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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014

Gestion et réparation d’ouvrages incendiés

Retour d’expérience

en Île-de-France

DiRIF/DIOA P.Peyrac/F.Dias/A.Jacquel

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11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 2

Sommaire de la présentation

Incendies sur OA en Île-de-France

Comportement des matériaux

Diagnostic après incendie

Gestion après incendie

Exemple gestion/réparation : viaduc de Drancy

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Incendies sur OA en IdF Le 26 janvier 2008 – Paris Ouvrage du périphérique extérieur sur le canal St Denis

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Incendies sur OA en IdF Février/mars 2009 – Saint-Denis Ouvrage sur rue Sergent Bobillot portant l’A1 sens ParisLille

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Incendies sur OA en IdF Le 17 juillet 2009 – Charenton-le-Pont (94) Bretelle d’accès à l’autoroute A4 - Pont Nelson Mandela

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Incendies sur OA en IdF Le 12 septembre 2009 – Vélizy (78) Collecteur A86 Nord / RN118 - Petit viaduc de Vélizy

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Incendies sur OA en IdF Le 12 juillet 2011 – Drancy (93) Viaduc de Drancy portant l’A86 extérieur

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Incendies sur OA en IdF Le 11 juillet 2012 – Bagnolet (93) Ouvrage Charles Delescluze sur A3

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Incendies sur OA en IdF Le 18 novembre 2013 – Bonneuil-sur-Marne Ouvrage de franchissement de la RN406 par la RN19

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Cartes des incendies en IdF

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Causes des incendies en IdF Forte densité urbaine occupation des

espaces sous les ouvrages

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Modélisation des incendies Température des gaz

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Températures dans le béton

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Comportement des matériaux Béton

Écaillage

Perte de résistance

dans les 3cm d’enrobage :

– sous HCM30 : T > 400°C 25%

– sous HCM60 : T > 600°C 50%

fc/fck (EC2-1-2)

Coloration rose des granulats pour T > 300°C

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Comportement des matériaux Aciers passifs

Ils conservent leur limite élastique si :

T < 450°C (aciers formés à froid)

T < 600°C (aciers formés à chaud)

avec un allongement permanent

Au-delà :

– diminution possible de la contrainte limite de rupture

– perte de l’écrouissage (HA rond lisse)

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Comportement des matériaux Essai de traction sur aciers passifs

ft f0,2 ft/f0,2 εuk

Bagnolet 453 MPa 350 MPa 1,33 13,5 %

Drancy 1 705 MPa 609 MPa 1,16 8,6 %

Drancy 2 694 MPa 592 MPa 1,17 8,7 %

HA 1,08 5 %

Rond lisse 1,15 à 1,35 > 7,5 %

Bagnolet Drancy

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0 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03 0,03 0,04

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

Tension initiale

20°C 100°C

200°C

300°C

400°C

500°C

Précontrainte intérieure --> perte de tension

Précontrainte extérieure --> rupture à 300°C

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Comportement des matériaux Précontrainte

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0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

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Comportement des matériaux

Précontrainte

Pour T < 100 à 150°C :

Caractéristiques peu modifiées

Pertes de tension limitées

Pour T > 200°C : Chute linéaire de la résistance ultime (~50 % à 600°C)

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Comportement des matériaux Précontrainte extérieure Pertes de tension faibles

Rupture à partir de 250°C (théorie 300°C)

Fusion des gaines en PEHD (130°C)

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Diagnostic après incendie Paramètres importants :

lieu de incendie dans l’ouvrage

durée de l’incendie

type et quantité de combustible

type de structure de l’ouvrage

– béton armé

– béton précontraint

– charpente métallique

– structure à câbles

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Diagnostic après incendie Analyser la structure de l’ouvrage

Identifier les éléments porteurs (longitudinaux, transversaux, appuis)

Vérifier la géométrie du tablier

Alignements des DR et corniches

Identifier les zones incendiées :

Zones effectivement touchées ≠ zones noircies

! zones écaillées => mesure profondeur

! angles épaufrés

! appuis (éléments glissants)

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Réouverture après incendie Cas où une remise en circulation rapide est possible :

Incendie sur voie portée par l'ouvrage :

en général dommages peu importants sauf

• OA à structure latérale (Warren, haubans)

• dalle à précontrainte transversale)

Incendie de durée inférieure à 1h sous ouvrage en béton

en général dommages peu importants si écaillage < 5mm (=> faire un sondage au marteau)

