Ouvrages maritimes en béton armé - durati.lnec.ptdurati.lnec.pt/pdf/workshop/Bthauvin_presentation6.pdf · Ouvrages maritimes en béton armé du diagnostic à la préconisation

Ouvrages maritimes en béton armé

du diagnostic à la préconisation des réparations

Benoit THAUVIN – CETE de l’Ouest

www.cete-ouest.developpement-durable.gouv.fr

Benoit THAUVIN – CETE de l’OuestMichel MENGUY – CETE de l’OuestStéphane LEFEBVRE – CETE de l’OuestBruno BERENGER – CETE de l’OuestJacques BILLON – CETE de l’OuestNicolas ROUXEL – CETE de l’Ouest

CONTEXTE

Distribution en nbre des ouvrages par classe d'âge

Patrimoine des infrastructures portuaires …

342

193

132150

200

250

300

350

400

Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 2

83 81

0

50

100

t<1905 1905<t<1955 1955<t<1980 1980<t<1995 t>1995

CONTEXTE


Distribution en ml des ouvrages par classe d'âge

46999

39548

44243

14300

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000


14300

7773

0

5000

10000

15000

t<1905 1905<t<1955 1955<t<1980 1980<t<1995 t>1995

CONTEXTE


Répartition en ml des ouvrages par type de structur es

38190

5969

13250

134312120

Maçonnerie

Blocs béton

Pieux et appuis en béton armé

Caisson en béton armé

Quai danois

Parois moulées

Gabions et gabionnades en


10520

729320464

1612

4714

Gabions et gabionnades enpalplanchesRideaux de palplanches

Pieux métalliques

Talus en enrochement

CONTEXTEPas de réponseQuasi nulFaibleMoyenElevé

Degré de connaissance des gestionnaires

5 95

100

5 95

Date de construction

Typologie

Géométrie


5 95

11 26 11 11 42

Géométrie

Caractéristiques des matériaux constitutifs

CONTEXTE

Bilan sur le patrimoine d’infrastructures portuaire s en béton

Enjeux économiques, touristiques et environnementaux forts,Enjeux économiques, touristiques et environnementaux forts,

Grande proportion de structures en béton armé,

Ouvrages anciens et présentant des dégradations et des désordres à

des stades plus ou moins avancés, plus ou moins visibles,

Complexité des structures


Complexité des structures

Environnement chimiquement agressif pour le béton armé

Sollicitations mécaniques difficilement maîtrisables; accostage,

amarrage, circulation d'engins, stockage, etc.

CONTEXTE

Bilan sur le patrimoine d’infrastructures portuaire s en béton

Pas de document existant qui traite de réparations de BA en environnement maritime,

Un référentiel normatif nouveau

NF EN 1504 « Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton » 2005/2006

Des techniques nouvelles d’évaluation de la durabilité du béton


Des techniques nouvelles: Traitement électrochimiques

- Protection cathodique des armatures de BA- Extraction de chlorures- Réalcanisation

Ambitions du guide technique du Ambitions du guide technique du CETMEF :

Recommandations pour:-Anticiper et prévenir les désordres et/ou dégradations-Traiter, réparer et conforter (si nécessaire)


-Traiter, réparer et conforter (si nécessaire)

SOMMAIRE

� Objet du guide et domaine d'application

� Chapitre 1- Pourquoi un diagnostic ?

� Chapitre 2 - Comment conduire un diagnostic ?

� Chapitre 3 - Comment choisir les actions d'entretien et de réparation ?


� Annexes du guide

OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION

A qui s’adresse-t-il?Aux gestionnaires, aux maîtres d’œuvres, aux laboratoires

Quel est son champs d’application?

De quoi ne traite -t-il pas?

laboratoires

Les structures en béton armé en site maritime- Dégradations du matériau- Instabilité interne (capacité portante)


De quoi ne traite -t-il pas?- Les structures en béton précontraint (guide CETMEF)- Les instabilités externes (déversement, tassement, etc)- Les pathologies de gonflement interne

OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION

Les objectifs

Sensibiliser à l’importance du diagnostic « préventif »Sensibiliser à l’importance du diagnostic « préventif »

Aider à passer commande d’un diagnostic et en exploiter les résultats

Aider à valider ou à orienter le choix des investigations à mener


Aider à valider ou orienter les techniques d’entretien ou de réparation

PROBLEMATIQUE DU GUIDE

Le vieillissement des structures en béton

DégradationsDégradationsDégradationsDégradations


TempsTempsTempsTemps0000

PropagationPropagationPropagationPropagation

ConceptionConceptionConceptionConceptionFormulationFormulationFormulationFormulation IncubationIncubationIncubationIncubation


Le gestionnaire1 Évaluer et connaître l’état de son ouvrage

2 Anticiper et prévenir les dégradations


3 Traiter les dégradations






Le gestionnaire

1 Optimiser la maintenance (préventif)=> Surveiller, faire du préventif

2 Choisir les techniques performantes


2 Choisir les techniques performantes

Efficacité





TrEfficacité

Pérennité

CHAP. 1 : Pourquoi un guide ?

