ouvrages maritimes en béton armé -...
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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
Patrimoine des infrastructures portuaires …
Distribution en ml des ouvrages par classe d'âge
46999
39548
44243
14300
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 3
14300
7773
0
5000
10000
15000
t<1905 1905<t<1955 1955<t<1980 1980<t<1995 t>1995
CONTEXTE
Patrimoine des infrastructures portuaires …
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
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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
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 5
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
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 6
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
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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)
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-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 ?
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� 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)
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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
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Aider à valider ou orienter les techniques d’entretien ou de réparation
PROBLEMATIQUE DU GUIDE
Le vieillissement des structures en béton
DégradationsDégradationsDégradationsDégradations
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TempsTempsTempsTemps0000
PropagationPropagationPropagationPropagation
ConceptionConceptionConceptionConceptionFormulationFormulationFormulationFormulation IncubationIncubationIncubationIncubation
PROBLEMATIQUE DU GUIDE
Le gestionnaire1 Évaluer et connaître l’état de son ouvrage
2 Anticiper et prévenir les dégradations
DégradationsDégradationsDégradationsDégradations
3 Traiter les dégradations
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TempsTempsTempsTemps0000
PropagationPropagationPropagationPropagation
ConceptionConceptionConceptionConceptionFormulationFormulationFormulationFormulation IncubationIncubationIncubationIncubation
PROBLEMATIQUE DU GUIDE
Le gestionnaire
1 Optimiser la maintenance (préventif)=> Surveiller, faire du préventif
2 Choisir les techniques performantes
DégradationsDégradationsDégradationsDégradations
2 Choisir les techniques performantes
Efficacité
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 14
TempsTempsTempsTemps0000
PropagationPropagationPropagationPropagation
ConceptionConceptionConceptionConceptionFormulationFormulationFormulationFormulation IncubationIncubationIncubationIncubation
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
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L’exploitation des ouvrages
CHAP. 1 : Pourquoi un guide ?
Les processus de dégradation
La corrosion des armaturesLa corrosion des armatures
Les attaques chimiques sur le béton
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Les agressions mécaniques
La corrosion des armatures
CHAP. 1 : Pourquoi un guide ?
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� Pénétration des chlorures dans l'enrobage : Phénomène prépondérant
� Carbonatation : Quasiment inexistant maritime
La corrosion des armatures
CHAP. 1 : Pourquoi un guide ?
Avancement du processus de corrosion
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Exposition du béton et agressivité de l’environneme nt
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 19
Dégradation : Modification physico-chimique provoquant une diminutiondes caractéristiques initiales. Les dégradations affectentle matériau
Terminologie
CHAP. 1 : Pourquoi un guide ?
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,
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� 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
CHAP. 1 : Pourquoi un guide ?
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Terminologie
CHAP. 1 : Pourquoi un guide ?
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Terminologie
CHAP. 1 : Pourquoi un guide ?
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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
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Les investigations complémentaires
Fiche d'information « Club Ouvrages Maritimes » du CETMEF n°2 de mars 2002
Consultation du dossier d’ouvrage
CHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
mars 2002
La dernière colonne précise les informations qui peuvent être extraites
Annexe F
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� Composition de l'équipe de visiteMatériel à mettre en œuvre
Visite d’évaluation
CHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
� 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
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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
DégradationsDégradationsDégradationsDégradations
TempsTempsTempsTemps0000
IncubationIncubationIncubationIncubationPropagationPropagationPropagationPropagation
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- Inspection visuelle- Mesure des enrobages- Profils de pénétration des chlorures- Mesure des indicateurs de durabilité- Évaluation de la probabilité de corrosion des armatures- Etc.
Corrosion des armaturesCHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
DégradationsDégradationsDégradationsDégradations
TempsTempsTempsTemps0000
IncubationIncubationIncubationIncubation PropagationPropagationPropagationPropagation
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- 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
Corrosion des armaturesCHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
DégradationsDégradationsDégradationsDégradations
TempsTempsTempsTemps0000
IncubationIncubationIncubationIncubation PropagationPropagationPropagationPropagation
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- 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
Corrosion des armaturesCHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
Profils de pénétration des chlorures
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- Zone constamment immergée # Zone d’embruns et de marnage- Chlorures libres # Chlorures totaux- Concentration critique d’initiation de la corrosion
Corrosion des armaturesCHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
Position du front de chlorures
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Détermination de la position du front de chlorures par la méthode colorimétrique (nitrate d’argent)
Méthodes LCP n °°°°58
Corrosion des armaturesCHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
Mesure des enrobages
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Corrosion des armaturesCHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
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
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Corrosion des armaturesCHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
Prédiction du durée de vie résiduelle
Profondeur du front de chlorures
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Corrosion des armaturesCHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
Méthodes d’investigations électrochimiques
Potentiels d’électrodes (libres)Potentiels d’électrodes (libres)Densité de courant de corrosionRésistivité électrique
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Imposer un diagnostic en trois phases:
CHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
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
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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
CHAP. 2 : Comment conduire un diagnostic
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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
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� 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
TempsTempsTempsTemps0000
IncubationIncubationIncubationIncubationPropagationPropagationPropagationPropagation
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- Surveillance continue- Mise en œuvre d’une protection de surface- Traitement électrochimique « préventif »- Assainissement de l’ouvrage
CHAP. 3 : Comment choisir les actions d’entretien et de réparation
DémarcheDégradationsDégradationsDégradationsDégradations
TempsTempsTempsTemps0000
IncubationIncubationIncubationIncubation PropagationPropagationPropagationPropagation
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- Surveillance continue- Traitement électrochimique « curatif »- Reconstitution du béton d’enrobage- Traitement éventuel de la fissuration- Etc
CHAP. 3 : Comment choisir les actions d’entretien et de réparation
DémarcheDégradationsDégradationsDégradationsDégradations
TempsTempsTempsTemps0000
IncubationIncubationIncubationIncubation PropagationPropagationPropagationPropagation
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- Surveillance renforcée- Mise en place de mesures de sauvegarde- Confortement ou renforcement de la structure
Les techniques de réhabilitation
CHAP. 3 : Comment choisir les actions d’entretien et de réparation
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Plusieurs fiches « action » :
CHAP. 3 : Comment choisir les actions d’entretien et de réparation
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
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� Protection cathodique par courant imposé� Extraction des ions chlorures� Réalcanisation
Les documents de références
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Les documents de références
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 45
Les documents de références
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 46
Les documents de références
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 47
Les documents de références
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 48
Les documents de références
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 49
Les documents de références
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 50
Les documents de références
Duratinet – 6ème séminaire transnational – 7 juin 2011 – Nantes – B. Thauvin 51
De bons compléments à ce guide :
Guides du STRRES
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Merci
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