analyse des risques (ar) application aux ouvrages terre...

Guide Terre Armée - Mars 2010

Centre d'Études techniques de l'Équipement de l'Est

Ministère de l'Écologie, de l'Énergie, du Développement durable et de la Mer

Analyse des risques (AR) Application aux ouvrages

Terre Armée (TA)

F. RENAUDINCETE DE L’EST - DOA

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Colloque le Pont – 19 et 20 Octobre 2010 - Toulouse 2

Objectifs et champ d’application pour les ouvrages TA

� Objectif particulier : classer ces ouvrages vis à vis d’un risque potentielde ruine. par instabilité interne liée à la corrosion des éléments derenforcement => cas de ruptures prématurées d’ouvrages par corrosion:

Catégorie 1 : Risque faibleCatégorie 2 : Risque moyenCatégorie 3 : Risque inacceptable ou difficile à évaluer qualitativement

� Ouvrages concernés : Murs de soutènementMurs de culées porteuses ou de culées mixtes

� Ouvrages sortant du champ d’application de la méthode :Ouvrages totalement réparésOuvrages relevant d’un autre procédé de renforcement de remblai paréléments métalliques

ConstitutionParement, remblai

Armatures métalliques

Fonctionnement interne

Frottement sol / armatures Amélioration des

caractéristiques du sol

Les ouvrages TA

Colloque le Pont – 19 et 20 Octobre 2010 - Toulouse

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Ouvrages TA concernés :

Murs de soutènement indépendants

Murs contigus aux culées de pont : murs en aile et murs en retour


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Ouvrages TA concernés :

Culées porteuses lorsque les fonctions de portance et de soutènement sont assurées par le mur, c'est-à-dire lorsque le sommier d'appui repose directement sur le mur

Culées mixtes lorsque seule la fonction de soutènement est assurée par le mur, la fonction portance étant assurée par une structure indépendante du mur (pile-culée par exemple) pouvant être intérieure ou extérieure au mur.


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Les grandes étapes de la démarche

Deuxième étape :Analyse simplifiée des risques

Troisième étape :Analyse détaillée des risques

Risque faible Risque moyen Risque inacceptable ou difficile à évaluer qualitativement

Meilleure évaluation du risque(caractérisation de l’aléa ou de lavulnérabilité par investigationscomplémentaires)) ou analyse

détaillée des risques

Surveillance organisée

Détermination des actions de gestion :* définition du régime de surveillance* réparation * mesures d’exploitation

Première étape :Recensement et

Recueil des données


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1ère étape : recensement et recueil des données

� Constat sur la base de données LAGORA :

• Murs TA uniquement recensé comme murs de soutènement indépendants;

• Identification des murs TA associés aux culées de pont impossible;• Date de construction des ouvrages rarement connue;• Type d'armature utilisée : donnée non gérée;

⇒ Nécessité d’un travail de recensement et de recueil de données

⇒ Découpage spécifique des murs pour les besoins de l’ARTA


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1ère étape : identification des individus à évaluer

� Soutènements et murs recensés dans LAGORA (mur de type 10) :

Chaque mur de type 10 et qui relève de la technologie Terre Armée, constitue un individu à évaluer.

Rappel : LAGORA identifie des soutènements, qui se décomposent en un ou plusieurs murs : murs contigus, superposés, …

Lorsqu'un soutènement est constitué de murs de types différents, on ne retient que le(s) mur(s) de type 10 qui relèvent de la technologie Terre Armée.

Nécessité d’identification des murs partiellement réparés (font partie du type 14)


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1ère étape : identification des individus à évaluer

� Soutènements et murs non recensés dans LAGORA :

-murs qui rentrent dans la constitution de soutènements indépendants, qui n’ont pas été recensés dans LAGORA

- murs associés à des ponts qui ne peuvent pas être directement identifiés à partir des données saisies dans LAGORA.

Pour ces soutènements , le principe de découpage en individus (murs évalués par analyse des risques) doit être conduit avec bon sens en retenant les découpages éventuellement déjà réalisés pour la gestion des ouvrages concernés.