Agressivité de l’environnement

Agressivité chimique de l’eau de merAgressivité chimique de l’eau de mer

L’action mécanique de l’eau de mer


L’exploitation des ouvrages


Les processus de dégradation

La corrosion des armaturesLa corrosion des armatures

Les attaques chimiques sur le béton


Les agressions mécaniques

La corrosion des armatures



� Pénétration des chlorures dans l'enrobage : Phénomène prépondérant

� Carbonatation : Quasiment inexistant maritime

La corrosion des armatures


Avancement du processus de corrosion


Exposition du béton et agressivité de l’environneme nt


Dégradation : Modification physico-chimique provoquant une diminutiondes caractéristiques initiales. Les dégradations affectentle matériau

Terminologie


le matériau

Désordre : Anomalie de nature à modifier le fonctionnement mécaniquede l'ouvrage. Les désordres affectent la structure

Éléments principaux à détecter et identifier lors d es visites d'évaluation ou des inspections détaillées:

� Efflorescences et stalactites,� faïençage et réseau de fissures,


� faïençage et réseau de fissures,� fissuration selon le plan de ferraillage,� éclats de bétons,� Fissuration localisée transversale à mi-travée d'une poutre ou d'une dalle ou au droit de l'encastrement d'un poteau ou d'un pieu,� Fissuration localisée inclinée à proximité des appuis d'une poutre ou d'une dalle,� Déformation, déplacent anormaux

Terminologie



Terminologie



Terminologie



Les différentes étapes du diagnostic

CHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic

La consultation du dossier d’ouvrage

L’inspection visuelleLa visite d’évaluationL’inspection détailléeL’inspection subaquatique


Les investigations complémentaires

Fiche d'information « Club Ouvrages Maritimes » du CETMEF n°2 de mars 2002

Consultation du dossier d’ouvrage


mars 2002

La dernière colonne précise les informations qui peuvent être extraites

Annexe F


� Composition de l'équipe de visiteMatériel à mettre en œuvre

Visite d’évaluation


� Matériel à mettre en œuvre� Intervention� Procès verbal de visite� Cotation ou notation de l'ouvrage

� Composition des équipes

Inspection détaillée (Annexe H)

Annexe G


Composition des équipes� Préparation de l'inspection� Intervention in-situ� Rapport d'inspection� Conclusions incluant partie aérienne et subaquatiqu e

Annexe H

Corrosion des armaturesCHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic



IncubationIncubationIncubationIncubationPropagationPropagationPropagationPropagation


- Inspection visuelle- Mesure des enrobages- Profils de pénétration des chlorures- Mesure des indicateurs de durabilité- Évaluation de la probabilité de corrosion des armatures- Etc.




IncubationIncubationIncubationIncubation PropagationPropagationPropagationPropagation


- Inspection visuelle- Mesure des enrobages- Profils de pénétration des chlorures- Mesure des indicateurs de durabilité- Évaluation de la probabilité de corrosion des armatures- Évaluation de la vitesse de corrosion des armatures- Mesure des section résiduelles d’armature






- Inspection visuelle- Évaluation de la section résiduelle des armatures- Évaluation des caractéristiques mécaniques du béton- Évaluation des caractéristiques mécaniques des aciers- Réalisation d’une épreuve de chargement- Recalcul de l’ouvrage


Profils de pénétration des chlorures


- Zone constamment immergée # Zone d’embruns et de marnage- Chlorures libres # Chlorures totaux- Concentration critique d’initiation de la corrosion


Position du front de chlorures


Détermination de la position du front de chlorures par la méthode colorimétrique (nitrate d’argent)

Méthodes LCP n °°°°58


Mesure des enrobages



Prédiction du durée de vie résiduelle

Porosité accessible à l’eau (Peau)Coef. de dif. des chlorures (Dapp)Perméabilité au gaz (Kgaz)Résistivité électrique

Coefficient de diffusion apparent des chlorures



Prédiction du durée de vie résiduelle

Profondeur du front de chlorures



Méthodes d’investigations électrochimiques

Potentiels d’électrodes (libres)Potentiels d’électrodes (libres)Densité de courant de corrosionRésistivité électrique


Imposer un diagnostic en trois phases:


Cahier des charges du diagnostic

Imposer un diagnostic en trois phases:

� Analyse du dossier d'ouvrage� Inspection visuelle� Investigations complémentaires

L'ensemble de ces phases doit être piloté par une entité unique

Donner les moyens à l'organisme de réaliser la mission dans les meilleurs conditions; mise à disposition de documents, accès aux


meilleurs conditions; mise à disposition de documents, accès aux ouvrages, moyens financiers.

Imposer des références et des compétences dans le domaine maritime.

Techniques d'investigations



Plusieurs fiches « méthode » :

CHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic Techniques d'investigations

� Détection et localisation des armatures

� Détection et localisation des hétérogénéités

� Dosage de chlorures libres dans le béton d'enrobage

Probabilité de corrosion par mesure du potentiel

Annexe I


� Probabilité de corrosion par mesure du potentiel d'armature

� Diagnostic des réactions de gonflement interne

CHAP. 3 : Comment choisir les actions d’entretien et de réparation

DémarcheDégradationsDégradationsDégradationsDégradations


IncubationIncubationIncubationIncubationPropagationPropagationPropagationPropagation


- Surveillance continue- Mise en œuvre d’une protection de surface- Traitement électrochimique « préventif »- Assainissement de l’ouvrage






- Surveillance continue- Traitement électrochimique « curatif »- Reconstitution du béton d’enrobage- Traitement éventuel de la fissuration- Etc






- Surveillance renforcée- Mise en place de mesures de sauvegarde- Confortement ou renforcement de la structure

Les techniques de réhabilitation



Plusieurs fiches « action » :


Les techniques de réhabilitation

� Réparation superficielle par ragréage� Calfeutrement ou injection de fissures� Reconstitution de section : Béton coulé en place� Reconstitution de section : Béton projeté� Renforcement de section : Précontrainte additionnelle� Renforcement de section : Tôles ou matériaux composites collés

Protection cathodique par courant imposé

Annexe J


� Protection cathodique par courant imposé� Extraction des ions chlorures� Réalcanisation

Les documents de références
















De bons compléments à ce guide :

Guides du STRRES


Merci


Documents

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