Brevet FR2818676A1 — publié le 20020628

Procédé de démontage d'un câble de précontrainte et dispositif pour la mise en oeuvre La présente invention est relative à un procédé de détension progressive d'un câble de précontrainte. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé permettant la libération contrôlée de l'énergie accumulée dans un câble de précontrainte extérieure cheminant au sein d'un ouvrage de génie civil, selon un tracé en ligne brisée, dont les points singuliers sont constitués notamment par des ancrages ou des déviateurs du câble. En effet, lors d'opérations de contrôle réalisées périodiquement sur ces ouvrages de génie civil, des défauts de structure dans les éléments constitutifs des câbles sont parfois détectés, de sorte qu'il est nécessaire de procéder à leur remplacement. Plusieurs techniques de remplacement sont généralement utilisées qui se distinguent cependant en fonction du type de câble utilisé. Ainsi, on distingue les câbles avec injection non adhérente et les câbles avec injection adhérente. Pour la première famille de câble, une première technique consiste à utiliser la sur-longueur de câble dépassant au niveau du massif d'ancrage pour permettre l'accrochage d'un vérin de mise en tension. Une seconde technique consiste à effectuer une chauffe localisée successivement sur chacune des pièces de coincement au niveau de la tête d'ancrage pour laisser glisser le câble qui se détend. Cette seconde technique est souvent usitée lorsqu'il n'existe pas de sur-longueur de câble (ancrage recépé). Un inconvénient de cette technique consiste en un risque de recul brutal des pièces d'ancrage. Pour la seconde famille de câble, la détension se fait habituellement, par une technique de chauffe, dans la partie courante du câble (entre les points singuliers), préalablement dégarni de sa gaine et du coulis d'injection. Les principales difficultés de cette opération sont: - les projections ou l'émanation de produits gazeux lors du dégarnissage de la gaine et du coulis périphérique; - une gêne au glissement du câble le long de son tracé; - un éventuel blocage aux franchissements des points singuliers de l'ouvrage; - une libération instantanée de l'énergie emmagasinée dans le câble en cas de rupture non contrôlée du câble, qui peut notamment se produire si certains torons du câble sont endommagés au niveau de la zone de travail, ce qu'on ne sait pas a priori (les torons restant peuvent se rompre brutalement lors de l'enlèvement de la gaine et du coulis ou lors du chauffage); - un fouettement du câble contre l'ouvrage; - un recul important des pièces d'ancrage. La rupture incontrôlée d'un câble peut avoir des conséquences graves voire catastrophiques. Les câbles de précontrainte emmagasinent des énergies considérables, dont la libération brutale peut endommager fortement l'ouvrage et mettre en péril la sécurité du personnel d'intervention. La présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients en proposant un procédé sécurisé de détension progressive d'un câble de précontrainte à injection adhérente. A cet effet, l'invention propose un procédé de démontage d'un câble de précontrainte d'un ouvrage de construction, le câble comprenant une gaine, au moins une armature s'étendant dans la gaine et tendue entre deux dispositifs d'ancrage et une matière durcie remplissant la gaine autour de l'armature. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes: installer au moins un dispositif de dissipation d'énergie entre une zone de l'ouvrage et une portion accessible du câble, le dispositif de dissipation d'énergie ayant une première extrémité appliquée sur une zone d'appui et une seconde extrémité, et étant propre à limiter la force auquel il est soumis en fonction de la vitesse de déplacement relatif entre ses première et seconde extrémités, ladite portion du câble étant au voisinage d'un premier organe de retenue du câble; - serrer ladite portion du câble dans un second organe de retenue en prise sur la gaine et relié à la seconde extrémité du dispositif de dissipation d'énergie; - sectionner le câble entre les premier et second organes de retenue. Grâce à ces dispositions, on peut détendre un câble précontraint sans risquer d'endommager l'ouvrage de génie civil et en toute sécurité pour l'utilisateur. