dans les chaussettes , puis linsertion des deux

lm ents dans le m ur.

A prs linsertion, le processus dinjection du m ortier dancrage

peut tre entam avec une pression qui ne doit pas excder 2 bars

et ce jusqu ce que le produit sorte du trou.

Lide de la chaussette est lie au com portem ent de celle-ci

avec le m ortier de rem plissage : la chaussette , en effet, pouse

la form e de la section interne du m ur et se com porte avec le m ur

com m e sil ne sagissait que dun seul et m m e lm ent.C eci perm et de rsoudre le problm e des ancrages longitudinaux,

puis viennent les ancrages de consolidation pour coudre les deux

feuilles du m ur.

321



Consolidation et traitem ent des m urs. Expriences gyptiennes

8


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322



8

Lam lioration du com portem ent sism ique dans larchitecture

traditionnelle peut tre poursuivie tout en prservant ses qualits

et ses caractristiques statiques, m atrielles et constructives.

Les principes de conservation peuvent tre plus facilem ent

appliqus au m oyen des techniques traditionnelles qui ont t

suggres par larchitecture historique et les traits anciens. la

lum ire du dbat scientifique et culturel contem porain,

lam lioration de la rsistance globale du btim ent de cettem anire sem ble tre l'approche la plus souhaitable pour prserver

dans lensem ble la conception originale de la m aonnerie.

Paralllem ent, le btim ent lui seul a une configuration statique

propre qui ne doit pas tre fausse. U ne architecture dans laquelle

le processus particulier de construction est m odifi ne peut tre

considre que com m e une sim ple extriorit form aliste. C ette

approche peut faire usage doutils opratoires innovan ts,

concrtem ent les C odes de pratique, qui spcifient et dcrivent en

dtail les dispositions gnrales en rapport avec les ralits de la

construction locale. Les Codes de pratique, m thodologiquem ent

sim ilaires aux M anuels de rhabilitation, proposent, au-del dunensem ble doutils danalyses de la vulnrabilit pour le btim ent

concern, un certain nom bre de contrles, dexem ples de dtails

structuraux et de solutions pouvant se conform er aux

caractristiques de construction originales du btim ent. Toutefois,

tous ces contenus doivent tre interprts par le professionnel en

fonction de la situation spcifique. Lintervention rsultante sera

certainem ent adquate, tant donn quelle ne m odifiera pas la

logique propre (form elle, spatiale, m atrielle) du btim ent existant

et quelle sera congruente avec la logique m odale (en dautres

term es, le processus) quelle poursuit.

En outre, de rcents trem blem ents de terre ont m ontr que

certaines techniques structurelles, frquem m ent appliques au

cours de ces dernires dcennies, ne sont pas effectives. Par

exem ple, la reconstruction des toits en bton arm , linsertion de

poutres trop rigides dans la partie suprieure des m urs, lem ploi de

perforations renforces plutt que de tirants de m tal, ont

souvent caus des dom m ages plus dram atiques que les lm ents

dorigine. C ependant, lem ploi de techniques innovatrices ne doit

pas tre cart si cest afin d'obtenir des am liorations sism iques

ou de prserver les caractristiques originales ainsi que le

com portem ent des btim ents historiques, dans la m esure o les

m atriaux et les techniques m odernes peuvent tre plus adquats

et m oins intrusifs que les m atriaux et les techniques traditionnels.Par exem ple, les polym res fibre renforce (PFR) prsentent des

avantages vidents cet gard : ils utilisent une petite quantit de Renforcem ents de votes laide de PFR

A pplication de polym res de fibre renforce (PFR) : lim itation des lm ents

com prim s

Amlioration du comportement

sismique et conservation des

caractristiques structurales

Gia mb a tt ista De TOMMASI

Ingnieur

Professeur titulaire au D partem ent de Rhabilitation des

Btim ents (Polytechnique de Bari), Italie

C ollaborateurs: groupe de travail de recherche (Fabio Fatiguso,

M ariella D e Fino et A lbina Scioti)


28/34

m atriau, en term es dpaisseur et de poids ; ils sont faciles

poser et retirer ; ils ne m odifient pas le com portem ent original

des structures, tant donn quils travaillent aprs le dpassem ent

de la rsistance lastique de llm ent. Toutefois, certains

inconvnients doivent tre souligns et de nouvelles recherches

sont ncessaires dans ce dom aine afin de vrifier le com portem ent

long term e de ces m atriaux et de ces technologies, au-del des

rsultats intressants obtenus sur le m om ent.

