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Informations
complémentaires
La fissuration de retrait ne constitue pas un
désordre en soi. Elle exprime la diminution de volume
accompagnant la prise et le durcissement du béton. Cependant,
cette fissuration s'est eprimée différemment suivant les
époques ou les types de bétons, et les inspections de
voûtes mettent en évidence des désordres qui ont
été favorisés par son intensité. Sa description
doit être abordée lors des inspections afin de la
différencier des fissures d'origine pathologique.
Bétons modernes:
Leur composition est parfaitement
maitrisée, leur mise en place s’effectue sur des
coffrages de bonne qualité, la vibration homogénéise
bien les coulées successives. Ils ont une bonne compacité
et un aspect de surface uni. Les fissures de retrait sont donc
faciles à repérer, malgré leur finesse (0,1 à
0,3 mm au début, 1 à 3 mm après plusieurs
années). La figure ci-contre illustre quelques formes
classiques de son expression.
– les fissures transversales (1) se développent
à partir de la base du piédroit ; après quelques
années elles peuvent rejoindre les fissures longitudinales
;
– les fissures longitudinales (2) expriment assez
rapidement le retrait de la masse de béton dans le plan
perpendiculaire à l’axe. Elles sont quasi
systématiques dans le voisinage de la clé de voûte,
lieu géométrique théorique des plus fortes
contraintes de traction liées au retrait.
Bétons plus anciens:
Le retrait se manifeste par un
maillage fermé plus ou moins dense, quand ce n’est pas
une répartition anarchique de longues fissures traversantes.
Composition et mise en œuvre du béton, mais aussi
épaisseurs irrégulières et adhérence au terrain
(absence de feuille étanche) en sont les principaux
responsables. Dans ce cas, le retrait peut être
considéré comme une source de
désordre, dans
la mesure où il favorise de nombreuses venues d’eau.
Pour les plus anciens d’entre eux, leur grande porosité
et hétérogénéité ont favorisé la
dispersion du retrait au niveau des granulats ; les fissures y sont
beaucoup moins apparentes.
Bétons coffrés
armés: Les
nappes d’armatures qu’ils contiennent contrarient
l’expression du retrait. On note le plus souvent des fissures
très fines et parallèles orientées suivant les
armatures.
Bétons projetés :
Le retrait affecte aussi ces
bétons minces, mais ses manifestations sont très
variables. Il peut présenter un faïençage de maille
pluridécimétrique fermée, généralement
visible uniquement par des concrétions blanches de calcite.
C'est le cas quand il est projeté directement sur le rocher en
place, qui empêche sa libre expression. La présence
d’un treillis soudé ne supprime pas totalement la
fissuration de retrait. Les bétons projetés seulement
armés de fibres semblent, pour l'instant, moins fissurés.
Quand le béton est projeté sur une
étanchéité totale, à la surface plus
régulière, la fissuration de retrait ne disparait pas
forcément; son expression est donc aussi fonction de sa
composition et des conditions de sa mise en
œuvre.
Description (aspect visuel du
désordre)
Fissures fines dont
la longueur augmente avec le temps (visibles à partir de 0,1
mm). Elles ne montrent aucun désaffleurement des
lèvres.
Béton
coffré: ouvertures rarement supérieures à 3
mm.
Béton
projeté: le retrait normal (< 1mm) est très difficile
à distinguer sur du BP.
Méthodes
d’examen
Examen visuel
rapproché sous éclairage puissant.
Paramètres à
relever
Tracé –
densité – maillage ouvert ou fermé –
ouvertures (en mm) – importance des venues d'eau par fissures
(tunnels sans
étanchéité extrados).
Désordres ou défauts associés
à rechercher
Mauvaise
qualité du béton – humidité – zones
sonnant le creux.
Origines, causes possibles, facteurs
aggravants
Le retrait est
l'expression du vieillissement normal du béton .
Sa densité est
liée aux nombreux paramètres de fabrication, de mise en
place et de cure.
Conséquences, évolutions
possibles
Altération du
béton par les venues d'eau (tunnels sans
étanchéité extrados).
En cas de
déformation du profil, certaines fissures peuvent s'ouvrir
pour des raisons structurelles. Elles sont alors qualifiées de
fissures pathologiques et non plus de fissures de
retrait.
Dangers pour les
usagersues pour les structures
Nul.