En cas de doute sur la fonction d’un mur on retiendra la fonction la plus contraignante dans l’ordre des contraintes décroissantes suivant :

culée porteuse => culée mixte avec pieux intérieurs = > culée mixte avec pieux extérieurs = > soutènement


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1ère étape : découpage en individus

� Soutènement indépendant :

Découpage en un ou plusieurs murs homogènes (même type et même procédé notamment) ; on ne retient comme individus que les murs qui relèvent du procédé Terre Armée.

Le découpage transversal des murs superposés pourra être fait selon le principe du guide « Les ouvrages de soutènement – Guide de conception générale » édité par le SETRA.


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� Murs en retour ou en aile indépendants contigus à une culée ou àun piédroit d'un pont (murs contigus à un portique PIPO par exemple) :

Chaque mur est un individu à évaluer. On identifie autant d’individus qu’il y a de murs associés au pont.

Classiquement, pour un PIPO qui présente 4 murs en aile en Terre Armée, on attend le recensement de 4 individus. Pour l’analyse simplifiée des risques, on fera l’hypothèse que ces murs ont uniquement une fonction de soutènement.


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� Soutènement constitué de murs en retour ou en aile prolongeant un mur de front de culée (culée porteuse ou culée mixte) en Terre Armée :

On découpe le soutènement en distinguant la partie « murs de front »des parties en aile ou en retour si :

-ces parties sont séparées par un « joint » et si les parties de murs ainsi découpées représentent une surface suffisamment grande (> 20 m²)

- ces parties ne sont pas séparées par un joint et que la surface des murs en dehors de la zone d’emprise du tablier est suffisamment grande (50 m²)


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1ère étape : découpage - exemple murs en aile

� cas 1 : mur en aile dans le prolongement du mur de front sans joint :

On compte un individu : en l’absence de joint le mur en aile est rattaché au mur de front (mur 1), ce mur est du type mur de culée porteuse ;


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1ère étape : découpage - exemple murs en aile

� cas 2 : mur entre deux murs de front de culée séparé par des joints et d’une surface de plus de 20 m²

On compte trois individus :- 1 individu pour chaque mur de front (murs 1 et 3) qui sont du type murs deculée porteuse ;- 1 individu pour le mur central entre mur de front (mur 2) qui est du type murde soutènement ;


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1ère étape : découpages particuliers

�Cas d’un mur de front d’origine qui porte deux tabliers : on compte un individu, que le mur présente ou non un joint;


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1ère étape : découpages particuliers

� Cas d’un mur en aile remonté pour faire un mur de front, on considère un seul mur en retenant les caractéristiques du plus ancien


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2ème étape : analyse simplifiée des risques

� Cette méthode nécessite l'appréciation de trois critères :

- l'aléa : « la corrosion des éléments métalliques de renforcement - qualifié par l'environnement de l'ouvrage et son âge;

-la vulnérabilité de l'ouvrage vis à vis de cet aléa : - qualifiée par la nature des éléments de renforcement et la géométrie

du mur;

- les conséquences d'une instabilité interne par corrosion des armatures : - qualifiées par des paramètres tels que la fonction du mur (culée porteuse, mur uniquement à fonction de soutènement,…) sa hauteur, l'importance des voies portées et protégées (trafic) et par les impacts qui résulteraient de la ruine du mur sur l’exploitation de la route et sur la sécurité des riverains et usagers.