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - on ancre le premier organe de retenue à l'ouvrage de construction; - on applique la première extrémité du dispositif de dissipation d'énergie sur une zone d'appui formée par une zone de l'ouvrage; - on applique la première extrémité du dispositif de dissipation d'énergie sur une zone d'appui formée par ledit premier organe de retenue du câble; - l'énergie absorbée par le dispositif de dissipation d'énergie lors de la détension du câble est utilisée pour ramener le second organe de retenue en direction de la position qu'il occupait avant que l'on sectionne le câble. Selon un autre aspect de l'invention utilisant un procédé de détension de câble tel que visé précédemment, celle-ci a pour objet un dispositif de démontage d'un câble de précontrainte d'un ouvrage de construction, le câble comprenant une gaine, au moins une armature s'étendant dans la gaine et tendue entre deux dispositifs d'ancrage et une matière durcie remplissant la gaine autour de l'armature, caractérisé en en ce qu'il comporte au moins un dispositif de dissipation d'énergie ayant une première extrémité destinée à être appliquée sur une zone d'appui et une seconde extrémité, et étant propre à limiter la force auquel il est soumis en fonction de la vitesse de déplacement relatif entre ses première et seconde extrémités, et un second organe de retenue relié à la seconde extrémité du dispositif de dissipation d'énergie, pour venir en prise sur la gaine du câble dans une portion accessible de celui-ci située au voisinage d'un premier organe de retenue du câble. Dans des modes de réalisation préférés du dispositif de démontage, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le dispositif de dissipation d'énergie comporte au moins un système hydraulique cylindre piston s'étendant entre le second organe de retenue et la zone d'appui, le dispositif de démontage comprenant en outre un circuit d'acheminement du fluide hydraulique chassé consécutivement au déplacement relatif entre ledit piston et ledit cylindre vers une enceinte accumulatrice, ledit circuit comportant un organe de limitation de débit; - l'enceinte accumulatrice comprend deux fluides séparés par une surface libre qui assure l'équilibre entre la pression du fluide hydraulique débouchant dans l'enceinte accumulatrice et la pression du second fluide gazeux; - le dispositif de dissipation d'énergie permet de laminer le fluide hydraulique lors de son transfert entre le cylindre et l'enceinte accumulatrice; - le second organe de retenue est une mordache dont la capacité de serrage peut atteindre 40 tonnes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins: - les figures 1, la, lb sont des vues en élévation latérale d'un ouvrage de génie civil pourvu d'au moins un dispositif de dissipation d'énergie pour câble de précontrainte; - la figure 2 est une vue en coupe et en élévation latérale du dispositif de démontage avant sectionnement du câble; - la figure 3 est une vue en coupe et en élévation plane de la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe et en élévation latérale du dispositif de démontage, illustrant la phase de sectionnement du câble; - la figure 5 est une vue en coupe et en élévation latérale du dispositif de démontage après sectionnement du câble; - la figure 6 est une vue illustrant le schéma hydraulique de l'installation. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Sur la figure 1, on a représenté un ouvrage de génie civil 1 dans lequel chemine au moins un câble de précontrainte extérieure 2, selon un tracé en ligne brisée, dont les points singuliers sont constitués notamment par des ancrages 3 ou des déviateurs du câble. Sur les figures 1, la, lb, on a représenté différentes configurations possibles d'intégration d'un dispositif de démontage d'un câble de précontrainte. Ainsi, sur la figure 1, le dispositif de démontage prend appui sur une zone de l'ouvrage adjacente à l'un des ancrages 3. Sur la figure la, deux dispositifs de démontage sont montés de part et d'autre d'une zone de l'ouvrage comportant un déviateur du câble. Sur la figure lb, un dispositif de démontage est installé sur une portion libre du câble. Sur les figures 2 et 3, on a représenté le dispositif de démontage utilisé, notamment en figures 1 ou la, dans sa configuration initiale avant détente du câble 2. Ce dispositif est ici constitué par au moins un système hydraulique cylindre/piston formant un organe de dissipation d'énergie. L'extrémité du corps du cylindre 4 est montée, de préférence de manière articulée, sur un support 7 positionné au niveau d'une zone d'appui sur l'ouvrage 1 tandis que l'extrémité libre du piston 5 est