Surveillance
Examen
visuel.
Remèdes
Le retrait en soi ne
nécessite aucune réparation.
Les fissures
aquifères les plus génantes pour l'exploitation peuvent
être injectées.
Observations
* Le terme est
pris au sens de « retrait total ». |
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Informations
complémentaires
Ce désordre est
assez fréquent dans les tunnels modernes, où les cadences
des cycles de bétonnage sont serrées. Ce type de rupture
apparait le plus souvent au niveau d'un rein entre 3 et 6m de
hauteur, plus rarement sur l'axe de clé. Il apparait à
l'aval de l'anneau précédemment coulé sur lequel
vient s'appuyer le coffrage. Cette zone d'appui est justement celle
où le béton pompé peut être mal serré au
support; il y a donc un jeu, même minime, qui autorise une
cassure par rotation. La présence du complexe
d'étanchéité (DEG) est parfois suffisante pour
expliquer ce «jeu». La position de ces lunules dans les
anneaux reflète le sens de bétonnage du
revêtement.
Sur un cas connu, la
rupture est apparue lors d'un réglage du coffrage qui se
déformait pendant la montée du béton (fuites de
laitance). L'action des vérins de pied a été
suffisante pour provoquer la rupture. Plusieurs lunules
imbriquées ont pu être parfois observées, sans
qu’il y ait jamais d’instabilité associée.
Ces zones, le plus souvent réparées par injection de
résine (rarement par épingles), sont néanmoins
à ausculter avec attention à chaque inspection
détaillée.es imbriquées en rein (la base o espond au
trottoir). Le bétonnage
s'es
roite vers la gauche
Description (aspect visuel du
désordre)
Fissure
régulière et courbe, généralement située
en rein à l'extrémité d'un anneau, ayant son origine
et son extrémité sur le même joint transversal de
bétonnage.
Méthodes
d’examen
Examen
visuel, auscultation au
marteau.
Paramètres à
relever
Ouverture et
désaffleurement (mm), dimensions du panneau.
Désordres ou défauts associés
à rechercher
Zone sonnant le
creux, signe que le panneau est relativement mince et qu'il
comporte un vide à son extrados (mauvais
clavage).
Origines, causes possibles, facteurs
aggravants
Fissure de rupture provoquée par l'appui du coffrage
sur l'anneau précédemment coulé qui n'a pas encore
atteint sa résistance
maximale. Le
coffrage qui se déforme pendant le bétonnage crée un
excès de contrainte ponctuel sur l'anneau déjà
coulé.
Conséquences, évolutions
possibles
Déstabilisation
du panneau.
Dangers pour les
usagers
Aucun jusqu'à
présent, pour les cas connus.Surveillance
Examen
visuel.
Remèdes
Injection de la
(des) fissure(s).
Observations
Ce type de
désordre est généralement réparé
directement sur le chantier par des injections. |
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Informations
complémentaires
Les joints entre
anneaux de béton coffré revêtent plusieurs
aspects:
– joints secs sans traitement particulier
: c’est le cas
des bétons anciens ; les défauts d’alignement des
anneaux contigüs sont bien visibles ;
– joints secs
ragréés ;
– joints en creux :
un profilé souple collé sur
le coffrage matérialise une saignée entre les deux
anneaux.
Les principaux
désordres relevés sur ces joints sont :
– déplacement de la fissure de joint dans
l’un des anneaux; l’une des lèvres présente
alors un décollement de plaque;
– présence assez fréquente de
ségrégations locales de granulats au niveau des
lèvres ; elles provoquent en béton ancien soit des venues
d’eau, soit des instabilités
localisées;
– décollements et chutes des ragréages mis
en place sur ces joints à des fins esthétiques, ou
aérauliques en gaines de ventilation ;
– des essais de masques de coffrage ont
été réalisés à l’aide de boudins
gonflables (type Satujo) ; le déplacement ou la perforation de
ces boudins ont provoqué des désordres spécifiques.
Certaines plaques sont tombées
d’elles-mêmes.
Description (aspect visuel du
désordre)
Désordre
affectant les lèvres d'un joint séparant deux anneaux de
béton coffré contigüs: épaufrure, écaille,
fissure, altération.
Désordre
affectant l’aménagement ou le remplissage du
joint.
Méthodes
d’examen
Examen visuel,
auscultation marteau.