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2ème étape : évaluation de l’aléa

PROVISOIREA = a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8+a9+a10

Niveaux d'aléa Note d'aléa

A1 : faibles A <= 6

A2 : moyens 6 < A < 12

A3 : élevés 12 <= A

Ancienneté ouvragemoins de 10 ans 10-20 ans 20-30 ans 30-40 ans > 40 ans

a1 0 2 4 8 12

Conditions d'exploitation

zone de salage peu fréquent fréquentassez rigoureux très

fréquent

rigoureux très

fréquent

a2 0 2 3 5

Conceptionréseaux d'eau intérieurs absence présence inconnu

a3 0 1 1

étanchéité, drainage efficaces inefficaces inconnu

a4 0 1 1

parement "pseudo-étanche" oui non

a5 0 1

ouvrage hydraulique interne absence présence

a6 0 1

Environnement

Mer (distance < 50 m) oui non

a7 8 0

Immergé oui non

a8 2 0

Courant vagabond (porte ou

protège une voie) oui non

a9 1 0

Gelfaible modéré et sévère

a10 0 1


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2ème étape : évaluation de l’aléa

Carte salage : guide LCPC « Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel »

Carte intensité du gel : carte de l’AN à NF EN 206-1


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2ème étape : évaluation de la vulnérabilité

PROVISOIRE

Type d'armature

type d'armaturesHAR OU HA galva

5 mmlisse galva 3 mm inox et alu non revêtu inconnu

v1 0 6 8 8 8

Facteurs susceptibles de diminuer la réserve de résistance des armatures

type de mur culée porteusefausse culée pieux

intérieurs

fausse culée pieux

extérieurs

mur

simple

v2 3 3 0 0

hauteur du mur <=5 m entre 5 et 10 m > 10 m

v3 0 2 5

autres facteurs connus :déformations, tassement,

végétation, surcharges,nature du remblai…absence présence jugée mineure

présence jugée

majeure

v4 0 1 4

V = v1+v2+v3+v4Niveaux de

vulnérabilitéNote de vulnérabilité

V1 : faibles V < 4

V2 : moyens 4 <= A < 8

V3 : élevés 8 <= V


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2ème étape : évaluation de la vulnérabilité

Type d’armature :

---- armature en acier galvanisarmature en acier galvanisarmature en acier galvanisarmature en acier galvanisé au trempau trempau trempau trempé à haute adhhaute adhhaute adhhaute adhérence dites HA ou HAR de 5 rence dites HA ou HAR de 5 rence dites HA ou HAR de 5 rence dites HA ou HAR de 5 mm dmm dmm dmm d’épaisseur, utilispaisseur, utilispaisseur, utilispaisseur, utilisée the the the théoriquement depuis 1975oriquement depuis 1975oriquement depuis 1975oriquement depuis 1975 ;;;;---- armature en acier lisse galvanisarmature en acier lisse galvanisarmature en acier lisse galvanisarmature en acier lisse galvanisé (proc(proc(proc(procéddddé SendzimirSendzimirSendzimirSendzimir) de 3 mm d) de 3 mm d) de 3 mm d) de 3 mm d’épaisseur utilispaisseur utilispaisseur utilispaisseur utilisée e e e depuis ldepuis ldepuis ldepuis l’invention du procinvention du procinvention du procinvention du procéddddé au milieu des annau milieu des annau milieu des annau milieu des années 1960 jusques 1960 jusques 1960 jusques 1960 jusqu’à 1976197619761976 ;;;;---- armature en acier inoxydable ou en alliage darmature en acier inoxydable ou en alliage darmature en acier inoxydable ou en alliage darmature en acier inoxydable ou en alliage d’aluminium utilisaluminium utilisaluminium utilisaluminium utilisée the the the théoriquement de oriquement de oriquement de oriquement de 1974 1974 1974 1974 à 1976197619761976 ;;;;---- armature en acier non revarmature en acier non revarmature en acier non revarmature en acier non revêtu utilistu utilistu utilistu utilisée dans de tre dans de tre dans de tre dans de très rares cas (ouvrage provisoire, s rares cas (ouvrage provisoire, s rares cas (ouvrage provisoire, s rares cas (ouvrage provisoire, environnement particulier,environnement particulier,environnement particulier,environnement particulier,…))))