Attention : avant réouverture :

remettre en état les DR

purger le béton

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Réouverture après incendie Avant réouverture :

faire un relevé complet des désordres apparents

Responsabilité de la réouverture partagée par :

l’exploitant (y compris hiérarchie)

le maître d’ouvrage

le (ou les) experts OA sollicités

Si nécessaire :

mettre l’ouvrage sous surveillance

prévoir un essai de chargement

restreindre la circulation (nb voies, PL )

En cas de doute : ne pas rouvrir ( ! pression usager)

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Exemple de Drancy Incendie du 11 juillet 2011

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A 86 - Viaduc de Drancy

Viaduc de Drancy = deux ouvrages

OA Nord (A86 extérieur) – OA Sud (A86 intérieur)

Plans de situation. Source : site www.viamichelin.fr

© Michelin 2012 © Tele Atlas © 2007 Microsoft Corporation © 2007 InterAtlas ©

2008 IGN

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A 86 - Viaduc de Drancy

Ecrans acoustiques Source : site www.viamichelin.fr

Tablier en béton précontraint : hauteur : 4,00m - largeur : 18,20m

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Etat de l’ouvrage après incendie

Principaux dégats sur : bracons nord

hourdis inférieur

Appareils d’appui à pot glissants

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Evaluation de l’état et de la réparation

Etat de l’ouvrage dégradé après

incendie

inspection Investigation, essais

re-calcul du tablier

Hypothèses (matériau, épaisseur)

Evaluation des réparations

Définition d’un phasage

- zones à purger

- restrictions de circulations

Projet de réparation Estimation de l’état en réparation

Travaux de réparation

Etat réel en réparation

épreuves de convenance contrôles, essais

calcul du tablier

Validation/ou adaptation de la réparation

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Inspections, investigations Après incendie :

Inspections (CETE IdF)

Inspection détaillée

Inspection détaillée spécifique Appareils d’appui (AA)

Investigations (CETE IdF)

Mesures sclérométriques

Prélèvement d’aciers transversaux

Carottages pour évaluation températures atteintes

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Résultats Inspections,

investigations

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Résultats calculs

Avec logiciels OA du Sétra:

PCP : Modèle de flexion longitudinale avec précontrainte Avec réduction des épaisseurs de parements : épaisseur du tablier = 4,00m peu d’impact parements sur la flexion longitudinale

C.D.S : Calcul des sections en béton armé Flux de cisaillement (flexion transversale) Avec réduction des épaisseur de parements : épaisseur des parois : bracons (16cm) – hourdis (25cm) Impact important

ST1 : Flexion transversale

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Hypothèse travaux

Bracon Nord Purge de 2cm

Projection de béton de 6cm

sous neutralisation de la voie lente

Hourdis Inférieur Purge de 3-4cm

Projection de béton de 7cm

Soit de nuit sous fermeture complète soit sous circulation

Bracon Sud Purge de 2- 2,5cm

Projection de béton de 5cm

sous neutralisation de la voie rapide

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Calcul et Hypothèse travaux Vérinage

Calcul de l’équilibre du coin

Vérinage de 1cm

Vérinage et dévérinage de nuit

Essai de chargement

pour lever inquiétudes

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Epreuves de convenance purge

Technique utilisée : hydrodémolition

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Epreuves de convenance purge

Evaluation d’une bonne profondeur de purge par réalisation d’essai d’arrachement

(essais SATTEC)

Deux types :

Manuel

Piston

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Epreuves de convenance projection

Technique utilisée : projection d’un mortier type R4 par voie sèche

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Résultats épreuves de convenance projection

Techniques utilisées pour essais :

Carottages et essais Sattec sur place (ici)

Carottages et essais de traction en laboratoire

Inutile de projeter sur hourdis inférieur de nuit

Résultats légèrement meilleur pour les bracons avec neutralisation d’une voie.

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Mise au point définitive des travaux

Si les aciers ne sont pas dégagés, on les rend juste apparents

Si les aciers sont déjà apparents : on va à 3 cm derrière le premier lit d'acier

Après vérification par le calcul : phasage bracon nord

3 cas :

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Fin des travaux de projection

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Essais de chargement

4 camions de 26 T :

Mesure de la charge :

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Epreuve de convenance matage

Passage d’un fil trosadé

Matage supérieur 1er essai

Matage supérieur 2ème essai

But : limiter le bullage

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Pose des appareils d’appui

Vérification du positionnement

Réalisation du matage inférieur

Déverinage partiel

Réalisation du matage supérieur

Déverinage

Finition

Merci de votre participation

DRIEA- IF/DIRIF SIMEER/DIOA

65, avenue de Faidherbe 93315 LE PRE SAINT GERVAIS