Brevet FR2858345A1 — publié le 20050204

PROCEDE DE RENFORCEMENT D'UN OUVRAGE D'ART ET PIECE D'ANCRAGE ASSOCIEE La présente invention concerne le renforcement des ouvrages d'art. Elle concerne plus particulièrement le renforcement des ouvrages d'art selon la technique de précontrainte additionnelle. La précontrainte additionnelle est une technique connue de renforcement ou de réparation d'ouvrages en béton ou en maçonnerie, qui a fait l'objet de la norme NF P 95-104 ("Réparation et renforcement des ouvrages en béton et en maçonnerie", publiée en décembre 1992 par l'association 10 française de normalisation (afnor)). Elle consiste à générer des efforts de précontrainte par la mise en tension d'armatures, par exemple des câbles de précontrainte, extérieures à la structure à renforcer. Les armatures transmettent les efforts à la structure par l'intermédiaire d'ancrages s'appuyant sur des pièces en béton fretté ou en 15 métal, appelés bossages, disposées en excroissance sur des éléments de la structure, tels que des entretoises existantes, des poutres ou des murs. Comme spécifié à la section 5.2 de la norme NF P 95-104, ces ancrages sont généralement greffés par clouage au moyen de barres de précontraintes. Les bossages en béton sont des pièces volumineuses, qui peuvent être soit coulées en place, soit préfabriquées. Dans les deux cas cependant, l'installation des bossages s'avère délicate, du fait notamment de la difficulté d'accès aux éléments de la structure sur lesquels les bossages doivent reposer. Des ouvertures ou des fenêtres doivent parfois être réalisées dans 25 l'ouvrage pour permettre l'installation des bossages. Les bossages métalliques sont réalisés en atelier pour être adaptés à chaque ouvrage, ce qui leur confère une qualité de fabrication supérieure aux bossages en béton. Pour permettre à de tels bossages d'avoir une surface d'appui sur un élément de la structure en béton avec un coefficient de 30 frottement suffisant, cette surface d'appui doit être striée par usinage ou par soudage de fils d'acier, ce qui engendre un coût de mise en oeuvre élevé. Selon la technique préconisée par la norme NF P 95-104, les armatures traversent les bossages dans lesquels elles sont ancrées. Un tel ancrage est toujours effectué dans le bossage, du côté opposé à la partie courante des armatures. Il met ainsi le bossage en compression lorsque les armatures sont tendues. La figure 1 donne un exemple d'un tel ancrage. Dans la réalisation illustrée sur cette figure, un bossage 1 repose sur une entretoise 3 de la structure à renforcer. Une armature de précontrainte 2 traverse le bossage 1 pour y être ancrée à son extrémité opposée à la partie courante de l'armature 10 2. Les bossages prévus par la norme sont par ailleurs positionnés à des extrémités de la structure à renforcer de façon à appliquer la précontrainte additionnelle sur la plus grande longueur possible. Ils sont donc souvent proches d'obstacles, tels que des murs, poteaux ou entretoises de la structure. Cette disposition rend difficile la mise en place d'un vérin de mise en tension des armatures. C'est pourquoi, il est généralement nécessaire d'écarter le bossage de l'obstacle pour permettre de disposer d'un espace suffisant pour loger le vérin, ce qui a pour effet de limiter la précontrainte à une sous-partie seulement de 20 I'ouvrage. De façon alternative, le bossage peut être placé à proximité de l'obstacle, à condition toutefois de pratiquer une ouverture dans cet obstacle pour permettre la mise en place du vérin. L'application de la précontrainte qui en résulte est meilleure que dans le cas précédent, mais cette solution oblige à effectuer des travaux de destruction ou de carottage du béton. Un but de la présente invention est de pallier les inconvénients des techniques actuelles rappelées ci-dessus, en autorisant l'application d'une précontrainte sur une bonne partie de l'élément d'ouvrage à renforcer, tout en évitant la mise en oeuvre de travaux de destruction d'une partie de l'ouvrage en vue du renforcement. Un autre but de l'invention est de disposer d'un ancrage bien adapté à l'ouvrage à renforcer, sans nécessiter d'opérations d'adaptation supplémentaire tel qu'un usinage d'une surface d'appui du bloc d'ancrage sur un élément de I'ouvrage à renforcer. L'invention propose ainsi une pièce d'ancrage pour ancrer, sur un élément de construction à renforcer ou à réparer par précontrainte additionnelle, au moins une armature de précontrainte apte à être mise en 5 tension, comprenant des moyens de fixation sur ledit élément de construction