Paramètres à
relever
Extension du
phénomène sur le joint – toute mesure adaptée
à la quantification du désordre
observé.
Les ragréages
posés à cheval sur le joint pour diverses raisons se
décollent toujours au fil du temps. Les sonder
systématiquement au marteau.
Désordres ou défauts associés
à rechercher
Mauvaise
compacité du béton des lèvres du joint –
humidité.
Origines, causes possibles, facteurs
aggravants
Malfaçons
– mouvements relatifs entre anneaux.
Conséquences, évolutions
possibles
Extension –
aggravation. Dangers pour les
usagers
Risques de chutes de
ragréages ou d'éléments de béton.
Risques pour
les structures
Aucun, si aucun
autre désordre n’affecte les deux anneaux
contigüs.
Surveillance
Examen visuel
– IDP exceptionnelle.
Remèdes
Purges de
sécurité (éventuellement grillage de
sécurité temporaire) – la reconstitution des
lèvres d'un joint dégradé est toujours possible,
mais il faut laisser au joint sa liberté de
mouvement.
Observations |
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Informations
complémentaires
Ce défaut
courant dans les bétons anciens provient à la fois de la
composition du béton et de sa mise en place (petites
gachées, pilonnage au lieu de vibration, composition variable
au cours d'un même chantier).
Il peut avoir
plusieurs origines :
– tri des granulats lors de la coulée qui
« ruisselle » sur le coffrage ;
– attente trop longue entre deux gachées,
empêchant le bon mélange des couches de
béton;
– vibration mal conduite (aussi bien par les
aiguilles que par les vibreurs de coffrage).
Ce défaut se
rencontre aussi dans les bétons modernes, mais il est peu
étendu et limité à certaines reprises de
gachées ou en bordure des joints d'anneaux. Il ne constitue
que très rarement un désordre. Dans les revêtements
non étanchés, ces zones de plus grande
perméabilité peuvent avoir pour conséquence des
suintements, des concrétions, une altération plus rapide
du béton par dissolution du liant. Les nids de cailloux
étaient courants dans les bétons anciens dans lesquels
les gachées étaient nombreuses et de plus faible volume,
la vibration médiocre. Passage préférentiel des
venues d'eau, ces zones peuvent s'altèrer rapidement
jusqu'à devenir parfois presque meubles et instables,
affaiblissant localement le revêtement. En l’absence
d’agents agressifs, leur tenue dans le temps peut être
excellente. Si le désordre est très étendu
(plusieurs m 2 en béton ancien), la structure peut être
localement fragilisée.
N
ux inihorizontal dû à la mise en
place
Description (aspect visuel du
désordre)
Zones de granulats
sans fines, apparentes ou cachées par une mince pellicule de
laitance. C'est un défaut volumique et pas seulement de
surface.
Méthodes
d’examen
Examen visuel
– auscultation marteau.
Paramètres à
relever
Superficie –
préciser si le défaut est local, lié à une
reprise de bétonnage, situé aux abords des lèvres
d'un joint, ou présente une extension aléatoire, voire
générale.
Désordres ou défauts associés
à rechercher
Granulats bien
liés ou instables – zones sonnant creux autour du
défaut. Humidité.
Origines, causes possibles, facteurs
aggravants
Défaut local
lié à la mise en place du béton (influence de la
vibration), plus rarement à sa mauvaise courbe
granulométrique. Il y a une ségrégation locale du
matériau.
Nota: certains
bétons anciens ont un aspect «nid de cailloux»
généralisé, bien que les granulats soient très
bien liés.
Les circulation
d'eau (altération d'origine chimique, érosion) , le gel,
sont des facteurs aggravants.
Conséquences, évolutions
possibles
Approfondissement de
la poche par altération et chute progressive des granulats. Le
défaut devient un désordre.
Dangers pour les
usagers
Chutes de
granulats. Risques pour les
structures
Affaiblissement
local de la voûte (tunnels anciens).
Surveillance
Noter un
approfondissement éventuel.
Remèdes
Réparation
localisée s'il s'agit d'une poche altérée au sein
d'un béton compact : mise en place de béton projeté
+ treillis soudé épinglé.
Observations |
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Informations
complémentaires
La solution
intersticielle du béton ayant un pH proche de 13 est
chimiquement instable vis-à-vis de toute agression
extérieure qui est forcément plus acide. Celle-ci agira
obligatoirement sous la forme d'une solution formée par
dissolution d'un gaz par l'humidité de l'air ou celle des
pores du matériau, ou provenant du lessivage du terrain
encaissant (tout particulièrement les sols).
