Comment réparer les poutres d’un pont qui sont tombées en panne ?

Outre la détérioration des matériaux qui composent la structure d’un pont, il est courant d’observer la rupture de certains éléments en béton tels que les poutres les plus extérieures du tablier. Cela est normalement dû à un coup produit par un véhicule plus grand que le gabarit autorisé ou par des camions dans lesquels le conducteur a oublié de baisser la benne basculante. Compte tenu de cette situation, on peut s’attendre à des travaux de maintenance et de réparation sur ces éléments, afin d’endommager le moins possible le reste de l’infrastructure. Ainsi, on analysera certaines méthodes qui pourraient permettre de récupérer la capacité et la résistance d’un faisceau endommagé. En fonction de la gravité des dommages causés, différents types de réparation peuvent être effectués.

Réparations et renforcements

Lorsqu’ on est en présence d’un ouvrage présentant des signes de pathologie, et avant d’envisager une réparation ou un renforcement, il convient de procéder à une étude minutieuse qui doit permettre :
– de détecter la nature, l’importance et l’origine des désordres et de prévoir leur évolution éventuelle,
– de cerner l’état de l’ouvrage : capacité portante, état et caractère des matériaux, ce qui nécessite un recalcul de l’ouvrage en tenant compte de la façon dont l’ouvrage a réellement été construit et des connaissances nouvelles sur le comportement des matériaux qui ont pu faire défaut lors de la construction de l’ouvrage.
– de choisir les méthodes de réparation ou de renforcement les plus adaptées.
La décision d’une réparation ou d’un renforcement nécessite souvent des investigations poussées en laboratoire ou in situ qui sont destinées à affiner la connaissance de certains paramètres pour mieux évaluer l’état de l’ouvrage. Il est possible de procéder à l’analyse des matériaux prélevés, de réaliser des gammagraphies pour détecter des vides dans les conduits ou des fils rompus, enfin de procéder à des essais in situ permettant de mesurer la tension des fils ou les contraintes locales dans une poutre défectueuse : méthode de l’arbalète ou méthode de la libération decontraintes. L’étude de l’ouvrage sous circulation permet de déterminer les fissures qui sont actives. Le guide de surveillance et de diagnostic de la précontrainte des VIPP des LPC [36] propose une méthodologie de diagnostic de la précontrainte. Le choix des méthodes de réparation à envisager dépend naturellement de l’importance des désordres. Un premier groupe de mesures est destiné à rétablir la protection du tablier et à stopper les dégradations. Les dégradations superficielles dues au vieillissement du matériau, à un défaut d’enrobage ou de mise en œuvre, ou encore à une attaque chimique en surface, nécessitent des traitements de surface de type ragréage ou de régénération de matière pour des lacunes ou nids de cailloux assez importants.

– La réfection de la chape d’étanchéité est impérative pour garantir la non pénétration de
l’eau en provenance de la chaussée.
– Le rétablissement de la protection des armatures de précontrainte comprend la réfection des cachetages et l’injection des conduits de précontrainte. La deuxième opération est assez délicate à réaliser. En effet, le remplissage des conduits par le nouveau coulis d’injection est contrarié par des bouchons du coulis d’origine obstruant les conduits. Meilleure a été l’injection d’origine, plus important sera le nombre de pipes d’injection à disposer.
– II est également souhaitable d’injecter les fissures non actives d’ouverture supérieure à 0,3 mm pour éviter qu’elles puissent être sources de circulation d’eau. Rappelez que injection des fissures actives est illusoire sauf à réaliser une décompression par chargement préalable à l’injection ou une compression de la zone de fissuration par précontrainte additionnelle.

Réparer les flocons avec du coulis

Efficace lorsque les impacts ont produit un écaillage sans dommage structurel. Dans ce cas, les opérations à effectuer sont, en général, les suivantes.

– Martelage à faible puissance de zones dégradées en béton.

– Puissant sablage à l’eau à haute pression et/ou au sable de silice pour enlever la rouille des barres d’armature.

– Brossage manuel des cadres avec une brosse à poils métalliques pour éliminer les oxydes restants.

– Passivation des armatures avec un revêtement anticorrosion et une couche de liaison pour les armatures de béton, à base de ciment et de résines époxy modifiées, de pâte de ciment renforcée par des résines époxy et d’inhibiteurs de corrosion

– Application d’un mortier sans retrait à haute adhérence pour remplir la surface et rétablir la géométrie initiale.

– Peinture de protection du béton, afin d’imperméabiliser la surface du béton avec une ou deux couches de peinture à base de résine.

Renforcement structurel de la poutre endommagée

En d’autres occasions, la poutre frappée présente une rupture dans une partie de la poutre, y compris le renforcement. Cette situation est plus grave que la précédente, mais, malgré tout, il est possible de récupérer la capacité portante de la poutre par les moyens suivants. Renforcement de la poutre. Il s’agit d’un système consistant à placer un renfort, en utilisant la partie la plus étroite d’une poutre en T et en la solidifiant par l’arrière. Ces travaux doivent être effectués de nuit, lorsque la circulation est moins dense et permettent des coupes totales avec détour par une route alternative.

Renforcement de la structure avec de la fibre de carbone

La feuille ou le bandage en fibre de carbone est un matériau de haute performance utilisé dans le domaine du renforcement structurel et résout la plupart des problèmes existants. Ce type de matériau est utilisé dans le renforcement des poutres de cisaillement, par l’exécution d’un revêtement en forme de U aux extrémités des poutres. Il peut également être utilisé comme renfort de poutre de flexion, bien que dans ce domaine, il soit généralement remplacé par des laminés en fibre de carbone pour le confort. La résistance à la traction de la feuille de fibre de carbone est d’environ 4 900 MPa et son module élastique est d’environ 230 GPa. La grande majorité des ponts construits sont du type à poutres en double T, bien que dans les constructions récentes, il soit très courant d’utiliser des poutres en auge pour la construction d’un pont à poutres. Dans tous les cas, il vous est recommandé de visiter le poste intitulé “5 façons de renforcer une poutre que tout ingénieur devrait connaître” dans lequel d’autres méthodes de renforcement structurel sont détaillées.

Démolition de la poutre endommagée et remplacement par une autre

Lorsque les dommages subis par la poutre la rendent irréparable, il n’y a pas d’autre solution que de démolir l’élément et de le remplacer par un tout nouveau. Il s’agit d’un problème très complexe, car ces travaux ont un impact très important sur le trafic routier, ainsi qu’un coût élevé. Si vous voulez en savoir plus sur l’entretien des travaux routiers, n’hésitez pas à consulter le Master.

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