situés sensiblement à l'opposé d'une partie courante de l'armature et des moyens d'ancrage de l'armature situés sensiblement du côté de la partie courante de l'armature, ladite pièce d'ancrage étant agencée pour être mise en traction lorsque l'armature est tendue. Dans des modes de réalisation avantageux de l'invention, pouvant être combinés entre eux de toutes manières: - la pièce d'ancrage est en fonte; - les moyens de fixation comprennent des moyens de clouage sur ledit élément de construction par l'intermédiaire d'au moins une barre de 15 précontrainte; - les moyens de fixation sur l'élément de construction sont introduits dans au moins un orifice de la pièce d'ancrage; - la pièce d'ancrage comprend une face d'appui contre ledit élément de construction, ladite face d'appui comportant des stries moulées; - l'élément de construction comprend un obstacle situé à l'opposé d'une partie courante de l'armature, et la pièce d'ancrage est fixée sur l'élément de construction via lesdits moyens de fixation, de façon à être positionnée sensiblement à proximité dudit obstacle; - I'armature est constituée en un câble de précontrainte entouré d'une 25 gaine, dans sa partie courante, la pièce d'ancrage comprenant au moins un orifice sensiblement du côté de la partie courante de l'armature assurant un raccordement étanche avec ladite gaine du câble. L'invention propose en outre un procédé de renforcement ou de réparation d'un ouvrage d'art par précontrainte additionnelle, comprenant les 30 étapes suivantes: - fixer sur un élément de construction de l'ouvrage d'art, au moins une pièce d'ancrage comprenant une portion apte à effectuer un ancrage d'une extrémité au moins d'une armature de précontrainte fixée à son autre extrémité à l'ouvrage d'art, ladite portion de la pièce d'ancrage 5 étant située sensiblement du côté d'une partie courante de l'armature, la fixation sur l'élément de construction étant effectuée sensiblement à l'opposé de la partie courante de l'armature; - mettre en tension l'armature de précontrainte; - ancrer l'armature de précontrainte dans ladite portion apte à effectuer un 10 ancrage de la pièce d'ancrage, de manière à ce que la pièce d'ancrage soit mise en traction. Dans des modes de réalisation avantageux de l'invention, pouvant être combinés entre eux de toutes manières: - la pièce d'ancrage est en fonte; - la fixation de la pièce d'ancrage sur l'élément de construction comprend un clouage par l'intermédiaire d'au moins une barre de précontrainte; - la fixation de la pièce d'ancrage sur l'élément de construction comprend l'introduction de moyens de fixation dans au moins un orifice de la 20 pièce d'ancrage; - la fixation de la pièce d'ancrage sur l'élément de construction comprend l'application d'une face d'appui comportant des stries moulées de la pièce d'ancrage contre l'élément de construction; l'élément de construction comprend un obstacle situé à l'opposé d'une 25 partie courante de l'armature, et la fixation de la pièce d'ancrage sur l'élément de construction est effectuée de façon à ce que la pièce d'ancrage soit positionnée sensiblement à proximité dudit obstacle; l'armature est constituée en un câble de précontrainte entouré d'une gaine, dans sa partie courante, et l'ancrage de l'armature comprend une 30 introduction de l'extrémité de l'armature dans au moins un orifice de ladite portion apte à effectuer un ancrage de la pièce d'ancrage, de manière à autoriser un raccordement étanche entre la pièce d'ancrage et la gaine du câble. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1, déjà commentée, est une vue en coupe schématisée d'un dispositif de renforcement d'un ouvrage par précontrainte additionnelle tel que spécifié dans la norme afnor NF P 95-104; - la figure 2 est un schéma simplifié d'une pièce d'ancrage selon 10 I'invention; - la figure 3 est une vue en coupe d'une portion de la pièce d'ancrage de la figure 2 et de l'ancrage réalisé dans cette portion; et - la figure 4 représente un mode de renforcement d'un élément de structure selon l'invention. 