L'action chimique
acide débute toujours par une dissolution suivie d'une
cristallisation de composés néo-formés qui peuvent
être liants, non liants, voire expansifs. Les agents agressifs
diffusent d'autant mieux à l'intérieur d'un matériau
que celui-ci est poreux (et perméable) et que son taux
d'humidité est renouvellé et de l'ordre de 60% (ni sec,
ni saturé).
Leur effet
délétère dépend de la permanence de leur
alimentation, mais comme ces agents sont en quantité
inépuisable par rapport aux constituants réactifs du
matériau, l'évolution de celui-ci est finalement
réglée par le temps. Il peut y avoir une stabilisation
temporaire, mais assez souvent, dans les bétons anciens, une
mauvaise qualité d'origine conduit à une altération
complète.
En tunnels, les
principaux agresseurs sont le dioxyde de carbone de
l'atmosphère (CO2), les eaux douces ou peu
minéralisées, les eaux sulfatées
(séléniteuses), le dioxyde de soufre (SO2)
dégagé par les gaz d'échappement, accessoirement les
chlorures. L'action bactérienne, bien que partout
présente, n'est pas identifiée comme un agresseur fort en
tunnel routier. Les réactions nombreuses et complexes qui
s'opèrent au sein d'un béton ou d'un mortier ne seront
que résumées ci-après de façon très
succinte ( ).
Action du CO2: dissolution et
précipitation
L'eau chargée
en gaz carbonique (acide carbonique H2CO3) dissout en priorité
la portlandite (Ca(OH)2) du liant pour former un bicarbonate
très soluble qui sera entrainé. Cette perte de masse
augmente la perméabilité du béton.
Parallèlement, ce bicarbonate va réagir avec la
portlandite pour donner de la calcite, carbonate liant très
stable, et de l'eau. Ce phénomène est appelé
carbonatation. Il contribue à diminuer la
perméabilité. Mais le cycle de dissolution continue
d'agir sur la portlandite et la calcite néoformée du fait
d'un apport constant de CO2.
Suivant la
porosité et la perméabilité originelle du
béton, l'une ou l'autre de ces deux actions antagonistes va
dominer. Généralement, la formation de carbonates stables
dans le réseau des pores diminue progressivement la
perméabilité, freinant ainsi la diffusion des acides. La
réserve alcaline du coeur du béton peut alors jouer un
rôle de barrière. Parallèlement, à
proximité de la surface libre, une partie du bicarbonate de
chaux très soluble va migrer en surface (pression osmotique)
à la faveur de défauts locaux du béton
(ségrégations, fissures). Au contact du CO2 de l'air et
par évaporation, il y aura un dépôt de calcite plus
ou moins important sur le parement.
On conçoit donc
qu'un béton peu perméable et contenant peu de chaux
résistera mieux à l'attaque acide et conservera plus
longtemps ses caractéristiques mécaniques.
Action des sulfates:
expansion
Exogènes:
– les eaux ont circulé à travers des
terrains sulfatés ou magnésiens (gypse, anhydrite, fronts
de dédolomitisation, mais aussi sols en évolution) et
acquis une forte concentration en sels solubles;
– la décomposition de silicates
ferromagnésiens, mais aussi la présence fréquente de
sulfures (pyrites) dans les roches conduit par oxydation à la
formation de sulfates, qui seront remobilisés. On peut
être alerté de ces processus par l’apparition sur
les revêtements de taches ou coulures jaunes à brunes
d’hydroxyde de fer (goethite), associées à la
formation d’acide sulfurique (à ne pas confondre avec de
la « rouille » d’armatures) ;
– une atmosphère de tunnel routier chargée
en anhydride sulfureux (SO2) peut déclencher la formation de
sulfates, mais dont l’action reste très superficielle et
non délétère.
Endogènes:
– certains granulats (anciens) pouvaient contenir
beaucoup de pyrite;
– des sulfates se forment au sein du matériau
au cours de l’enchainement des réactions chimiques
(néo- formations stables ou instables).
Mode d’action des
sulfates
La chaux du liant
est dissoute, donnant lieu à la formation de sulfate de
calcium, immédiatement remis en solution (il y a alors
entrainement de matière) et de gypse (secondaire) expansif.