accrochée à une portion de gaine de câble 2 par l'intermédiaire d'une mordache 6. Un autre organe de retenue du câble est positionné au voisinage de la zone d'appui et empêchant au câble de s'échapper; il peut s'agir par exemple d'un point d'ancrage. Sur l'exemple illustré en figures 2 et 3, on a utilisé un double système cylindre/piston, monté en parallèle, de chaque côté du câble 2 et selon un plan contenant l'axe longitudinal du câble 2, l'extrémité libre de chacun des pistons 5 coopérant au niveau de la même mordache 6. Dans cette configuration initiale, dans laquelle le câble 2 de précontrainte est tendu entre deux points singuliers de l'ouvrage, chacun des pistons 5 est rentré dans le corps du cylindre 4 respectif, les chambres de chacun des cylindres étant alors remplies de fluide hydraulique. La figure 4 illustre la configuration du dispositif de démontage à l'instant o l'on procède au sectionnement du câble 2, ce sectionnement ayant lieu à un endroit quelconque situé entre la zone d'appui et la mordache. A cet instant le câble de précontrainte n'est plus maintenu et se détend de manière contrôlée grâce à la contre pression exercée par le fluide hydraulique sur les pistons 5. Chacun des corps de cylindre comporte des orifices de sortie 11 reliés par des conduites ou similaires à une enceinte accumulatrice 8 (représentée en figure 6). Sur les conduites 10 reliant cette enceinte accumulatrice 8 aux cylindres 4, on prévoit de disposer un certain nombre d'organes 9 permettant de contrôler le débit de fluide hydraulique en circulation et ainsi permettre de commander ou de régler la course du piston 4, particulièrement lors de la phase de détente progressive du câble 2 de précontrainte. Cette phase représentée en figure 5 montre la position du dispositif de démontage lorsque le câble de précontrainte est détendu; les pistons sont sortis des corps des cylindres et leur course a été contrôlée par la limitation du débit de fluide hydraulique s'échappant des cylindres au travers des conduites 10 et des organes 9 vers l'enceinte accumulatrice 8, sous l'effet du déplacement des pistons à la suite des efforts de traction provenant du câble 2. Le réglage des organes 9 est effectué en fonction de la détension du câble qui varie selon les caractéristiques intrinsèques du câble (section du câble, nombre de torons ou d'armatures, nature du matériau constituant le câble, longueur de câble située entre deux points singuliers, intensité de la précontrainte...). De même, la distance correspondant au déplacement du second organe de retenue est également fonction des caractéristiques du câble et de la structure de l'ouvrage de génie civil. L'enceinte accumulatrice 8 est constituée d'une enceinte comprenant deux cavités 12, 13 séparées par une surface libre 14. Chacune des cavités comprend un fluide séparé par une surface libre qui assure l'équilibre entre la pression du fluide hydraulique débouchant dans l'enceinte accumulatrice et la pression du second fluide gazeux. Le fluide hydraulique qui est chassé lors de la détente progressive du câble remplit l'enceinte accumulatrice 8, en comprimant le second fluide gazeux 13. L'énergie ainsi accumulée par le second fluide est restituée pour permettre de ramener les pistons 5 dans leurs cylindres 4 respectifs (cf. figures 2 et 3) ainsi que les mordaches 6 en direction de leur position qu'elles occupaient avant que l'on sectionne le câble. Des variantes de réalisation du dispositif de démontage peuvent être constituées par exemple par le fait que la zone d'appui n'est pas constituée par un élément de la structure de l'ouvrage de génie civil mais par un point de fixation sur une autre portion de gaine du câble. Dans ce cas, on utilise deux organes de retenue montés face à face sur le câble de précontrainte, on relie celles-ci par un double système cylindre/piston similaire au précédent, on sectionne en un point quelconque situé entre les deux mordaches et on limite le déplacement des pistons par rapport aux cylindres en contrôlant le débit de fluide hydraulique en circulation grâce aux organes de limitation de débit 9. Une autre variante, également non représentée sur les figures, peut consister à substituer au système piston/cylindre, un dispositif de dissipation d'énergie constitué par exemple d'un treuil freiné se déroulant sous l'effet de la détension du câble. L'invention telle que décrite précédemment offre de multiples avantages: l'utilisation d'un dispositif de dissipation d'énergie