NOTANOTANOTANOTA ::::HAHAHAHA : armature haute adh: armature haute adh: armature haute adh: armature haute adhérencerencerencerenceHARHARHARHAR : armature haute adh: armature haute adh: armature haute adh: armature haute adhérence rence rence rence à extrextrextrextrémitmitmitmité renforcrenforcrenforcrenforcéeeee


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2ème étape : évaluation du danger

Danger Vulnérabilité V1 V2 V3

Aléa faible moyen fort

A1 faible D1 D1 D2

A2 moyen D1 D2 D3

A3 fort D2 D3 D3

Le danger est le croisement de l’aléa et de la vulnérabilité


PROVISOIRE

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2ème étape : évaluation des conséquences

Impacts techniquesType de mur amont aval intermédiaire culée

c1 0 1 3 6

Impacts socio-économiques

importance du trafic trafic <= 15 000 v/j 15 000 v/j < trafic

<= 35 000 v/j

35 000 v/j < trafic

<= 80 000 v/j 80 000 v/j < trafic

c2 0 1 3 5

Importance de l'ouvrage surface <= 500 m2 surface <= 1000 m2 surface > 1000 m2

c3 0 2 5

Impacts sur exploitation de

l'itinéraire et sur la zone d'influencefaibles moyens forts

c4 0 2 4

C = c1+c2+c3+c4Niveaux de

conséqences

Note des

conséquences

C1 : faible C < 6

C2 : moyen 6 < C < 12

C3 : élevé C > 12


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2ème étape : évaluation du risque

Risque Danger D1 D2 D3

Conséquence faible moyen fort

C1 faible R1 R1 R2

C2 moyen R1 R2 R3

C3 Fort R2 R3 R3

Le risque est le croisement du danger et des conséquences

Les trois niveaux de risque R1 à R3 permettent le classement des ouvrages en trois groupes :

- Risque R1: Risque faible- Risque R2: Risque moyen- Risque R3: Risque inacceptable ou difficile à évaluer qualitativement


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2ème étape : suites à donner

� Les suites à donner en fonction des niveaux déterminés par l’analyse simplifiée peuvent être les suivantes :

- Risque R1 = Surveillance continue de l’ouvrage selon la méthodologie IQOA.

-Risque R2 = Des sondages, permettant de mieux cerner l’aléa au travers de l’état de corrosion des armatures ou la vulnérabilité par la connaissance du type d’armature, doivent être réalisés si cela n’a jamais été fait pour mieux évaluer le danger.

- Risque 3 = On retrouve ici les ouvrages pour lesquels un risque important a été décelé et ceux pour lesquels trop peu de données ont pu être rassemblées pour estimer le risque. Un diagnostic (analyse détaillée du risque) de l'ouvrage vis à vis de la corrosion doit être réalisé par un bureau d'étude spécialisé.


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3ème étape : analyse détaillée des risques

� Cette étape consiste à réaliser un diagnostic de l’état de mur vis à vis de la corrosion des éléments de renforcement et à établir le cas échéant le pronostic d’évolution de l’état du mur.

� La première phase du diagnostic est l'organisation et la mise en œuvre d'une reconnaissance de l'ouvrage avec examen des armatures à l'aide de petites et/ou grandes fouilles et/ou d'armatures témoins. La teneur de ces investigations est à définir par le bureau d'étude chargé du recalcul.

� La seconde phase consiste à réaliser un recalcul permettant d’évaluer l’état de l’ouvrage et de se prononcer sur son évolution.


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3ème étape : analyse détaillée des risques

� L’analyse détaillée des risques doit déboucher sur la nature des actions de gestion à prévoir pour l’ouvrage :

- définition du niveau de surveillance à mettre en place (nature et périodicité des actions de surveillance) ;

- détermination de la nécessité de réparations de l’ouvrage et du degréd’urgence de ces réparations ;

- détermination des mesures d’exploitation provisoire (neutralisation de voies,…) ;

� Dans le cas où des réparations s’avèrent nécessaires, l’analyse doit envisager les solutions de confortement possibles et définir les éventuelles investigations complémentaires nécessaires pour le dimensionnement de ce confortement.


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