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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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Incendies sur OA en IdF Le 11 juillet 2012 – Bagnolet (93) Ouvrage Charles Delescluze sur A3
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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Cartes des incendies en IdF
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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Causes des incendies en IdF Forte densité urbaine occupation des
espaces sous les ouvrages
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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Modélisation des incendies Température des gaz
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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Températures dans le béton
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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Exemple de Drancy Incendie du 11 juillet 2011
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 25
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 27
Etat de l’ouvrage après incendie
Principaux dégats sur : bracons nord
hourdis inférieur
Appareils d’appui à pot glissants
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 28
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 29
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 30
Résultats Inspections,
investigations
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 31
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 32
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 33
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 34
Epreuves de convenance purge
Technique utilisée : hydrodémolition
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 35
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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Epreuves de convenance projection
Technique utilisée : projection d’un mortier type R4 par voie sèche
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 38
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 40
Fin des travaux de projection
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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Essais de chargement
4 camions de 26 T :
Mesure de la charge :
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
11/06/2014 Gestion et réparation d’OA incendiés en IdF – PP/FD/AJ 42
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
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65, avenue de Faidherbe 93315 LE PRE SAINT GERVAIS