Brevet FR3107907A1 — publié le 20210910

L’invention porte sur une méthode d’entretien d’appareil d’appui se trouvant entre une base et un élément de structure d’une construction, comprenant les étapes successives suivantes a) la formation d’une niche par hydro-démolition dans le sommier de la base de la construction, b) la fixation d’un appareil d’appui sur une surface de l’élément de structure en regard de la base au niveau de la niche formée à l’étape a), c) la reconstitution du sommier de l’appui détruit lors de l’étape a). Figure de l’abrégé: Figure 9 Méthode d’entretien d’appareils d’appui L’invention porte sur une méthode d’entretien et/ ou de remplacement des appareils d’appui se trouvant entre une base (ou appui) et un élément de structure d’une construction ou d’un ouvrage d’art. Dans le secteur du BTP, les ouvrages d’art sont des constructions de grande taille. Ils permettent de franchir des obstacles, de se protéger des aléas de l’environnement, ou de relier différents modes de transports. Dans ce type de constructions, il arrive souvent que deux structures de rigidité équivalentes viennent en contact direct. Dans certains cas l’une des deux structures repose sur l’autre. Les appareils d’appuis sont des éléments se trouvant au niveau de la zone de contact entre deux structures de rigidité équivalentes l’une étant en appui sur l’autre. Leur rôle est d’absorber les vibrations dues aux contraintes physiques auxquelles les structures sont soumises, par exemple: les charges d’exploitation, les mouvements du sol, les trafics routiers ou ferroviaires. Cette absorption permet de dissiper l’énergie due aux diverses vibrations pouvant potentiellement atteindre l’intégrité de l’ouvrage d’art. En France les appareils d’appui en élastomère frettés sont les plus utilisés notamment pour les ouvrages d’art de type ponts en béton armé. Les caractéristiques physiques des appareils d’appui leur permettent de résister à des charges élevées et de subir des distorsions importantes. Ainsi les appareils d’appui limitent l’impact des mouvements du tablier sur les piles du pont. Cependant ces appareils nécessitent d’être remplacés après une certaine durée . Au-delà de cette durée, le vieillissement dû aux contraintes auxquelles les appareils d’appui sont soumis les rend inaptes à assurer leur rôle de manière optimale, ce qui peut s’avérer très dangereux. Il est donc nécessaire de remplacer ces appareils d’appui afin que l’intégrité de l’ouvrage d’art et la sécurité des personnes l’utilisant ou étant à proximité de ce dernier soient garanties. La méthodologie classique de remplacement des appareils d’appui se fait en trois étapes principalesqui consistent à: - placer des supports élévateurs (de type vérins hydrauliques) permettant de soulever l’élément de structure pour créer un espace entre l’élément de structure et l’appui ou base, - remplacer les appareils d’appui, - abaisser l’élément de structure sur les nouveaux appareils d’appui. Ces opérations peuvent en fonction de l’environnement s’avérer particulièrement complexes. En effet ces travaux font appel à des appareillages encombrants comprenant notamment: - des vérins, - des consoles chargées de supporter les vérins, - des tiges de précontraintes, - des matériels d’hydro-démolition, - des cales. Ces appareillages nécessitent une zone de stockage importante. Il faut donc prendre des dispositions particulières, afin d’acheminer l’appareillage et de réaliser les travaux en sécurité. Par exemple, la présence de réseaux souterrains au niveau des appuis est un problème. Pour mener à bien les travaux il faut auparavant effectuer un dévoiement de ces réseaux. Les appuis de l’ouvrage d’art peuvent se situer au niveau d’un ou plusieurs axes de circulation. L’acheminement, le stockage, et l’installation des appareillages peut nécessiter de bloquer des voies de circulation dans les deux sens. Ces dispositions sont problématiques car elles allongent considérablement la durée totale des travaux et ajoutent des contraintes supplémentaires liées à la sécurité. L’utilisation de vérins hydrauliques nécessite de mobiliser une quantité considérable d’appareillages et une préparation très spécifique du terrain d’opération. En fonction du contexte, l’usage de vérins hydrauliques peut s’avérer problématique. On connaît du document KR20060096962 A une méthode de remplacement des appareils d’appui mettant en œuvre