Celui-ci réagit alors avec l’aluminate tricalcique du
ciment pour former de l’ettringite secondaire (Sel de
Candlot), ou de
la thaumasite. Ces composés fortement expansifs et
non liants sont les
principaux responsables de la désagrégation
des mortiers, voire de certains
bétons anciens, par destruction progressive des liaisons inter
granulaires.
Suivant le contexte,
d’autres cations (Mg, K, Na) participent à ces
réactions complexes.
S’il sont
invisibles à l’œil nu, ces sels particuliers
disposent souvent d’un marqueur caractéristique
apparaissant sur la surface libre sous forme d’efflorescences
fibreuses blanches et instables.
c
Description (aspect visuel du
désordre)
Stade précoce:
dépôts d'exsudats calcaires résultat d'une
dissolution interne, ou efflorescences.
Stade ultime: des
poches de consistance plus ou moins meubles soulignent des reprises
de gachées, ou apparaissent en position aléatoire au sein
de l'anneau – elles sont parfois présentes sous une
pellicule de laitance encore intacte qui sonne le
creux.
Méthodes
d’examen
Examen visuel
– auscultation marteau.
Paramètres à
relever
Altérations
visibles – position dans le profil (systématique ou
aléatoire) – surface et profondeur des poches
altérées – consistance et teinte –
stabilité.
Désordres ou défauts associés
à rechercher
Venues d'eau
continues – forte fissuration – signes d'attaques
sulfatiques (efflorescences).
Origines, causes possibles, facteurs
aggravants
Bétonnage par
temps de gel – sous - dosage en ciment – dissolution du
liant (action du CO2, des sulfates, des chlorures)
- formation de
composés non liants, voire expansifs.
Conséquences, évolutions
possibles
Augmentation
progressive de la porosité, pénétration accrue des
agents aggressifs, perte de cohésion. Amincissement du
revêtement par érosion régressive.
Dangers our
les usagers
Chute
d'éléments (granulats, plaques). Risques pour les
structures
Ruines
locales.
Surveillance
Examen
visuel.
Analyses d'eau et de
béton.
Remèdes
Drainage.
Reconstitution.
Observations |
|
Informations
complémentaires
Dans les voûtes
en béton (coffré ou projeté), l’écaillage
mécanique peut se manifester en tout point du profil par des
fissures de cisaillement avec décollement
d’écailles. Le revêtement se rompt rapidement sous
l’action de contraintes excessives à l’intrados.
Ces avaries sont localisées selon une ou plusieurs
génératrices du tunnel, et souvent en clé de
voûte.
Lorsque le
cisaillement intrados s’est produit, le phénomène
est bien visible si on s’approche suffisamment de la
voûte, et en l’éclairant d’une lumière
rasante.
Si
l’écaillage n’est pas encore
révélé, le choc du marteau permet cependant, par une
réponse vibratoire caractéristique, de suspecter le
phénomène. Ainsi, un intrados ne montrant qu'une
fissuration discrète mais sonnant le creux à une hauteur
bien déterminée du profil en travers, peut être
suspecté de mise en contrainte. Une démolition locale au
marteau permet parfois de mettre en évidence la fissure de
cisaillement.
Nota:
L'excès de compression au sein d'un revêtement peut
produire aussi des fissures parallèles à l'intrados, non
inclinées, et plus difficiles à appréhender sinon
par le martelage.
Il est souhaitable
de compléter un diagnostic d’écaillage par des
mesures de convergences dans la zone atteinte, afin de quantifier
une déformation évolutive. Des mesures au vérin plat
en plusieurs points du profil en travers permettent de
connaître les valeurs des contraintes de compression dans le
revêtement, données précieuses dans le cadre
d’un projet de réfection.
Début de cisaillement du béton en
clé.
L a fissure cisaillante
(type 2) est ici nettement exs- face va sonner le
creux.
Description (aspect visuel du
désordre)
C'est une rupture
qui se manifeste par une ou plusieurs fissures de cisaillement
délimitant des écailles de toute taille. C'est un
désordre structurel.
Méthodes
d’examen
Auscultation marteau
– examen en lumière
rasante.
Paramètres à
relever
Dimensions des
écailles (surface et épaisseur présumées)
– position particulière dans le profil en travers
– ouverture et désaffleurement de la (des)
fissure(s).