dont on peut contrôler les déplacements autorise un démontage des câbles de précontrainte dans des conditions optimales de sécurité, et donc facilite le remplacement de ces câbles, dans un souci de maintenance préventive des ouvrages; - l'utilisation du dispositif de dissipation d'énergie conduit à un effort limité, ce qui permet une simplification du dispositif d'ancrage. De plus, il offre la possibilité d'être réutilisé sur différentes structures. REVENDICATIONS 1. Procédé de démontage d'un câble de précontrainte d'un ouvrage de construction (1), le câble (2) comprenant une gaine, au moins une armature s'étendant dans la gaine et tendue entre deux dispositifs d'ancrage (3) et une matière durcie remplissant la gaine autour de l'armature, caractérisé en en ce que: - on installe au moins un dispositif de dissipation d'énergie entre une zone de l'ouvrage (1) et une portion accessible du câble (2), le dispositif de dissipation d'énergie ayant une première extrémité appliquée sur une zone d'appui et une seconde extrémité, et étant propre à limiter la force auquel il est soumis en fonction de la vitesse de déplacement relatif entre ses première et seconde extrémités, ladite portion du câble (2) étant au voisinage d'un premier organe de retenue du cable; - on serre ladite portion du câble dans un second organe de retenue (6) en prise sur la gaine et relié à la seconde extrémité du dispositif de dissipation d'énergie; - on sectionne le cable (2) entre les premier et second organes de retenue. 2. Procédé de démontage selon la revendication 1, dans lequel on ancre le premier organe de retenue à l'ouvrage de construction. 3. Procédé de démontage selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel on applique la première extrémité du dispositif de dissipation d'énergie sur une zone d'appui formée par une zone de l'ouvrage (2). 4. Procédé de démontage selon la revendication 1, dans lequel on applique la première extrémité du dispositif de dissipation d'énergie sur une zone d'appui formée par ledit premier organe de retenue du câble. 5. Procédé de démontage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'énergie absorbée par le dispositif de dissipation d'énergie lors de la détension du câble (2) est utilisée pour ramener le second organe de retenue (6) en direction de la position qu'il occupait avant que l'on sectionne le câble. 6. Dispositif de démontage d'un câble de précontrainte d'un ouvrage de construction (1), le câble (2) comprenant une gaine, au moins une armature s'étendant dans la gaine et tendue entre deux dispositifs d'ancrage (3) et une matière durcie remplissant la gaine autour de l'armature, caractérisé en en ce qu'il comporte au moins un dispositif de dissipation d'énergie ayant une première extrémité destinée à être appliquée sur une zone d'appui et une seconde extrémité, et étant propre à limiter la force auquel il est soumis en fonction de la vitesse de déplacement relatif entre ses première et seconde extrémités, et un second organe de retenue (6) relié à la seconde extrémité du dispositif de dissipation d'énergie, pour venir en prise sur la gaine du cable dans une portion accessible de celui-ci située au voisinage d'un premier organe de retenue du câble. 7. Dispositif de démontage selon la revendication 6, dans lequel le dispositif de dissipation d'énergie comporte au moins un système hydraulique cylindre-piston (4,5) s'étendant entre le second organe de retenue (6) et la zone d'appui, le dispositif de démontage comprenant en outre un circuit d'acheminement du fluide hydraulique chassé consécutivement au déplacement relatif entre ledit piston (5) et ledit cylindre (4) vers une enceinte accumulatrice (8), ledit circuit comportant un organe de limitation de débit (9). 8. Dispositif de dissipation selon la revendication 7, dans lequel l'enceinte accumulatrice (8) accumulatrice comprend deux fluides séparés par une surface libre (14) qui assure l'équilibre entre la pression du fluide hydraulique débouchant dans l'enceinte accumulatrice (8) et la pression du second fluide gazeux. 9. Dispositif de démontage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel le dispositif de dissipation d'énergie permet de laminer le fluide hydraulique lors de son transfert entre le cylindre (4) et l'enceinte accumulatrice (8). 10. Dispositif de démontage selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel le second organe de retenue (6) est une mordache dont la capacité de serrage peut atteindre 40 tonnes.