Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Les ponts peuvent perdre progressivement de leur valeur. En effet, l'accroissement régulier de la charge portée entraîne des dégâts irréversibles sur la structure, qu'ils soient visibles comme les fissures, ou non apparents comme la fatigue. Pour éviter d'atteindre les états limites ultimes, il est nécessaire d'évaluer l'état de l'ouvrage, aussi bien physique que mécanique. La méthode existante se révèle être relativement complexe, se reposant à la fois sur la connaissance de certaines données et sur leur fiabilité. Ce dossier propose ainsi de faire le point sur cette méthodologie, détaillant les principales étapes : le diagnostic préliminaire (évaluation sommaire du pont) et le recalcul (estimation précise de l'état de contrainte et des marges de sécurité).
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Daniel POINEAU : Ingénieur divisionnaire des Travaux Publics de l’État – Ex-Directeur technique à la Division des Grands Ouvrages du Sétra - Professeur à l’École nationale des travaux publics de l’état, à l’École spéciale des travaux publics et à l’École supérieure des ingénieurs des travaux de la construction - Consultant
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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 Sétra (Service d’études techniques des routes et autoroutes) - Cette édition est une mise à jour de l'article de Roger LACROIX et Jean-Arnaud CALGARO, intitulé paru en 1999.
INTRODUCTION
Lorsque l’on accroît progressivement l’intensité d’un système de charges appliqué à une structure, ses effets cessent d’être complètement réversibles au-delà d’un certain seuil de façon, soit apparente (par exemple, fissuration ou plastification), soit non immédiatement apparente (fatigue). En d’autres termes, la structure perd graduellement de sa « valeur ». De façon schématique, cette fonction de « perte de valeur » possède deux paliers, correspondant à l’apparition de deux familles de phénomènes que l’on idéalise à travers les concepts d’« états limites de service » et d’« états limites ultimes ». L’apparition de désordres est le signe tangible du dépassement de certains états limites de service.
L’évaluation d’un ouvrage existant consiste à en apprécier l’état physique et mécanique. Elle est nécessaire lorsqu’il est envisagé de modifier ses conditions d’exploitation (par exemple, augmentation du nombre de voies de circulation), ou de remédier à certains désordres révélateurs d’une pathologie (affectant la structure et/ou les matériaux) naissante ou avancée. L’une des composantes de l’évaluation est l’estimation de la fiabilité structurale de l’ouvrage considéré. Il s’agit d’une notion complexe mettant en jeu à la fois :
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des données déterminées et aléatoires ;
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la connaissance plus ou moins précise de ces données ;
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la fiabilité de cette connaissance.
D’autre part, les durées de vie, écoulée et résiduelle, peuvent prendre une certaine importance.
Les méthodes d’estimation de la fiabilité structurale d’un pont existant sont très sophistiquées et donnent lieu à de nombreuses recherches théoriques. Les développements qui suivent se bornent à décrire les bases d’une méthodologie d’évaluation des ouvrages existants.
Ce dossier fait suite à une serie d’articles TI auxquels le lecteur aura intérêt à se reporter [C 7 402], [C 7 403] et [C 7 404], tous disposant d'une même documentation commune [Doc. C 7 402].
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Étapes de l’évaluation
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4. Conduite du recalcul d’un pont en état pathologique
4.1 Évaluation de l'état de l'ouvrage « à vide »
C’est le calcul de l’ouvrage « à vide » qui permet d’établir, et de valider, le modèle qui sera utilisé, d’une part, pour interpréter les désordres constatés et, d’autre part, pour établir le projet de réparation.
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Évaluer l’état d’un ouvrage « à vide » consiste à en apprécier l’état de contrainte sous une combinaison de type « quasi permanente », c’est-à-dire comprenant :
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les charges permanentes, mais avec leur valeur moyenne (ou probable), si possible mesurée ;
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l’effort éventuel de précontrainte, également avec une valeur moyenne, estimée en tenant compte de ce qui a été dit au paragraphe 2.4 ;
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une action thermique, dont on cale la valeur représentative en fonction d’une période de retour choisie en fonction de certains objectifs.
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En ce qui concerne l’action thermique, il ne faut pas oublier que les méthodes de prise en compte par l’intermédiaire de gradients linéaires sont présentées comme des méthodes simplifiées pour les projets d’ouvrages neufs. De tels gradients ne peuvent donc fournir une description physique du phénomène réel. Cela étant, les règles européennes (normes NF EN 1991-1-5 et NF EN 1991-1-5/NA) fournissent des diagrammes non linéaires de répartition de la température entre les fibres extrêmes des principaux types de tabliers de ponts pouvant servir de référence pour affiner l’approche par le calcul du comportement de l’ouvrage.
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Il est clair que le calcul d’un pont, sous combinaison de type quasi permanente, doit permettre de retrouver le comportement...
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Conduite du recalcul d’un pont en état pathologique
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Actions sur les structures – Partie 1-1 : actions générales – Poids volumiques – Poids propres – Charges d'exploitation des bâtiments. - NF EN 1991-1-1 Eurocode 1 : -
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Actions sur les structures – Partie 2 : actions sur les ponts dues au trafic (mars 2004) et document d'application nationale (mars 2008). - NF EN 1991-2 et NF EN 1991-2/NA Eurocode 1 : -
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Actions sur les structures – Partie 1-5 : actions générales – Actions thermiques (mars 2004) et document d'application nationale (février 2008). - NF EN 1991-1-5 et NF EN 1991-1-5/NA Eurocode 1 : -
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Matériaux métalliques – Essais de flexion par choc sur éprouvette Charpy – Partie 1 : méthode d'essai. - NF EN 10045-1 : - (octobre 1990)
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Matériaux métalliques – Essais de flexion par choc sur éprouvette Charpy – Partie 2 : vérification de la machine d'essai (mouton-pendule). - NF EN 10045-2 : - (décembre 1992)
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Appareils d'appui structuraux – Partie 3 : appareils d'appui en élastomère. - ...
ANNEXES
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