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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Jean-Michel Lacombe – Pierre Paillusseau 1 Jean-Michel LACOMBE (Sétra) Pierre PAILLUSSEAU (Cete du Sud-Ouest) 10 mai 2012 Journées techniques Ouvrages d’Art 2012 Sourdun Sourdun Mercredi 9 et Jeudi 10 mai Mercredi 9 et Jeudi 10 mai

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

Jean-Michel Lacombe – Pierre Paillusseau 1

Jean-Michel LACOMBE (Sétra)Pierre PAILLUSSEAU (Cete du Sud-Ouest)10 mai 2012

Journées techniques Ouvrages d’Art 2012

SourdunSourdunMercredi 9 et Jeudi 10 maiMercredi 9 et Jeudi 10 mai

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

Jean-Michel Lacombe – Pierre Paillusseau 2

• Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existantsJean-Michel Lacombe (Sétra)

• Le cas des VIPP Guide évaluation et réparation des VIPPPierre Paillusseau (CETE du Sud-Ouest)

Plan

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Le contexte réglementaire pour les ouvrages existants– Les EurocodesEn général, ils ne concernent que les ouvrages neufs

· Exemple : "Eurocode 1-2 – Actions sur les structures – Actions sur les ponts dues au trafic".

Section 1 – Généralités : Paragraphe 1.1 Domaine d’application« (2) Les charges d’exploitation définies dans l’EN 1991-2 sont destinées à

être utilisées pour le calcul des ponts neufs, piles, culées, meurs garde- grève, murs en ailes et en retour, etc., ainsi que de leurs fondations

Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existants

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• Le contexte réglementaire pour les ouvrages existants– Les EurocodesLes Eurocodes 0 et 8

"Eurocode 0 -

Eurocodes structuraux – Bases de calcul des structures".page 8 : paragraphe 1.1 "Domaine d'application"(4) L'EN1990 est applicable pour l'évaluation structurale de constructions

existantes, en vue de projeter des réparations et des modifications ou d'étudier des changements d'utilisation.

NOTE : des dispositions additionnelles ou modifiées pourront se révéler nécessaires selon le cas.

· "Eurocode 8 -

Calcul des structures pour leur résistance aux séismes – Partie 3 : évaluation et renforcement des bâtiments".

Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existants

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Le contexte réglementaire pour les ouvrages existants– Les Eurocodes

Eurocode en cours de rédaction

« Assessment and retrofitting of Existing structures »« Évaluation et rénovation des structures existantes »

Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existants

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Le contexte réglementaire pour les ouvrages existants– Norme ISO 13822:2001

« Bases for design of structures– Assessment of existing structures »

page VI : The ultimate goal is to limit construction intervention to a strict minimum, a goal that is clearly in agreement with the principles of sustainable development.

Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existants

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Le contexte

– En l’absence de texte réglementaires sur le sujet, la stricte application des règlements destinés aux ouvrages à construire pour évaluer un ouvrage existant n'est en général pas pertinente et peut conduire à des renforcements ou réparations injustifiés

Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existants

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Les différences entre un ouvrage neuf et un ouvrage existant– La meilleure connaissance que l'on a de l'ouvrage ou du

trafic supporté peut autoriser des aménagements des règlements pour ouvrages neufs sans remettre pour autant en cause l’ordre de grandeur du niveau de sécurité structurale.

– Par exemple, la réduction de l'incertitude sur certaines données justifie une réduction des coefficients partiels de sécurité pondérant les actions et les résistances.

Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existants

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• La note d’information n°35 du Sétra (mai 2012)

– Rapport interne rédigé par un groupe de travail du Réseau Scientifique et Technique (RST) du Ministère de l'Écologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement (MEDDTL) exposant les pratiques en vigueur dans le RST en matière d'évaluation structurale des ouvrages existants

Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existants

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• La note d’informationn°35 du Sétra (mai 2012)

Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existants

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Plan de la Note d’Information– La démarche des calculs– Quels règlements utiliser pour les évaluations structurales ?– Prise en compte de l'ELS et de l'ELU– Quels aménagements prendre en compte ?– Quelles caractéristiques mécaniques retenir pour les

matériaux en bon état ?– Quelles caractéristiques mécaniques retenir pour les

matériaux présentant des désordres ?– Comment prendre en compte la connaissance de l'existant et

notamment les désordres et le résultat des auscultations ?– Comment trouver des réserves de capacité portante ?– Évaluation sans recalcul– Les convois exceptionnels

Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existants

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Documents anciens disponibles sur le site Piles du Sétra

Anciens règlements de calculs et de charges depuis 1852- textes réglementaires (une cinquantaine)- autres textes- documents de synthèse

Textes sur la précontrainte- agréments des armatures de précontrainte- agréments des procédés de précontrainte- autorisations de distribution- autres textes- documents de synthèse

Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existants

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• Documents anciens disponibles sur le site Piles du Sétra

Textes sur les aciers de construction métallique- catalogue des anciens profilés métalliques- autres textes- documents de synthèseTextes sur les armatures de béton armé- agréments et homologations- autres textes- documents de synthèseTextes sur les convois exceptionnels- véhicules civils- véhicules militaires- documents de synthèse

Les méthodes courantes d’évaluation structurale des ouvrages existants

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Genèse de ce guide– Analyse de risques des VIPP ASFA – Analyse de risques des VIPP RNN– Analyse détaillée de 33 VIPP d’ASF

• AMO réalisée par CETE SO, Est et Méditerranée• Analyse détaillée et renforcement par composite

