Brevet FR2576948A1 — publié le 19860808

Procédé de réhabilitation ouvrages d'art et autres constructions et dispositifs pour sa mise en oeuvre La présente invention s'applique de façon générale à toutes constructions -mais plus spécialement aux ouvrages de génie civil- présentant entre éléments constitutifs un ou plusieurs joints, qu'ils soient ouverts ou fermés, occasionnels ou systématiques. Elle a pour but de conforter, réparer ou le cas échéant établir une continuité de structure au droit de tels joints. Si l'on considère une structure constituée par exemple d'éléments en béton armé préfabriqués, juxtaposés et assemblés par précontrainte en certaines zones, laquelle structure est soumise en service à des charges roulantes en partie supérieure, on pourra assister à la longue à un retrait différentiel de masses de béton de volumes inégaux, sur un certain nombre d'éléments, entrainant une répartition nouvelle de la précontrainte, ce qui risque de se traduire par une diminution, voire une annulation, de la précontrainte en certaines zones de contact. La continuité longitudinale en ces zones est de ce fait amoindrie ou meme supprimée. L'ouvrage localement ne fonctionne plus comme prévu. I1 y a risque de dégradation selon un processus évolutif.Des phénomènes visibles apparaissent aux joints, tels que mouvement, usure, souillure du joint, provoquant ultérieurement des fissurations des dalles au-delà du joint. Il convient donc de rétablir la continuité de la structure ainsi que sa précontrainte locale. Conformément à la présente invention, on exerce, dans un premier temps, un effort temporaire de grandeur contrôlée dans le plan du joint considéré, de façon à y engendrer, reprendre ou moduler une précontrainte à taux déterminé, réalisant ainsi une continuité de structure à caractère transitoire par la conjugaison des actions de reprise de l'effort tranchant et de précontrainte au droit dudit joint, après quoi, dans un deuxième temps, on bloque le joint en position dite "ouverte", de manière à assurer une substitution permanente à l'effort temporaire initialement développé, lequel peut alors être relâché. Selon un mode d'exécution du procédé en deux temps de l'invention, l'effort temporaire développé dans le premier temps est exercé au sein d'un évidement prati qué dans le plan du joint considéré afin de dégager un volume au droit du centre désiré--d' application dudit effort temporaire, tandis que le blocage permanent effectué dans le deuxième temps s'exerce au sein d'une ou plusieurs autres cavités voisines dont l'implantation est judicieusement calculée. Tant ledit évidement que la ou lesdites cavités voisines sont pratiqués dans la structure en travaillant "en plafond" et en veillant à ne pas déboucher en partie haute, surtout dans le cas d'ouvrages d'art permettant le trafic de charges roulantes. Pour l'exercice de l'effort temporaire au sein de l'évidement, on pourra avantageusement recourir à un vérin hydraulique extra-plat ou bidimensionnel dit vérin galette", s'arc-boutant contre la paroi de l'évidement par l'entremise le cas échéant de plaques d'appui de conformation adaptée à ladite paroi. Pour l'exercice du blocage permanent au sein de la ou des cavités, on pourra avantageusement recourir à un dispositif de clavage à pions, coins, cales ou analogues. Ce dispositif de clavage -lequel peut présenter une multiplicité de points d'appui, selon les critères de contraintes locales- possède des caractéristiques lui conférant des aptitudes durables, notamment de résistance à la compression, de résistance au cisaillement, de maîtrise du retrait et de fluage. Par ses dimensions, son emplacement et sa conception technologique, il permet la transmission des efforts de compression, par une aptitude de reprise des efforts de cisaillement et par une capacité d'adhérence liée à la conjugaison des efforts. Un traitement éventuel ultérieur et complémentaire du joint est alors aisément exécuté, s'il s'avère utile, par injection, matage ou tout autre procédé, afin d'assurer un blocage ou un colmatage du joint en toute section. La description qui va suivre en regard des dessins annexe, donnée à titre exemple non limitatif, fera bien comprendre comment linvention peut être réalisée. la figure 1 est une vue en élévation avec