En consquence, les thm es dvelopps m ettent laccent sur le

fait que lam lioration du com portem ent sism ique de

larchitecture traditionnelle historique doit reprsenter la synthse

optim um plutt qu'un sim ple com prom is entre la scurit et la

conservation. Lapproche doit m ettre laccent sur la sparation des

lm ents trop faibles par rapport ce quils devraient tre, ladfinition des m canism es dfaillants et le projet de conservation,

qui a strictem ent pour but la correction des dfauts structuraux.

C ependant, apporter au btim ent des caractristiques de

rsistance sism ique correctes, dans la plupart des cas en assurant

le com portem ent de la bote , est le rsultat global attendu. En

ce qui concerne les techniques structurales dans la zone

m diterranenne, certains chantiers spcifiques de restauration

peuvent servir dexem ples dans la m esure o ils sont capables

dassurer une bonne qualit statique densem ble. Pour lessentiel,

ils assurent les caractristiques des m urs ainsi que les connexions

entre les m urs porteurs et les autres, de m m e quavec lesplanchers. Ils utilisent aussi bien des solutions traditionnelles que,

si cela savre ncessaire, des m atriaux et des techniques

nouveaux pour accrotre les caractristiques structurales et

statiques du btim ent ainsi que pour rpondre aux conditions de

scurit im poses par la culture m oderne.

En synthse, parm i les solutions traditionnelles, on rencontre :

la restauration de la continuit de la texture du m ur, par des

rparations localises et/ou des techniques de type dcoudre-

coudre ;

lam lioration de la rsistance des panneaux de m aonnerie

aux contraintes horizontales par la rgnration des cavits

avec des m langes liants com patibles et efficaces ;

llim ination/rduction des faiblesses de la m aonnerie locale.

La ferm eture com plte des conduits de chem ine et des niches

dans ce but est perm ise dans la m esure o cest strictem ent

ncessaire et o cela ne m odifie pas les caractristiques

form elles et structurales du btim ent;

lam lioration de la rsistance sism ique des renflem ents

verticaux, des corniches ainsi que des autres lm ents

secondaires par la pose de tirants et dancrages de m tal ou de

m atriau com posite ;

le renforcem ent des planchers de bois par le recouvrem ent par

un nouveau plancher et lapplication de connexions daciercroises et transversales.

Parm i les technologies innovatrices, on rencontre :

lam lioration des connexions entre les lm ents verticaux et

les planchers par des ancrages laide de cram pons m talliques

ou de barres dacier entre les poutres individuelles et les m urs ;

llim ination/rduction de la dviation des arcs par des chanes

de m tal ou de fibre de carbone renforce ;

la connexion de la partie suprieure par du bton arm , ou par

des bandeaux de m aonnerie arm e, ou encore par deschanages de fibre de carbone renforce afin de rduire la

possible dviation du toit, de distribuer les contraintes

horizontales induites et de joindre les m urs ;

lam lioration des connexions entre les m urs par des chanes de

m tal et des perforations renforces locales ;

la rduction des charges de structure, tout spcialem ent dans

la partie suprieure des tages, par le rem placem ent

dlm ents lourds et rigides (par exem ple, les toits en bton

arm raliss la place des toits dorigine en bois).

Renforcem ent de PFR pour des poutres de bois

afin daugm enter leur capacit porteuse

323



Am liorat

Documents

Techniques de réhabilitation.pdf