une étape d’hydro-démolition. Cependant cette méthode repose sur l’utilisation de vérins hydrauliques tout comme les méthodes classiquement utilisées. Il est donc apparu un besoin de proposer une méthode simple à mettre en œuvre, ne nécessitant pas l’utilisation de vérins hydrauliques et autres appareillages encombrants pour l’entretien et/ou le remplacement des appareils d’appui usagés. Résumé La présente invention résout les problèmes liés à l’art antérieur en proposant une méthode s’affranchissant du levage de l’élément de structure et donc de l’utilisation de vérins hydrauliques. Pour ce faire, la présente invention porte sur une méthode pour l’entretien d’appareil d’appui se trouvant entre un élément de structure et une base d’une construction, comprenant les étapes successives suivantes: a) la formation d’une niche par hydro-démolition dans le sommier de la base de la construction, b) la fixation d’un appareil d’appui sur la surface de l’élément de structure en regard de la base au niveau de la niche formée à l’étape a), c) la reconstitution du sommier de la base détruit lors de l’étape a). Description détaillée de l’invention Les ouvrages de type pont présentent une structure en deux parties. Une partie formée par le tablier, reposant sur une deuxième partie comprenant l’ensemble des piles servant à soutenir le tablier. Le tablier et les piles sont en béton. Le contact direct entre ces éléments n’est donc pas envisageable car cela endommagerait l’ouvrage d’art. C’est pour cette raison qu’il existe des appareils d’appui, afin d’éviter qu’il n’y ait un contact direct entre ces deux parties rigides. On retrouve d’ailleurs ces appareils d’appui dans d’autres types de constructions. Les immeubles, les monuments, et tout autre bâtiment reposant sur une base de rigidité équivalente à celle qui compose la construction présentent aussi ces problématiques. Dans le cas de phénomènes aboutissant au déplacement des sols (ou plus généralement à un mouvement de l’appui), la présence d’appareils d’appui entre la base et l’élément de structure de ces constructions permet d’atténuer voire d’annuler l’effet de ces perturbations sur les constructions. Avec le temps, les appareils d’appui ont tendance à se dégrader. En fonction des contraintes auxquelles l’ouvrage est exposé, différentes marques de vieillissement sont observables, par exemple ils peuvent présenter des fissures, ou être plus affaissés qu’à l’origine. La dégradation de ces dispositifs impacte directement l’intégrité de l’ouvrage d’art. La méthode de l’invention va permettre de remplacer des appareils d’appui anciens qui peuvent s’avérer défectueux ou bien ajouter de nouveaux appareils d’appui entre les appareils d’appui existants. Ainsi les nouveaux appareils d’appui pourront assurer leur fonction dès lors que les anciens ne seront plus fonctionnels. Afin de maintenir l’espace nécessaire entre une base notamment une pile, et un élément de structure, notamment un tablier, la demanderesse a mis au point, après de longues recherches, une méthode d’entretien d’appareil d’appui se trouvant entre un élément de structure et une base d’une construction, notamment d’un ouvrage d’art, comprenant les étapes successives suivantes: a) la formation d’une niche par hydro-démolition dans le sommier de la base de la construction, b) la fixation d’un appareil d’appui sur la surface de l’élément de structure en regard de la base au niveau de la niche formée à l’étape a), c) la reconstitution du sommier de la base détruit lors de l’étapea). Au sens de l’invention par «élément de structure» on entend un élément constitutif d’une construction et reposant sur la partie supérieure, appelée «le sommier», de la base. Il est entendu que dans la présente demande, toute construction peut comprendre un ou plusieurs élément(s) de structure et base(s) associée(s). Selon l’un des modes de réalisation de la méthode de l’invention, plusieurs appareils d’appui peuvent être disposés entre la base et l’élément de structure, avantageusement à intervalles réguliers. Chacun des appareils d’appui existant peut être retiré après l’étape c) selon les étapes suivantes: d) formation d’une niche par hydro-démolition dans le sommier de la base de la construction en regard de l’appareil d’appui existant, e).retrait de l’appareil d’appui existant, f) reconstitution du sommier détruit lors de l’étape d). Selon un aspect de la