Désordres ou défauts associés
à rechercher
Fissuration de
voûte anormale (réseaux orientés, décalage de
lèvres,...), profil déformé. Zones proches
d’aspect sain, mais sonnant le creux au marteau.
Origines, causes possibles, facteurs
aggravants
Excès de
compression dans le revêtement, dépassant la
résistance mécanique du béton.
Conséquences, évolutions
possibles
Extension du risque,
car le désordre est à la fois extensif et
intensif.
Même s'il n'est
pas associé à une déformation de la voûte (cas
fréquent), le phénomène est critique.
ng pour les
usagers
Chutes de plaques de
béton fragilisées.
Il s'agit d'une rupture plus ou moins
complète du revêtement.
Surveillance
Visuelle
(écailles tombées) – noter les PM des
chutes.
IDP rapprochées – mesures des
déformations du profil (convergences relatives) –
mesures des contraintes dans le
revêtement.
Mise sous
surveillance renforcée ou haute surveillance suivant les
résultats des mesures.
Remèdes
Sécurité
des usagers : purges fréquentes – pose de grillages de
retenue.
Suivant le
résultat de la surveillance et des mesures, une réfection
par renforcement de la structure, voire reconstruction est parfois
inévitable.
Observations
Ne pas confondre
avec « éclatement sur armature» |
|
Informations
complémentaires
Ce désordre est
rarement rencontré dans les tunnels récents dont les
sections armées sont réduites (têtes, profils
renforcés). Il se résume le plus souvent à un
éclatement de la laitance au droit d’un fer trop proche
de l’intrados (moins de 1 cm). Il est déclenché par
le processus de carbonatation du béton
( ) qui s'opère à partir de
l'intrados.
La zone
carbonatée ayant un pH de l'ordre de 9, la couche de
passivation des armatures métalliques les plus proches de
l'intrados est détruite ; l'acier va alors se corroder et
déclencher des éclatements du béton par foisonnement
du métal oxydé.
En revanche,
quelques tunnels (années 50 à 70) ont pu être
réalisés entièrement en béton armé; compte
tenu des normes de l'époque, et de l’absence
d’étanchéité, le désordre apparaît
dans les zones humides, poreuses où la carbonatation a
pénétré profondément. La corrosion des
armatures est donc plus ancienne et plus développée. La
percolation des eaux du terrain accélère la corrosion. Le
foisonnement du métal oxydé peut alors décoller des
écailles de béton de 1 à 3 cm
d’épaisseur, créant ainsi un risque pour
l’usager, plutôt que pour la structure (ce désordre
est rarement généralisé à l’ensemble du
tunnel). Une fissuration préexistante ne semble jamais
être à l’origine du désordre.
La disparition de
l’enrobage de béton superficiel met à nu les
armatures, et celles - ci apparaissent rouillées.
L'auscultation au marteau permet de déceler le désordre
avant qu'il ne soit déclaré, ou son extension
prévisible (le béton sonne creux autour de l'écaille
sur le tracé de l'armature).
Le
phénomène étant évolutif, il faut donc agir
rapidement avant la chute d'éléments
volumineux.
Les bétons
projetés montrent parfois des éclatements en zone humide
au droit des plaques d'appuis des boulons. Ce désordre affecte
aussi les éléments préfabriqués minces ( ),
dans lesquels il peut être plus rapide et étendu que dans
un béton épais. En effet, une faible épaisseur de
recouvrement des fers ainsi qu’une fissuration de retrait
traversante peuvent diminuer rapidement leur
résistance.
Spectre des armatures
La photo ci-contre
illustre l'aspect d'un spectre des armatures à l'intrados d'un
anneau armé seulement en piédroits. Des perçages de
contrôle ont pu confirmer que ce spectre est d'autant plus
marqué que les fers sont proches de l'intrados et qu'il
disparait quand les fers sont à plus de 5 cm de profondeur. De
fines fissures de retrait peuvent souligner les lignes du spectre.
Un fer tangent provoque à court terme un éclatement de
laitance très localisé. Les causes sont multiples : mise
en résonance de la nappe d'armature pendant la vibration
interne ou externe – légères ségrégations
entre fer et coffrage par effets de paroi (proximité du
coffrage et des armatures) – pellicule de graisse sur les
armatures (rare, mais constaté).