– Proposition de valoriser cette expérience à travers un guide et la transposer dans l’esprit de l’Eurocode

– Inscription au programme d’action 2011 du Sétra

Le cas des VIPP Guide évaluation et réparation des VIPP

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

Jean-Michel Lacombe – Pierre Paillusseau 15

• Le groupe de travail– CETE SO : P. Paillusseau et J.M. Darrieumerlou– CETE Est : S. Neiers– CETE Méditerranée : A. Hékimian– Arcadis : B. Tristchler– Sétra : J.M. Lacombe, J.M. Tarrieu, F. Rizard– CETE Normandie Centre : M. Le François– CETE Lille : J.J. Brioist et C Marcotte

Publier le guide en 2012

Le cas des VIPP Guide évaluation et réparation des VIPP

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

Jean-Michel Lacombe – Pierre Paillusseau 16

• Principes généraux d’évaluation structurale– « l’ouvrage existe, et, de ce fait, tous les paramètres

sont figés et peuvent être connus … avec une meilleure précision qu’au stade du projet. »

– des dispositions conservatrices, qui peuvent être admises moyennant un faible surcoût pour les ouvrages neufs, doivent être reconsidérées au risque de conclure, sans raison valable, que l’ouvrage est sous-dimensionné.

Le cas des VIPP Guide évaluation et réparation des VIPP

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Principes généraux d’évaluation structurale– le principe selon lequel un ouvrage existant doit avoir

un niveau de sécurité structurale (ELU) comparable à celui requis pour un ouvrage neuf est appliqué

– cohérent avec l’exigence essentielle n°1 « résistance mécanique et stabilité »

– L’ELS reste un état de référence à évaluer permettant de traiter la durabilité de l’ouvrage

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Scénarios d’étude– Situation d’exploitation normale ou réduite – Scénario de rupture de câbles

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

Jean-Michel Lacombe – Pierre Paillusseau 19

• Hypothèses sur les actions– Valeurs de projet

• Proches de celles prises pour OA neuf– Valeurs d’investigations

• En fonction des investigations (nature et précision)– Mesures géométrie, densité béton, radar,– Valeurs d’investigations

– Actions de traficd’investigations• Réglementaire (R Français ou Eurocode)• Trafic réél

Le cas des VIPP Guide évaluation et réparation des VIPP

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• Hypothèses sur les matériaux– Issues de dossier ouvrage

• Correction pour valeur caractéristique, âge , • Tableaux sur aciers passifs• Effet de la précontrainte• Paramètres issues de résultats arbalète Lille

– Issues de mesures• Carottages (Norme NF EN 13791)• Mesures à l’arbalète

Le cas des VIPP Guide évaluation et réparation des VIPP

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Principes de l’évaluation et du renforcement éventuel– Sollicitation ELU (comprend fatigue)

•• si investigations

– Résistance R• Pas d’adaptation sur la sécurité sur résistance

– Si • Pas de renforcement nécessaire

– Sinon • Renforcement pour ou

Le cas des VIPP Guide évaluation et réparation des VIPP

min min max, maxELU OPTIMISÉ ( )G G optimisé QS S G G Q

max,1, 20 1,35G optimisé Sd g

ELU OPTIMISÉS R

ELU OPTIMISÉS ELU FONDAMENTALS

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

Jean-Michel Lacombe – Pierre Paillusseau 22

• Justification ELU– Flexion – Etriers d’effort tranchants et résistance bielle– Zone d’about (bielle et coin) traitée par méthode bielle

tirants de l’Eurocode– Fatigue : Méthode de l’Eurocode adaptées

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

Jean-Michel Lacombe – Pierre Paillusseau 23

• Examen de l’ELS– Maîtrise de la plastification des armatures

• Ne pas trop déroger car risque de fonctionnement non réversible

– Maîtrise de la fissuration en flexion et en cisaillement• Même si critères non respectés, tant que la

fissuration n’est pas effective, il n’y a aucun risque pour la pérennité

– Si renforcement nécessaire pour ELU• Viser à satisfaire ELS

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Modélisation– Phasage béton et mise en précontrainte– Modélisation par VIPPEL– Méthodes de répartition transversale – Modèles 2 D– Calcul des entretoises – Calcul des hourdis

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

Jean-Michel Lacombe – Pierre Paillusseau 25

• Supra résistance– Déterminer fraction résiduelle de P telle que sous

fréquent apparaissent un désordre observable.– Pour ce même P sous fréquent l’ELU accidentel est

satisfait

– Critère défini par Eurocode en flexion• fctm : proposé 1,5 fctm : difficile observer fissures

– Pas de critère pour cisaillement • proposé critère annexe QQ

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Scénarios de rupture de câbles : Les deux cas simples– Pas de risque de corrosion, bonnes injections

• Précontrainte intègre– Risque de corrosion, injections mauvaises

• Pas de réancrage possible• Ruptures successives jusqu’à apparition de

désordre• Question de rendre les poutres supra-résistantes

• Autres situations – Pas simple de définir un nombre de câbles rompus

pour le renforcement

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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012

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• Principe de renforcement par composite de carbone – Caractéristiques du composite– Problèmes d’ancrage (droit, mèches)– Problèmes de poussée au vide– Limitation du nombre de couches– Limitation de la capacité de renforcement

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• Principe de renforcement par précontrainte additionnelle– Ajout de câbles ancrés sur les poutres– Limité à des unités de faibles puissance– Analyse en fourchette sur la précontrainte résiduelle

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Merci de votre attention

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