méthode de l’invention, l’entretien et/ou le remplacement des appareils d’appui ne requiert pas l’utilisation de vérin hydraulique. L’hydro-démolition permet de créer l’espace nécessaire à l’insertion d’un nouvel appareil d’appui ou au retrait d’un appareil d’appui usagé. Il n’est donc pas nécessaire de surélever l’élément de structure pour effectuer les opérations d’entretien ou de remplacement. Il n’est donc plus nécessaire de mettre en place des appareillages complexes et encombrants tels que les vérins hydrauliques de levage. Ainsi, cette méthode est plus facilement adaptable à différents types d’environnement. Au sens de l’invention, par «appareil d’appui» on entend une plaque apte à absorber les contraintes mécaniques. De tels appareils d’appui ont par exemple une épaisseur de l’ordre de 2 à 10 cm, notamment environ 5 cm pour une surface de l’ordre de 100 à 2000 cm 2 . De façon générale la niche formée lors de l’étape a) est dimensionnée de façon à pouvoir recevoir l’appareil d’appui destiné à y être logé. Les dimensions sont sélectionnées en fonction de la taille de l’appareil à insérer au niveau de la niche. L’appareil d’appui de remplacement peut être d’une épaisseur supérieure à celle de l’appareil d’appui existant et donc nécessiter un plus grand espace pour être installé. Par exemple la profondeur de la niche peut aller de 5 à 20 cm, de préférence de 6 cm à 15 cm et plus préférentiellement encore de 7 à 12 cm. Au sens de l’invention, la «profondeur»de la niche correspond à la dimension de la niche qui est perpendiculaire au sommier de la base. Selon un mode de réalisation particulier, la surface de la niche est égale à ou 5 à 10% supérieure à la surface de l’appareil d’appui destiné à y être logé ou à être retiré. La niche est formée par hydro-démolition au niveau du sommier de l’appui. Dans un mode de réalisation de la méthode de l’invention, l’hydro-démolition de l’étape a) et/ou de l’étape d) est réalisée à l’aide d’un jet d’eau. La pression du jet d’eau est adaptée à la nature des matériaux de la base. L’hydro-démolition présente notamment l’avantage d’être facile à mettre en œuvre avec des appareillages peu encombrants et permet un découpage précis du béton . Afin de ne pas endommager le sommier dans son ensemble, et les appareils d’appui déjà présents avant l’étape a) d’hydro-démolition et/ou avant l’étape d), des protections peuvent être disposées au niveau des zones ne devant pas être découpées. Les appareils d’appui existant ou nouvellement remplacés peuvent notamment être protégés. Pour faire une découpe précise par hydro-démolition, il est possible de tracer des repères pour marquer l’emplacement des niches à former. Cette étape permet de marquer sur le sommier les dimensions de la niche à découper et de déterminer ainsi la position où l’appareil d’appui sera placé. Lorsque la niche est formée, l’appareil d’appui destiné à s’insérer dans cette niche est positionné sur la surface de l’élément de structure qui est en regard de la niche formée à l’étape a). L’appareil d’appui peut être fixé par tout moyen. Par exemple, il peut être fixé à l’aide de mortier. Des cales peuvent ensuite être disposées dans la niche sous l’appareil d’appui nouvellement placé. Ces cales permettent de stabiliser l’appareil d’appui suffisamment longtemps pour que la fixation soit optimale. Une fois l’appareil d’appui définitivement fixé sur la surface de l’élément de structure en regard de la base, les cales peuvent être retirées et le sommier détruit pourra être reconstitué. Après l’étape de fixation, le sommier doit être reconstitué. Selon un mode de réalisation de la méthode de l’invention, le sommier est reconstitué par coulage de mortier dans l’espace libre de la niche. Cette étape peut être réalisée après l’étape e). Pour réaliser ce coulage de mortier, un coffrage préalable est généralement mis en place. Quand le mortier est sec, le coffrage peut être retiré. Les fissures et épaufrures éventuellement apparues lors de la mise en œuvre de la méthode selon l’invention peuvent être réparées et un enduit final peut être appliqué pour restaurer l’aspect original de la base. Afin de retirer les appareils d’appuis usagés, on peut procéder de la façon suivante. Après l’étape c), en dessous des appareils d’appuis usagés à retirer, une niche est découpée dans le sommier de la base afin de laisser suffisamment d’espace pour les retirer. Puis