Le spectre se
rencontre très souvent dans les tunnels récents mais
n'entraîne pas obligatoirement d'éclatement
superficiel.
Description (aspect visuel du
désordre)
Fers oxydés
apparents (chute du béton d’enrobage ou de la
laitance).
Écaille
tombée, ou décollée mais toujours en
place.
Méthodes
d’examen
Examen visuel
– auscultation au marteau (particulièrement si le
spectre des armatures est très affirmé).
Paramètres à
relever
Extension des zones
d’armatures visibles (ou de leur spectre), dimensions des
écailles, épaisseur.
Désordres ou défauts associés
à rechercher
Humidité
– altérations du béton – fissures fines,
parallèles et nombreuses – présence de zones
sonnant le creux.
Origines, causes possibles, facteurs
aggravants
Dépassivation
des fers par la carbonatation du béton.
Propagation de
l’humidité jusqu’aux armatures qui rouillent et
gonflent, faisant éclater le béton (enrobage trop faible)
– mauvais positionnement des fers ou déplacement pendant
la montée du béton.
L'absence
d'étanchéité extrados, une atmosphère
chargée de gaz d'échappement, la présence de
chlorures aux têtes (sels de déverglaçage) sont des
facteurs aggravants.
Conséquences, évolutions
possibles
Extension
progressive de l’oxydation le long de l'armature, et donc des
décollements. ngers pour les usagers
Chutes de plaques ou
d'éléments si le désordre est situé au dessus
des voies de circulation (surtout bétons armés
anciens). Risques pour les
structures
En béton
coffré de voûte, la profondeur du désordre est
limitée à l’épaisseur du recouvrement des
fers. Dans le cas d'éléments minces, la résistance
peut être diminuée.
Surveillance
Examens visuels
fréquents.
Remèdes
Purges, piquages,
dégagement complet et passivation des fers,
ragréages.
Observations |
|
Informations
complémentaires
Cette fiche
s'applique principalement aux éléments voûtés
minces en béton armé remplaçant un revêtement
classique construit en place.
Il existe des
structures relativement anciennes (années 1950)
réalisées en béton armé, constituées
d’un voile voûté mince (5 à 6 cm)
renforcé de nervures. Ces éléments,
préfabriqués à l’extérieur, ont
été transportés en tunnel et posés jointifs sur
des corbeaux en béton; leur longueur est de 1 m environ. Ils
ne sont pas liaisonnés entre eux.
Aucun
soutènement d'excavation ni remplissage n'étaient mis en
place à l'extrados. Il est donc possible d'inspecter un espace
annulaire parfois important.
Quand ces
éléments sont complétés dès la
construction par un béton de remplissage auquel il servent de
coffrage perdu, leur fragilité disparaît
donc.
Éléec son
armatuvisible)
Description (aspect visuel du
désordre)
Fissures,
épaufrures avec fers apparents, éclatements par corrosion
des fers.
Chocs de PL sur les
éléments mal alignés, entraînant des
épaufrures profondes et des déplacements
d’éléments.
Méthodes
d’examen
Examen visuel
– auscultation marteau.
Paramètres à
relever
Dimensions ou
extension du désordre par rapport à la taille de
l’élément préfabriqué.
Désordres ou défauts associés
à rechercher
Les
éléments atteints sont-ils groupés ou
isolés?
Si l'espace
annulaire extrados est accessible, rechercher une éventuelle
surcharge rocheuse.
Origines, causes possibles, facteurs
aggravants
Chocs à
l’intrados – surcharges à
l’extrados.
Conséquences, évolutions
possibles
Rupture de
l’élément, voire chute.
Dangers pour les
usagers
Chutes de
débris ou d'un élément entier suite à un
choc.
Risques pour les
structures
Destruction des
éléments.
Surveillance
Examen
visuel.
Remèdes
Remplacement (si
possible).
Observations |
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Informations
complémentaires
Le béton
projeté est systématiquement utilisé dans les
méthodes de soutènement des excavations, avant la pose de
l'étanchéité et du revêtement. Cette fiche ne
concerne que les bétons projetés apparents constituant le
revêtement définitif d'un tunnel (neuf ou
réparé). La fiche s'applique à tous les mortiers ou
bétons mis en place par projection.