1 5 La figure 2 représente une pièce d'ancrage 6 selon l'invention. Cette pièce est apte à réaliser l'ancrage d'une armature ou d'un ensemble d'armatures pour renforcer un élément de construction par précontrainte additionnelle. De façon classique, les armatures utilisées pour réaliser la 20 précontrainte sont métalliques. Il peut notamment s'agir de torons 5 aptes à être mis en tension et formant un câble dans leur partie courante, c'est- à-dire entre les zones d'ancrage. Les torons sont généralement protégés de la corrosion dans leur partie courante, par exemple grâce à une gaine 4 en polyéthylène à haute densité (PEHD) entourant les torons et injectée d'un 25 coulis de ciment ou d'un produit souple non adhérent, comme de la graisse ou de la cire. La pièce d'ancrage 6 est monobloc et compacte. Elle est avantageusement réalisée en fonte. A l'une de ses extrémités (à droite sur la figure 2), elle comprend un orifice permettant de recevoir au moins un toron 5 30 du câble dont la gaine s'arrête à l'entrée de la pièce d'ancrage. Un logement 8 est prévu dans la pièce 6 pour recevoir l'extrémité du toron 5. Il est ouvert sur une face de la pièce d'ancrage 6, de manière à ce que l'extrémité du toron 5 ancré soit accessible depuis l'extérieur de la pièce 6. La figure 3 montre plus spécifiquement un exemple d'ancrage réalisé dans la pièce 6. Le toron 5 pénètre dans la pièce d'ancrage 6. L'extrémité de la pièce d'ancrage recevant le toron possède un orifice apte à recevoir un mors 5 d'ancrage. L'orifice peut par exemple être tronconique, auquel cas le mors 10 se coince dans l'orifice par coincement conique. Une fois le toron 5 mis en tension pour réaliser la précontrainte, il sera alors retenu fermement par le mors 10. Par ailleurs, dans un mode de réalisation avantageux, la pièce 6 -10 réalisée en fonte peut être moulée pour présenter des orifices autorisant une étanchéité des raccordements de la gaine 4 du câble de précontrainte avec la pièce 6. Un tube de raccordement 9 ainsi que des joints d'étanchéité peuvent alors être placés dans ces orifices à l'entrée de la pièce 6 pour assurer une telle étanchéité. La pièce d'ancrage 6 possède en outre des moyens de fixation sur l'élément de construction à renforcer ou à réparer, qui peut être par exemple un plancher de bâtiment industriel. La figure 4 montre un exemple de fixation de la pièce d'ancrage 6 sur un plancher 12. La fixation de la pièce 6 peut par exemple être effectuée par clouage d'une ou plusieurs barres de précontrainte 20 14 sur le plancher 12. Dans ce cas, des orifices 7 peuvent être prévus dans la pièce 6 pour permettre l'introduction des barres de précontrainte. Selon l'invention, la pièce d'ancrage 6 est réalisée de façon à pouvoir être fixée sur l'élément à renforcer, dans sa partie opposée à l'ancrage du toron 5, c'est-à-dire dans la partie de la pièce 6 la plus lointaine de la partie courante 25 du câble de précontrainte. Ainsi, sur les figures 2 et 4, les orifices 7 aptes à recevoir les barres de précontrainte 14 sont situés dans la partie gauche de la pièce 6. On comprend donc que la pièce d'ancrage 6, telle que représentée sur la figure 4, est mise en traction lorsque le toron 5 est tendu. En effet, le toron 5 30 exerce une force de traction sur la partie droite de la pièce 6 en direction de la partie courante du câble, tandis que la pièce 6 est retenue sur le plancher 12 grâce au clouage effectué dans sa partie gauche. Ce type d'ancrage diffère donc des bossages 1 classiques tels que représentés sur la figure 1, lesquels sont comprimés contre un élément de structure par l'effet de la force exercée par le câble de précontrainte tendu 2. L'ensemble ainsi constitué permet donc de transmettre à la structure à renforcer, la résultante des efforts de clouage et de mise en tension. Dans un mode de réalisation avantageux, la pièce d'ancrage 6, fixée sur le plancher 12 en béton, possède une surface d'appui avec l'élément de construction, comportant des stries moulées. Un tel moulage de la fonte permet d'obtenir un accrochage efficace de la pièce 6 au béton, sans avoir à effectuer 10 des opérations coûteuses supplémentaires par exemple d'usinage de la pièce 6. La disposition prévue par l'invention est particulièrement avantageuse car elle permet de réaliser la mise en tension du toron 5, sans avoir à écarter l'ancrage du mur ou de l'obstacle 13 qui fait dos à la pièce d'ancrage 6. En 15 effet, l'extrémité du toron 5 est accessible au niveau du logement 8 de la pièce 6, qui se trouve à distance de la zone de fixation de la pièce (illustré par les orifices 7). Un vérin de mise en tension, équipé d'un nez courbe, peut aisément être installé dans l'espace disponible sous la pièce 6. On évite ainsi de recourir à des travaux de destruction ou de carottage du mur 13, pour pouvoir tendre le 20 toron 5, contrairement à ce qui se produit avec les bossages habituels. En outre, une telle disposition permet, après mise en tension et recépage du toron 5, d'avoir une surlongueur de câble suffisante pour retendre ou, au contraire, détendre le toron. De