après le retrait, le sommier de la pile est reconstitué, comme mentionné précédemment. La méthode selon l’invention est tout à fait adaptée aux ouvrages d’art de type pont où la base est la pile d’un pont et l’élément de structures on tablier. Cette disposition des nouveaux appareils d’appui permet d’éviter l’apparition de fissures dans l’ouvrage d’art qui seraient liées à un contact direct entre les deux entités rigides que sont la pile et le tablier dans un ouvrage d’art de type pont, en raison d’une usure extrême des appareils d’appui existants. Les contraintes mécaniques telles que le cisaillement, ou les vibrations qui pourraient être responsables de la détérioration de l’ouvrage sont donc absorbées par les nouveaux appareils d’appui . De façon simple, la méthode selon l’invention permet d’ajouter de nouveaux appareils d’appui entre les appareils d’appui usagés existant ou bien de remplacer les appareils d’appui usagés sans avoir besoin de soulever le tablier. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels: Fig.1 La est une vue générale d’un ouvrage d’art de type pont. Fig. 2 La est une vue d’ensemble selon une coupe au niveau de la pile suivant l’axe AA’ du pont de la Fig. 1. Fig. 3 La est une vue identique à celle de la figure 2 après formation d’une niche. Fig. 4 La est une vue identique à celle de la figure 2 après fixation d’un appareil d’appui. Fig. 5 La est une vue identique à celle de la figure 2, après reconstitution du sommier. Fig. 6 La est une vue identique à celle de la figure 2 après retrait de l’ancien appareil d’appui. Fig. 7 La est une modélisation 3D de la vue d’ensemble selon une coupe au niveau de la pile suivant l’axe AA’ du pont de la Fig. 1. Fig. 8 La est une modélisation 3D de la vue identique à celle de la figure 7 après la formation des niches aux emplacements des nouveaux appareils d’appui. Fig. 9 La est une modélisation 3D de la vue identique à celle de la figure 7 après la fixation des nouveaux appareils d’appui. Fig. 10 La est une modélisation 3D de la vue identique à celle de la figure 7 après la reconstitution du sommier de la pile. Fig. 11 La est une modélisation 3D de la vue identique à celle de la figure 7 après la formation de niches sous les anciens appareils d’appui. Fig. 12 La est une modélisation 3D de la vue identique à celle de la figure 7 après la reconstitution du sommier de la pile. Description détaillée des dessins Afin d’illustrer de manière plus concrète la méthode, la description détaillée des dessins porte sur le remplacement d’un appareil d’appui présent dans un ouvrage d’art de type pont, entre une base nommée pile et un élément de structure nommé tablier. La figure 1 illustre un ouvrage d’art de type pont 1 constitué d’un tablier 2 reposant sur des piles 3 (seulement 2 piles sont représentées sur la figure 1). La figure 2 illustre des appareils d’appui 4 disposés entre la surface de l’élément de structure en regard de l’appui 5 du tablier 2 et le sommier 6 de la pile 3 afin d’éviter le contact direct entre le tablier et la pile (seulement un appareil d’appui usagé et un nouvel appareil d’appui sont représentés sur les figures 1 à 6). La méthode de l’invention va permettre ou bien de remplacer des appareils d’appui anciens qui peuvent s’avérer défectueux ou bien d’ajouter de nouveaux appareils d’appui entre les appareils d’appui existants. Ainsi les nouveaux appareils d’appui pourront assurer leur fonction dès lors que les anciens ne seront plus fonctionnels. Sur les figures 2 à 6, est illustré un mode de réalisation selon lequel un nouvel appareil d’appui 7 est positionné à côté d’un ancien appareil d’appui 4 qui est finalement retiré. Dans la première étape de la méthode de l’invention, un évidement ou niche 8 est découpée dans le sommier 6 de la pile 3 par hydro-démolition à un emplacement sur lequel ne repose pas l’ancien appareil d’appui 4. Cette niche a une profondeur p sur une surface l x L. Elle permet de créer l’espace nécessaire à la disposition d’un nouvel appareil d’appui 7 sans la nécessité de soulever le tablier. Afin de faciliter la mise en place du nouvel appareil d’appui, les niches sont dimensionnées de telle sorte que la surface l x L soit supérieure ou égale à celle du nouvel appareil d’appui à placer. La profondeur p de la niche est adaptée à la hauteur d’un appareil d’appui non endommagé. Une étape de traçage peut précéder la création de ladite