Conception des réparations structurales et des renforcements des ouvrages d'art

Le présent guide, rédigé par un groupe de travail constitué de membres du Cerema et des directions interdépartementales des routes (DIR) expose les pratiques en vigueur dans le MEDDE en matière de conception de réparations structurales et de renforcements des ouvrages d’art.

Il propose une adaptation des règlements et règles de l’art utilisés pour le calcul des ouvrages d’art neufs au cas des ouvrages existants. Il rappelle la démarche générale d’élaboration d’un projet de réparation et traite du « calcul et de la modélisation » du projet, en proposant des réponses aux questions récurrentes auxquelles sont confrontés les projeteurs :

Quel règlement de calculs et quel règlement de charge utiliser ?
Quels coefficients de sécurité retenir ?
Comment prendre en compte la connaissance de l’existant et notamment le résultat des mesures et instrumentations ?
Quelles caractéristiques retenir pour les matériaux ?
Comment tenir compte des pathologies observées ?
Quels sont les aménagements et dérogations possibles par rapport à un ouvrage neuf ?

Il est complété par des annexes techniques téléchargeables sur le site de la Documentation technique routière française. (Dtrf.fr)

Avant-propos
Préambule
Introduction
La démarche générale d’élaboration du projet de réparation

1. Préambule
2. Les acteurs

• Le maître d’ouvrage
• Le gestionnaire
• L’assistant à maîtrise d’ouvrage
• Le maître d’œuvre
• Le ou les exploitants
• Les experts
• Le coordonnateur sécurité
• Les entreprises
• Les laboratoires de contrôles
• Autres acteurs

3. Les différentes phases du processus

• Découverte du problème
• Évaluation structurale et nécessité d’un bilan patrimonial
• Situation transitoire
• Détermination des objectifs de la réparation et des scénarios
• Mise au point du programme
• Réalisation du projet
• Mise au point du DCE
• Jugement des offres
• La mise au point du marché
• Les variantes
• Études d’exécution
• Réalisation des travaux
• Réception
• Constitution du dossier d’ouvrage

4. Résumé : Principales étapes
Les principes généraux des calculs

1. Généralités

2. Bases de justification des réparations et exigences

• Le contexte normatif
• Les obligations du maître d’ouvrage - exigences de bases
• La gestion du risque

3. Application des principes du calcul aux états-limites

• Quelles sont les situations de projet à considérer ?
• Quels états-limites ?
• Le niveau de sécurité structurale (ELU) d’un ouvrage réparé doit-il être le même
• que celui requis pour un ouvrage neuf
• Le niveau d’aptitude au service (ELS) d’un ouvrage réparé doit-il être le même
• que celui requis pour un ouvrage neuf ?

4. Prise en compte de la connaissance de l’état de l’ouvrage existant

5 .Variables de base

• Classification des actions
• Valeurs caractéristiques des actions
• Propriétés des matériaux et des produits
• Données géométriques

6. Analyse structurale

• Quels niveaux de calculs
• Comment prendre en compte la connaissance de l’existant et notamment
• les désordres et le résultat des auscultations dans l’analyse structurale ?
• Comment tenir compte de réserves de capacité portante dans l’analyse structurale ?
• Les différentes méthodes d’analyse et modèles de calcul

7. Vérification par la méthode des coefficients partiels

• Valeurs de calcul - Quels coefficients de sécurité retenir à l’ELU ?
• Format des justifications – Combinaisons d’actions ELU
• Comment prendre en compte la connaissance de l’existant et notamment
• les désordres et le résultat des auscultations dans les justifications ?
• Comment tenir compte de réserves de capacité portante dans les justifications ?

Conception des réparations et renforcements des ouvrages en béton

1. Généralités - Application du principe des états-limites

• Matériaux
• Durabilité
• Analyse structurale
• États-Limites ultimes
• État-Limite de service

2. Réparations et renforcements structurels des ouvrages en béton

• Généralités
• Réparation ou renforcement vis-à-vis des sollicitations normales
• Réparation ou renforcement vis-à-vis des sollicitations tangentes

3. Conception des réparations et renforcement par ajout de béton
4. Conception des réparations et renforcements par ajout ou
remplacement d’aciers passifs

• Généralités
• Réparation ou renforcement vis-à-vis des sollicitations normales
• Réparation ou renforcement vis-à-vis des sollicitations tangentes

5. Conception des réparations et renforcements par matériaux composites collés

• Généralités
• Les référentiels
• Limitation de la contribution des matériaux composites à la reprise des efforts
• Caractéristiques des matériaux
• Justification des sections en béton vis-à-vis des sollicitations normales
• Justification vis-à-vis des sollicitations tangentes
• Errata et commentaires des recommandations provisoires de l’AFGC de février 2011

6. Conception des réparations et renforcements par précontrainte additionnelle

• Généralités
• La précontrainte longitudinale
• La précontrainte transversale

Conception des réparations et renforcements des ouvrages métalliques et mixtes

1. Généralités - Application du principe des états-limites

• Matériaux
• Historique des modes d’assemblages et de leurs règles de justification
• Durabilité
• Analyse structurale
• États-Limites ultimes
• État-Limite ultime de fatigue
• États-Limites de service
• Le cas des tabliers mixtes

2. Réparations et renforcements structurels des ouvrages métalliques et mixtes

• Le choix de la technique d’assemblage
• Les transferts de charge, les reprises provisoires d’efforts
• Réparations et renforcements par ajout de matière
• Remplacement d’éléments
• Amélioration vis-à-vis de la fatigue
• Réparations liées à des chocs sur semelle inférieure

Annexes 131

• Annexe 1 : Bibliographie
• Annexe 2 : Autres documents relatifs à l’évaluation et à la réparation des ouvrages
• Annexe 3 : Liste prévisionnelle des annexes électroniques