façon avantageuse, un capot ou un fourreau de protection 11 peut 25 être installé pour protéger l'extrémité du toron 5 depuis sa sortie du logement 8, comme illustré sur la figure 4. REVENDICATIONS 1. Pièce d'ancrage (6) pour ancrer, sur un élément de construction (12) à renforcer ou à réparer par précontrainte additionnelle, au moins une armature de précontrainte apte à être mise en tension, comprenant des moyens de 5 fixation sur ledit élément de construction situés sensiblement à l'opposé d'une partie courante de l'armature et des moyens d'ancrage de l'armature situés sensiblement du côté de la partie courante de l'armature, ladite pièce d'ancrage étant agencée pour être mise en traction lorsque l'armature est tendue. 2. Pièce d'ancrage (6) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est en fonte. 3. Pièce d'ancrage (6) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les moyens de fixation comprennent des moyens de clouage sur ledit élément de construction par l'intermédiaire d'au moins une barre de précontrainte (14). 4. Pièce d'ancrage (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de fixation sur l'élément de construction sont introduits dans au moins un orifice (7) de la pièce d'ancrage. 5. Pièce d'ancrage (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une face d'appui contre ledit élément de construction (12), ladite face d'appui comportant des stries moulées. 6. Pièce d'ancrage (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'élément de construction comprend un obstacle (13) situé à l'opposé d'une partie courante de l'armature, et dans laquelle ladite pièce d'ancrage est fixée sur l'élément de construction (12) via lesdits moyens de fixation, de façon à être positionnée sensiblement à proximité dudit 25 obstacle. 7. Pièce d'ancrage (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'armature est constituée en un câble de précontrainte entouré d'une gaine (4), dans sa partie courante, la pièce d'ancrage comprenant au moins un orifice sensiblement du côté de la partie courante de l'armature assurant un raccordement étanche avec ladite gaine du câble. 8. Procédé de renforcement ou de réparation d'un ouvrage d'art par précontrainte additionnelle, comprenant les étapes suivantes: - fixer sur un élément de construction (12) de l'ouvrage d'art, au moins une pièce d'ancrage (6) comprenant une portion apte à effectuer un ancrage d'une extrémité au moins d'une armature de précontrainte fixée à son autre extrémité à l'ouvrage d'art, ladite portion de la pièce 10 d'ancrage étant située sensiblement du côté d'une partie courante de l'armature, la fixation sur l'élément de construction étant effectuée sensiblement à l'opposé de la partie courante de l'armature - mettre en tension l'armature de précontrainte; - ancrer l'armature de précontrainte dans ladite portion apte à effectuer un 15 ancrage de la pièce d'ancrage, de manière à ce que la pièce d'ancrage soit mise en traction. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la pièce d'ancrage est en fonte. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la fixation de la pièce d'ancrage (6) sur l'élément de construction (12) comprend un clouage par l'intermédiaire d'au moins une barre de précontrainte (14). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel la fixation de la pièce d'ancrage (6) sur l'élément de construction (12) comprend l'introduction de moyens de fixation dans au moins un orifice (7) de 25 la pièce d'ancrage. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel la fixation de la pièce d'ancrage (6) sur l'élément de construction (12) comprend l'application d'une face d'appui comportant des stries moulées de la pièce d'ancrage contre l'élément de construction. - 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, dans lequel l'élément de construction (12) comprend un obstacle (13) situé à l'opposé d'une partie courante de l'armature, et dans lequel la fixation de la pièce d'ancrage (6) sur l'élément de construction est effectuée de façon à ce 5 que la pièce d'ancrage soit positionnée sensiblement à proximité dudit obstacle. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, dans lequel l'armature est constituée en un câble de précontrainte entouré d'une gaine (4), dans sa partie courante, et dans lequel l'ancrage de l'armature 10 comprend une introduction de l'extrémité de l'armature dans au moins un orifice de ladite portion de la pièce d'ancrage (6) apte à effectuer un ancrage, de manière à autoriser un raccordement étanche entre la pièce d'ancrage et la gaine du câble.