coupe vertical d'une portion d'ouvrages d'art environnant un plan de joint entre voussoirs en hourdis supérieur, sous charges roulantes, en zone de répartition de précon traînte altérée, cette Jue illustrant un mode d'exécux tion du procédé de la présente invention; la figure 2 est une vue en plan de cette portion avec coupe horiontale selon la ligne II-II de la figure 1;; les figures 3 et 4 sont des vues très sché- reakiques respectivement en élévation et en plan dudit ouvrage d'art montrant l'implantation des creusements qui y sont pratiqués pour la mise en oeuvre de la présente invention. Pour l'exécution de la première phase du procédé selon la présente invention, on pratique, dans le plan du joint 1 entre les voussoirs 2, un évidement ou niche cylindrique 3 (voir figures 1 et 2) permettant de dégager un volume au droit du centre désiré d'application de l'effort de précontrainte, en recherchant avantageusement la fibre neutre de la dalle pour pouvoir exercer une précontrainte bien centrée. Pour ménager cet évidement 3, on travaillera "en plafond" en veillant à ne pas déboucher en partie haute, afin de permettre à l'ouvrage de demeurer en service et de ne pas altérer son étanchéité.Cet évidement n peat être réaliste par carottage, forage, repiquage ou tout autre moyen convenable d'intervention répondant à des critères techniques: par exemple, de dimension, de précision d'exécution, de vibration. L'effort de prEcontrainte est exercé au moyen d'un vérin hydraulique extra-plat ou bidimensionnel 4 dit vérin galette" dont on voit en 5 le conduit d'alimentation qui sty raccorde Ce vérin 4 permet d'appliquer une force déterminée sur une surface connue. Pour ce faire, des plaques d'appui métalliques 6 de forme convenable telle que des segments cylindriques, viennent transmettre et répartir l'effort du vérin 4 sur le béton 2 et plus précisément sur ses deux faces symétriques par rapport au joint 1. Ainsi, dans le cas oi: les surcharges sont variables dans leur intensité et dans leur point d'application, ce dispositif de vérin 4, par sa nature et sa conception mécanique, est apte à reprendre la variation d'effort tranchant correspondant. Ce dispositif d'action instantané réalise artificiellement une première continuité de structure à caractère transitoire. Dans une deuxième phase d'exécution du procédé selon la présente invention, on pratique des cavités 7 (voir figures 3 et 4) dans le plan du joint 1, selon un espacement et une section calculés en fonction des capacités mécaniques du dispositif de clavage (clefs, coins) décrit plus loin et des caractéristiques du matériau constituant le support. Ces cavités planes ou cylindriques 7, pas plus que les niches ou évidements 3, ne débouchent en zone supérieure, pour les mêmes raisons mentionnées plus haut. Les organes de clavage sont alors engagés dans chaque cavité 7. Ils sont constitués de pièces d'acier ou de matériaux équivalents, sous forme de pions ou cales cylindriques, prismatiques ou parallélépipédiques, appropriée à la section des cavités 7. Ces pions ou cales sont introduits dans chacune des cavités 7 dès lors que la première phase de mise en oeuvre du procédé est réalisée dans les évidements 3. Leur bridage en position est obtenu soit par scellement à la résine polyester ou cpoxy présentée sous forme de cartouches prédosées ou non connues sous la désignation de chevilles chimiques, soit par expansion d'un système mécanique de rattrapage de jeu, par exemple à cames ou clavettes engagées ultérieurement. Dès que le dispositif de clavage a atteint la résistance voulue dans les cavités 7, on peut relâcher l'effort de précontrainte ou d'ouverture du joint 1, realise en première phase dans les évidements 3. Les dispositifs de pions ou cales ainsi mis en place dans les cavités 7 peuvent alors prendre la relève du dispositif de vérin 4 pour transmettre les efforts de précontrainte et les efforts tranchants, et l'on peut recupérer le dispositif de vérin 4 pour réutilisation. La contrainte d'effort tranchant est reprise par la matière constituant les pions ou cales. Cette capacité peut être améliorée en creusant les cavités 7 d'une facon plus ou moins inclinée et alternée en quinconce dans le plan du joint 1, complétant ainsi le système par un effet de butée mécanique. Dès