niche. Un nouvel appareil d’appui 7 est positionné en regard de la niche 8 préalablement formée et est fixé sur la surface de l’élément de structure en regard de l’appui 5 du tablier 2, par exemple à l’aide d’un mortier (figure 4). Pendant le temps de séchage du mortier, des cales (non représentées) peuvent être insérées entre le point le plus bas 8a de la niche 8 et la partie inférieure 7a de l’appareil d’appui 7. Une fois l’appareil d’appui définitivement fixé (mortier complètement sec), les cales peuvent être retirées et le sommier est reconstitué par exemple par coulage de mortier. Pour ce faire, la partie du sommier détruite peut être coffrée, le mortier est ensuite versé dans le coffrage jusqu’à ce que l’appareil d’appui et le mortier soient en contact. Après avoir laissé le mortier durcir suffisamment le décoffrage est réalisé laissant place à un sommier reconstitué 9 comme l’illustre la Figure 5 . Le nouvel appareil d’appui 7 supporte alors la charge du tablier. L’ancien appareil d’appui 4 peut être maintenu en place ou bien être retiré comme l’illustre la Figure 6. Les Figures 7 à 11 permettent d’avoir une représentation des étapes de la méthode lorsque plusieurs appareils d’appuis sont à remplacer. Ainsi entre une pile 13, et un tablier 12 sont placés différents appareils d’appui 14 espacés les uns des autres (8 sont représentés sur la Fig. 7). En regard de l’espace séparant 2 appareils d’appui, des niches 18 sont découpées dans le sommier de la pile (voir Fig. 8). De nouveaux appareils d’appui 17 sont ensuite fixés sur la surface du tablier en regard de la pile au niveau de chaque niche 18. (voir Fig. 9). Une fois ces nouveaux appareils d’appui fermement fixés, les niches 20 sont comblées de façon à reformer le sommier de la pile (voir Fig. 10). Les anciens appareils d’appui 14 peuvent être retirés. Pour ce faire, en dessous des anciens appareils d’appui 14 on forme dans le sommier de la pile de nouvelles niches 21 (voir Fig. 11) qui permettent de laisser l’espace suffisant pour retirer les anciens appareils d’appui 14. Enfin, les niches 21 sont comblées de façon à reformer le sommier de la pile (voir Fig. 12). Une méthode d’entretien d’appareil d’appui (4) se trouvant entre une base (3) et un élément de structure (2) d’une construction, comprenant les étapes successives suivantes: a) la formation d’une niche par hydro-démolition (8) dans le sommier (6) de la base (3) de la construction à un emplacement sur lequel ne repose pas l’ appareil d’appui existant (4), b) la fixation d’un appareil d’appui (7) sur une surface de l’élément de structure (2) en regard de la base (3) au niveau de la niche formée (8) à l’étape a), c) la reconstitution du sommier (8) de l’appui détruit lors de l’étape a). Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’appareil d’appui existant (4) est retiré après l’étape c) selon les étapes suivantes: d) formation d’une niche par hydro-démolition (8) dans le sommier (6) de la base (3) de la construction en dessous de l’appareil d’appui existant (4), e) retrait de l’appareil d’appui existant (4), f) reconstitution du sommier (8) détruit lors de l’étape d). Méthode selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu’elle ne requiert pas l’utilisation de vérin hydraulique. Méthode selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la surface de la niche est égale ou 5 à 10% supérieure à la surface de l’appareil d’appui (7) destiné à y être logé. Méthode selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l’hydro-démolition de l’étape a) et/ou de l’étape d) est réalisée à l’aide d’un jet d’eau. Méthode selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l’appareil d’appui (7) est fixé à l’aide de mortier sur la surface de l’élément de structure (2) en regard de l’appui de l’élément de structure. Méthode selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le sommier (6) est reconstitué par coulage de mortier dans l’espace libre de la niche (8). Méthode selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que des protections peuvent être disposées au niveau des zones ne devant pas être découpées avant l’étape d’hydro-démolition a) et/ou d). Utilisation de la méthode d’entretien selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, pour l’entretien des appareils d’appui (4) présents dans un ouvrage d’art de type pont entre une pile (3) et le tablier (2) dudit pont (1).