Présentation
Auteur(s)
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Jean-Armand CALGARO : Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées - Professeur à l’École nationale des ponts et chaussées - et au Centre des hautes études de la construction - Chef de la mission Recherche et réglementation du SETRA (Service d’études techniques des routes et autoroutes)
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Roger LACROIX : Ancien élève de l’École polytechnique - Ingénieur des Ponts et Chaussées - Professeur honoraire à l’École nationale des ponts et chaussées - Président d’honneur de la Fédération internationale de la précontrainte - Expert consultant
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le pont, ouvrage d’art par excellence, occupe une place très particulière parmi les constructions ; il est un symbole, lui-même paradoxal : franchissant un fleuve, il est un moyen de communication entre les hommes, d’expansion de la civilisation, mais aussi un instrument de conquête et d’invasion. Depuis l’Antiquité, il a été célébré comme la plus accomplie des constructions, ainsi qu’en témoignent les qualificatifs de « Pontifex » appliqué au Père de l’Église ou, plus modestement, de « ponte », généralement grand, appliqué aux personnages importants de l’heure.
Le caractère paradoxal du pont se retrouve dans son comportement mécanique : son schéma statique est simple, ses appuis sont bien définis et matérialisés par des organes précis, au contraire du bâtiment qui, porté par de nombreux voiles ou poteaux, constitue une structure d’un haut degré d’hyperstaticité. Et, cependant, le calcul d’un pont exige une spécialisation particulière que peu de bureaux d’études peuvent se flatter de posséder. La raison principale de cette difficulté réside dans les conditions de service des ouvrages :
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exposés aux intempéries, au sel antiverglas répandu sur les ponts routiers en climat froid, à des charges de trafic à fort effet dynamique et qui dépassent souvent les limites codifiées, les ponts sont soumis à un régime sévère qui justifie le soin particulier apporté à leur projet et à leur exécution ;
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en outre, par le rôle qu’ils jouent dans la vie quotidienne du pays, les ponts sont des ouvrages sensibles à l’opinion publique : la fermeture d’un ouvrage, même temporaire, pour une opération d’entretien ou de réparation, entraîne des réactions vives de la part des usagers, prompts à dénoncer le laxisme, voire l’incurie des services publics.
Les ponts vieillissent, mais, compte tenu de leur importance sociale, ils doivent être l’objet de soins particuliers pour qu’ils puissent assurer leur fonction pendant la durée de vie qui leur a été assignée. Ils ne sont pas toujours en bonne santé, et il n’est pas toujours facile de diagnostiquer une maladie, puis de prescrire le bon remède. Le présent article propose un panorama des principaux types de désordres affectant les ponts et des méthodes de diagnostic les plus modernes, avant de développer la problématique fort délicate de l’évaluation des ouvrages existants.
Compte tenu de l’étendue du sujet, l’exposé se limite à l’étude des tabliers de ponts en béton ou en acier : il ne traite donc pas d’autres types de constructions (par exemple les ponts en bois ou en maçonnerie) et n’aborde pas non plus la pathologie des fondations.
Le texte qui suit reprend, en les condensant, plusieurs chapitres de l’ouvrage [1] « Maintenance et réparation des ponts – Sous la direction de J.-A. Calgaro et R. Lacroix – Presses de l’École nationale des ponts et chaussées (1997) » – à la rédaction duquel ont collaboré : Ch. Binet-Tarbé de Vauxclairs, J. Chatelain, B. Fargeot, M. Fragnet, B. Godart, J.P. Gourmelon, Ph. Lecroq, D. Poineau, A. Raharinaïvo, M. Salomon*, J. Seantier, J.N. Theillout, Ch. Tourneur, J. Trinh. Il ne comporte que peu de références bibliographiques : pour de plus amples informations sur les techniques présentées, le lecteur pourra se reporter à la riche bibliographie fournie dans l’ouvrage qui vient d’être mentionné.
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Évaluation des ouvrages existants2. Méthodes d’auscultation des ponts
Les techniques d’auscultation diffèrent suivant la nature des désordres constatés, mais les choix sont guidés par l’idée que l’on peut se faire des causes probables de la pathologie constatée. Une auscultation efficace doit permettre d’apprécier la qualité du (ou des) matériau(x) en place et de caractériser le mode de fonctionnement actuel de la structure. L’évaluation des matériaux s’appuie à la fois sur des études et analyses sur prélèvements et sur des méthodes physiques d’examen en place. Les moyens permettant de caractériser le fonctionnement de la structure sont aussi très variés, et il est souvent nécessaire d’en associer plusieurs lors d’une même intervention. Il s’agit principalement de mesures topographiques ou géométriques (évolution du nivellement, mesure de déformation générale ou de déplacement sous chargement), de mesures directes de forces ou de mesures locales de fonctionnement. Ces différentes méthodes sont décrites dans ce qui suit.
2.1 Étude des matériaux en place
Les prélèvements, échantillons dont on limite la taille et le nombre pour ne pas aggraver l’endommagement potentiel de la structure, sont pratiqués dans les zones les moins vitales. Les résultats des mesures effectuées sur ces prélèvements ne sont pas forcément représentatifs de l’ensemble de l’ouvrage : on les utilise plutôt comme référence d’étalonnage ou comme point de comparaison, pour compléter les informations que l’on tire d’essais non destructifs.
Les mesures en question portent, en général, sur les paramètres de résistance. Mais il convient de corriger les résultats pour tenir compte des effets d’échelle liés à la taille des prélèvements. Dans certains cas, les essais mécaniques peuvent fournir des renseignements sur la nature même du matériau : par exemple, l’allure du diagramme allongement /contrainte ou l’analyse du faciès de rupture d’un échantillon d’acier permettent d’en préciser le type.
Naturellement, les essais mécaniques ne sont pas les seuls à être...
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