Chronologiquement,
on trouve:
– les gunites:
mortier projeté sous forme de
couche mince (1 à 3 cm) en moyenne, rarement armé, dont
le but était de stabiliser la surface instable d'une
excavation. Très rapidement altérées ou
décollées, les gunites n'assurent plus aucune protection
contre les chutes de pierres;
– les bétons
projetés: utilisés en tunnels anciens dans le cadre de
confortements, ils sont plus épais (5 à 15 cm) ; le plus
souvent armés de treillis soudé épinglé au
rocher. Leur tenue dans le temps est généralement
très bonne;
– les bétons projetés
fibrés (fibres
plastiques ou métalliques), avec ou sans treillis soudé.
La fissuration est moins développée ;
– les coques auto -
stables réalisées en béton projeté
armé avec étanchéité totale. Aucun
désordre spécifique lié à la technique de
fabrication n'apparait pour l'instant.
Description (aspect visuel du
désordre)
Fissuration
particulière de type faïençage.
Défauts
d'enrobage du treillis soudé, parfois localement apparent
(aspect «gaufré»).
Fortes variations
d’épaisseur, surtout sur le rocher (présence de
«pointes»)
Éclatements
superficiels sur treillis ou tête de boulon
oxydés.
Défaut
d’adhérence au support ou support rocheux
altéré (zones sonnant le creux).
Ruptures et chutes
partielles.
Méthodes
d’examen
Examen visuel
– auscultation marteau.
Paramètres à
relever
Zones sonnant le
creux (extension et position dans le profil) – adhérence
du béton aux limites (cas de «rustines» de
réparation) –
présence
d’instabilités localisées aux limites –
estimer l'épaisseur d'enrobage du treillis
soudé.
Désordres ou défauts associés
à rechercher
Venues d’eau
ponctuelles – fissures de grande extension,
ouvertes.
Origines, causes possibles, facteurs
aggravants
Projection sur un
support mal nettoyé ou purgé – présence de
venues d’eau.
Défauts de mise
en œuvre – mauvaise qualité du support –
zones sans treillis soudé ni fibres (réparations
anciennes).
Un béton
projeté résiste mal à un gonflement du
terrain.
Conséquences, évolutions
possibles
Instabilités
locales, altérations.
Dangers pour les
usagers
Chutes
d'élements (rares). Risques pour les
structures
Faibles à forts
suivant l'intensité des désordres.
Surveillance
Examen visuel
– noter l'apparition de fissures.
Remèdes
Mise en
sécurité par purges des parties instables –
reconstitution de la continuité du
revêtement.
Observations |
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Informations
complémentaires
La plupart d'entre
eux sont la conséquence des procédures de mise en oeuvre.
Ils ne sont pas considérés comme des désordres en
tunnels. On citera pour mémoire:
Bullage (ou
soufflure), fuites de laitance ou nids de cailloux, ressuage,
pommelages, variations de teinte, traces de rouille, spectre des
armatures ( ), déformations localisées du
coffrage.
Nous renvoyons au
Guide Technique édité par le LCPC dont les descriptions
s'appliquent à tous les types de parements d'ouvrages d'art
courants.
Les photos suivantes
illustrent quelques aspects de ces défauts sur les parements
de tunnels.
c Fiche 30
Faïençage dense Déformation
locale du coffrage
Fnt Ressuage
Traces d'écoulement depuis pipe de
clé Bullage (ou soufflures)
Description (aspect visuel du
désordre)
Défauts
altérant l'aspect, la teinte ou l'uni de surface de
l'intrados.
Méthodes
d’examen
Examen visuel
– vérification au marteau.
Paramètres à
relever
Étendue,
intensité.
Désordres ou défauts associés
à rechercher
Altération
locale – autres désordres (ségrégations,
humidité, zone sonnant le creux, fissures).
Origines, causes possibles, facteurs
aggravants
Composition du
béton, qualité de la peau du coffrage, influence du
produit de décoffrage, mise en place et vibration du
béton, qualité de la cure.
Conséquences, évolutions
possibles
Aucune sauf si
désordres associés évolutifs.
Dangers pour les
usagers
Aucun.
Risques pour
les structures
Aucun sauf si
désordres associés évolutifs.
Surveillance
Examen
visuel.
Remèdes
Aucun sauf si
désordres associés évolutifs.
Observations
On observe que
ces défauts sont localisés le plus souvent en
piédroits ou en naissance. |
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1. Introduction
