Brevet FR2573113A1 — publié le 19860516

La présente invention est relative à un procédé et un dispositif de protection d'armatures, notamment de précontrainte dans des ouvrages d'art tels que ponts, viaducs, etc, ces armatures pouvant être notamment des câbles, des tirants, des haubans, des suspentes, des barres etc.... On utilise couramment des armatures de precontrainte dans de tels ouvrages d'art et ces armatures sont habituellement contenues dans des gaines ou conduits tubulaires remplis d'un matériau assurant la protection et la tenue de l'armature dans le conduit correspondant. Les techniques traditionnelles consistent à injecter dans les conduits tubulaires contenant les armatures, un coulis de ciment. L'utilisation de coulis de ciment, bien que largement répandue pose des problèmes au niveau des possibilités de contrôle des efforts et de remplacement des armatures. On a donc proposé plus récemment, pour remplacer le coulis de ciment, d'injecter dans les conduits autour des armatures de précontrainte des produits fluides, tels que notamment des graisses ou des cires. Dans ce cas, on utilisera pour désigner de façon générique de tels produits, le terme de graisse, étant entendu que l'on peut mettre en oeuvre l'invention avec d'autres produits pressentant une fluidité approprie lors de leur injection et conservant tout ou partie de ses caractéristiques de fluidité en cours d'utilisation. Cette technique d'injection peut être utilisée aussi bien pour les précontraintes dites interieures que les précontraintes dites extérieures, ctest-à-dire que les conduits peuvent se trouver aussi bien à l'intérleur du béton de l'ouvrage l'ouvrage qu'à I'extérleur de celui-ci, en général à l'intérieur du caisson constituant la structure de l'ouvrage d'art. L'intérêt de la precontrainte extérieure est notamment de permettre un trajet de câblage simplifié formé de sections droites, les efforts de poussée aux points anguleux de déviation étant repris par des blocs en béton de forte section ou des pièces métalliques appelés deviateurs. Les avantages de l'injection à la graisse associés au type de trace de câblage mentionné ci-dessus, par rapport à une injection classique de coulis de ciment sont nombreux. On peut citer notamment une très bonne protection des armatures contre la corrosion, une tres bonne possibilité de contrôle des efforts et de remplacement de l'armature, un schéma de câblage simplifie, un contrôle plus aisé du conduit tant intérieur qu'extérieur (contrôle du remplissage par gammagraphie). On peut par contre noter un inconvénient lié au fait que la graisse n'est pas figée ce qui nécessite l'utilisation de conduits parfaitement étanches, ce qui est obtenu avec les matériaux couramment utilisés pour la réalisation des conduits à savoir la2cl*S OU les matières élastiques celles sîle que le polyéthylene haute densité os 1 polypropylene. Un autre problème qui se pose et que vise en part cLli--- à la présente invention résulte du fait que la graisse devieat plus fluide mesure que la température s'élève de telle sorte que lion onstax~ une migration de celle-ci notamment des points hauts du gainage vers la bas3 provoquant des variations de pression de la graisse risquant de provoquer des fuites notamment au niveau des joints des conduits. Un autre problème qui se pose est lié au fait que les graisses utilisées qui sont relativement fluides, par exemple de grades 000,00,0,1 ont un coefficient de dilatation thermique différent, généralement plus important que celui du conduit. En effet, dans la mesure où la graisse est incompressible, il est nécessaire de prévoir une évacuation de l'excès de graisse résultant de l'accroissement de température et qui risquerait de provoquer une détérioration du conduit amené à subir des pressions ou des déformations excessives. La présente invention se propose de fournir un procédé et un dispositif permettant notamment d'éviter ces inconvénients. Le procédé selon l'invention se caractérise par le fait que l'on injecte dans le ou les conduits contenant les armatures de la graisse à une température égale ou supérieure à la moyenne des températures extrêmes auxquelles la graisse sera soumise en cours d'utilisation, que l'on met en place sur le ou les conduits au moins un vase d'expansion fermé à membrane et que l'on règle le niveau de graisse dans le ou les conduits de façon à amener la pression dans le ou les vases d'expansion à la pression correspondant à la pression d'équilibre du vase d'expansion à la température de la graisse injectée. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention dans des pays tempérés où les températures maximales que peut atteindre la graisse dans les conduits vont dtenviron - 10 C à + 350 C, on injecte par exemple la graisse à une température voisine de 20 C. Compte tenu de la surpression existant en permanence dans le vase d'expansion, lorsque la température de la graisse dans le ou les conduits est inférieure à la température d'injection, la graisse est restituée par le ou les vases d'expansion aux conduits, et à l'inverse, en période plus chaude, de la graisse est emmagasinée dans le vase d'expansion, cette graisse étant restituée ensuite au conduit.L'accumulation de graisse dans le ou les vases d'expansion permet ainsi de résoudre le problème posé par les différences de coefficients de dilatation thermique de la graisse par rapport aux conduits de gainage et celui pose par les variations de fluidité. Le dispositif selon l'invention pour mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus se caractérise par le fait qu'il comprend au moins un vase d'expansion fermé à membrane mis en place sur au moins un conduit contenant des armatures de précontrainte, le ou les vases d'expansion étant en place sur des piquages du ou des conduits, de préférence les piquages servant à l'injection de graisse dans le ou les conduits, un piquage de remplissage en graisse associé à un manomètre étant disposé entre le vase d'expansion et le piquage recevant celui-ci. Selon l'invention, on peut mettre en place un ou plusieurs vases d'expansion sur la longueur d'un même conduit ou de plusieurs conduits en série et/ou un ou plusieurs vases d'expansion reliés chacun à plusieurs conduits en parallèle. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de mise en oeuvre en se référant au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe d'un ouvrage d'art en béton dans lequel peut être mise en oeuvre la présente invention, - la figure 2 est une vue en perspective fragmentaire du même ouvrage d'art, - la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif selon l'invention et, - la figure 4 est un graphique illustrant la relation entre la pression et la température dans un vase d'expansion utilisé dans le dispositif de la figure 3. On voit sur les figures I et 2 un ouvrage d'art en béton à structure en caisson du type à précontrainte extérieure dans lequel les conduits 2 formant le gainage des câbles de précontrainte sont disposés à l'intérieur du caisson, la structure comportant des déviateurs 3 permettant de réaliser un schéma de cablage tel qu'illustré à la figure 2 dans lequel les conduits et les cables qu'ils contiennent présentent des portées horizontales raccordées à des portées obliques. La figure 3 illustre schématiquement un dispositif selon l'invention mis en place sur un conduit 2, plus précisément sur un piquage 4 de celui-ci équipé d'une vanne 5. De tels piquages 4 sont normalement mis en place. à des distances déterminées sur la longueur des conduits pour permettre l'injection de graisse dans le conduit. Selon l'invention il est prévu un vase d'expansion fermé 6, par exemple du type comportant une membrane intérieure 7, une surpression prédéterminée régnant par construction dans le vase d'expansion. De tels vases d'expansion sont bien connus dans de nombreuses applications et sont notamment commercialisés en différents volumes sous la dénomination "Thermador". Le dispositif selon l'invention comprend entre la vanne 5 et le vase d'expansion 6, un piquage de remplissage en graisse 8 -équipé d'une vanne 9 et d'un manomètre 10. On va maintenant décrire dans ce qui suit un exemple de mise en oeuvre de l'invention. On injecte tout d'abord dans le ou les conduits 2 de la graisse de manière traditionnelle mais selon i'invention à une température supérieure à la température moyenne à laquelle pourra être soumise la graisse compte-tenu des conditions climatiques de la région où est situé l'ouvrage, dans l'exemple considéré à une température d'environ 200 C. Après quelques heures nécessaires pour annuler la pression d'injection, on monte le ou les vases d'expansion 6 sur les conduits 2 de façon à réaliser le dispositif tel qu'illustré à la figure 3. En utilisant le piquage de remplissage 8 on règle ensuite le niveau de graisse de façon à faire correspondre la pression du vase d'expansion à la température de la graisse, cette correspondance, pour l'exemple particulier, étant illustrée à la figure 4. La courbe illustrée à la figure 4 correspond à un vase d'expansion d'un volume total de 4 litres ayant une capacité de variation de 2,5 litres prégonflé à 0,5 bar de pression relative La variation de la pression en fonction de la température est déterminée en prenant pour hypothèse qu'à la température la plus basse susceptible d'être rencontrée, le vase d'expansion est vide de graisse > c'est-à-dire que toute la graisse a été restituée au conduit. On voit sur la courbe de la figure 4 que ce point A correspond à une température dans l'exemple considéré de - 100 C, la pression relative est alors de 0,5 bar c'est-à-dire la pression de prégonflage prévue par construction pour le vase d'expansion. Les autres points de la courbe sont déterminés en utilisant la loi de Mariotte. Dans l'exemple considéré où la température de la graisse injectée est de 200 C, on ajuste le volume de graisse de façon à atteindre une valeur de pression relative correspondant au point B de la courbe soit 1,05 bar. La graisse utilisée étant pratiquement incompressible, une augmentation de température provoque un reflux de la graisse se trouvant dans le ou les conduits dans le ou les vases d'expansion et à l'inverse une réduction de température entrain une restitution de la graisse dans les conduits. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. En particulier la présente invention n'est pas limitée à la précontrainte extérieure mais peut également être mise en oeuvre pour des conduits incorporés dans le béton. De plus, bien que dans l'exemple illustré il soit prévu un vase d'expansion raccordé à un conduit, il est clair que l'on peut raccorder un vase d'expansion à plusieurs conduits en parallèle ou en série. REVENDICATIONS 1. Procédé de protection armatures nOtammQS d- dans des ouvrages d'art par Injection de graisse ou proded fluide caractérisé par le fait que l'on injecte dans le ou des conduits (2) contenant des armatures, de la graisse a une température égale ou zutou supérieure à la moyenne des températures extrêmes auxquelles la graisse sera soumise en cours d'utilisation, que l'on met en place sur le ou les conduits au moins un vase d'expansion fermé (6) à membrane (7) et que l'on regle le niveau de graisse dans le ou les conduits de façon à amener la pression dans le ou les vases d'expansion à la pression correspondant à la pression d'équilibre du vase d'expansion à la température de la graisse injectée. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un vase d'expansion (6) fermé à membrane (7) mis en place sur au moins un conduit (2) contenant des armatures de précontrainte, le ou les vases d'expansion étant mis en place sur des piquages (4) du ou des conduits, un piquage de remplissage en graisse (8) associé à un manometre (10) étant disposé entre le vase d'expansion et le piquage recevant celui-ci. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les piquages (4) recevant les vases d'expansion (6) sont les piquages servant à l'injection de graisse dans le ou les conduits (2).