lors, la continuité de structure est assurée. Le procédé de confortement ou de création de continuite de structure qui vient d'être décrit offre les avantages suivants: Il permet de réaliser les travaux sous charge variable normalement admissible par l'ouvrage, sans apporter de gêne à un mouvement quelconque de ces charges; il ne change ni l'aspect de la structure du point de vue esthétique, ni le gabarit de l'ouvrage ou sa section utile sur un plan dimensionnel;; il permet, dans une section, de traiter le problème d'équilibre de contrainte localisée et déterminée, sans porter atteinte à l'état d'équilibre global du système considéré, que ce soit une partie d'ouvrage ou bien l'ouvrage dans sa totalité, (ainsi par exemple, il ne modifie pas la charge totale de précontrainte dans un ouvrage constitué d'éléments préfabriqués à joints, tout en permettant d'en modifier dans un sens favorable la répartition), il n'apporte pas de masse supplémentaire de matériaux, en charge de poids propre;; il peut être mis en oeuvre à l'aide d'un matériel de type standard léger et portatif permettant ainsi une grande souplesse d'intervention en tous lieux de l'ouvrage accessibles à l'homme et il est par conséquent relativement peu croûteux, il permet, pour une zone déterminée, en l'espèce un joint, de moduler l'effort selon les nécessités, en tout point d'application de l'action de vérin par contrôle, manométrique ou autre, du dispositif; il permet de traiter un ouvrage ou une structure comprenant aussi bien une que plusieurs zones d'al tération de continuité de structure; dans ce cas, il permet en fait de traiter plusieurs zones d'une façon plus ou moins simultanée selon un mode opératoire préétabli; il permet d'intervenir sur des structures à parement vertical, horizontal ou incliné pour une mise en place de pions en toutes positions. Il est à noter enfin que la gamme des efforts mis en oeuvre et maîtrisés par le procédé de l'invention est très vaste: de l'infiniment petit (9 l'échelle de l'ouvrage), elle peut atteindre une valeur maximum fixée par la résistance admissible et la capacité du matériau constituant l'ouvrage à traiter. REVENDICATIONS 1. Procédé de réhabilitation d'une construction et notamment d'un ouvrage de génie civil présentant entre éléments constitutifs un ou plusieurs joints au droit desquels il convient d'établir ou de rétablir une conti nuité de structure, caractérisé en ce qu'on exerce, dans un premier temps, un effort temporaire de grandeur con trôlée dans le plan du joint consideré (1), de façon à y engendrer, reprendre ou moduler une précontrainte à taux déterminé, réalisant ainsi une continuité de structure à caractère transitoire par la conjugaison des actions de reprise de l'effort tranchant et de précontrainte au droit dudit joint (1), après quoi, dans un deuxième temps, on bloque le joint en position dite "ouverte", de manière à assurer une substitution permanente de l'effort temporaire initialement développé, lequel peut alors être relâché. Z. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on exerce l'effort temporaire développé dans le premier temps, au sein d'un évidement (3) pratique dans le plan du joint considére (1) afin de dégager un volume au droit du centre désiré d'application dudit effort temporaire, tandis que le blocage permanent effectué dans le deuxième temps s'exerce au sein d'une ou plusieurs cavités voisines (7) dont l'implantation est judicieusement calculée. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on pratique ledit evidement (3) ainsi que la ou les dites cavités voisines (7) dans la structure (2) en travaillant en "plafond" sans déboucher en partie haute. 4. Procédé selon la revendication l, 2 Ûu 3, caractérisé en ce qu'on exerce l'effort temporaire au sein de l'évidement (3), dans le premier temps, au moyen d'un vérin hydraulique extra-plat ou bidimensionnel (4) dit "vérin galette" g'arc-boutant contre la paroi de l'évidement (3) par l'entremise le cas échéant de plaques d'appui (6) de conformation adaptée à ladite paroi. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le blocage permanent est effectué au sein de la ou des cavités (7), dans le deuxième temps, au moyen d'un dispositif de clavage faisant appel à des pions, coins, cales ou analo- gues.