Brevet FR3135283A1 — publié le 20231110

Ce procédé pour la reprise locale de la tension d’un câble de précontrainte (2) d’une structure, en vue de sa dépose ou de sa conservation, consiste : - à positionner par calage au moins deux barres de précontrainte (5, 6) de part et d’autre du câble en question, lesdites barres de précontrainte s’étendant sensiblement parallèlement audit câble au niveau de la zone de reprise, c’est-à-dire de la zone de fragilité dudit câble, et ce en amont et en aval de ladite zone ; - à coffrer l’ensemble constitué par le câble (2) et les barres de précontrainte (5, 6) en amont et/ou en aval de la zone de reprise, et sur partie au moins de la zone de reprise, définissant un volume sensiblement centré autour du câble ; - à injecter, dans ledit volume, du béton fibré BFUP (béton fibré ultra haute performance) ou une résine de caractéristiques équivalentes, venant occuper l’intégralité dudit volume ; - à confiner mécaniquement ledit volume alors rempli par le béton fibré BFUP ou la résine ; - à laisser le béton ou la résine prendre en masse ; - à mettre sous tension les barres de précontrainte (5, 6). Figure pour l’abrégé : Fig 4 Procédé pour la reprise locale de la tension d’un câble de précontrainte et système de pontage d’un câble de précontrainte mettant en œuvre ce procédé Domaine de l’invention L’invention appartient au domaine des structures de travaux publics, plus particulièrement des ouvrages d’art tels que les ponts intégrant un ou plusieurs câbles de précontrainte. Plus spécifiquement, l’invention vise la maintenance de tels ouvrages d’art, notamment lorsque le ou les câbles de précontrainte qu’ils intègrent ont subi des détériorations, nécessitant des mesures corrélatives à prendre pour sauvegarder l’intégrité dudit ouvrage. Etat antérieur de la technique La mise en œuvre de câbles de précontrainte extérieurs au béton au sein d’ouvrages d’art, et notamment de ponts, est aujourd’hui d’un usage largement répandu. De tels câbles de précontrainte subissent dans le temps des phénomènes d’usure ou de corrosion, susceptibles d’entraîner leur rupture et, corollairement, celle de l’ouvrage d’art au sein duquel ils sont intégrés. Cette corrosion n’est généralement pas généralisée sur l’ensemble du câble, mais concentrée au droit de défauts ponctuels, très majoritairement soit au droit de raccords des gaines enveloppes des câbles, soit au droit de réparations dites de fortune datant de l’exécution, soit aux ancrages. Leur surveillance s’est tout particulièrement accrue au cours des dernières années, en raison notamment des effondrements de ponts s’étant quelque peu multipliés, ou plus généralement des effets du vieillissement se faisant sentir après trente à quarante ans de service, puisque la précontrainte extérieure s’est généralisée à partir des années 1980. Dans le cadre de cette surveillance et de la maintenance qui lui est associée, il convient le plus souvent de sécuriser le câble corrodé de part et d’autre de sa zone de fragilité, puis d’envisager son remplacement. L’énergie élastique contenue dans un câble de précontrainte peut largement dépasser les 100 kilojoules. Cette énergie peut être libérée brutalement, notamment si le câble est injecté au coulis de ciment, ce qui occasionne des effets dynamiques considérables, un risque pour les personnes à proximité du câble, et un endommagement possible de l’ouvrage d’art au-delà de la simple perte du câble. A cet effet, il est connu, par exemple du document FR 3 112 561, de positionner de part et d’autre de la zone de fragilité du câble des mordaches, ou colliers, fixés notamment par boulonnage précontraint, et entre lesquels s’étendent des éléments de traction essentiellement constitués de barres métalliques, et destinés à reprendre les efforts initialement subis par ledit câble. Cette typologie de technique est définie comme provisoire, c’est-à-dire permet une détente douce du câble sans effet dynamique. Elle permet donc la dépose du câble, généralement en vue de son remplacement, non pas sa conservation. Il est ainsi fréquent de remplacer un câble de plus de 50 mètres linéaires, tandis que le défaut de corrosion sur le même câble ne règne que sur une longueur de l’ordre du mètre. De plus, ce genre de technique classique nécessite une préparation de surface particulière pour atteindre le coefficient de frottement requis, ce qui augmente le temps d’exposition des opérateurs au voisinage des zones potentielles de rupture. De plus, cette typologie de reprise de tension est réalisée par la force de clouage introduite dans les boulons, et est donc dépendante du périmètre disponible pour réaliser le serrage. Il s’agit d’un système actif, nécessitant de garantir par des mesures de suivi ou de contrôle la conservation de l’effort de clouage sur la durée du chantier. Enfin s’agissant d’opérations pouvant être réalisées dans un contexte d’urgence, l’emploi de ce type de solution nécessite la fabrication ou la mise à disposition d’une mordache ajustée au type précis de câble rencontré - effort résiduel, périmètre extérieur – ce qui peut occasionner des démarches d’études, de mise au point des méthodes, de fabrication, dont le délai peut être pénalisant. La présente invention vise à s’affranchir de la mise en place de telles mordaches et donc, corollairement, de réduire l’encombrement nécessaire à leur mise en place d’une part, et d’autre part, de permettre la conservation des linéaires de câble non pontés sans nécessiter leur dépose. A cet effet, l’invention vise tout d’abord un procédé pour la reprise locale de la tension d’un câble de précontrainte d’une structure et notamment d’un ouvrage d’art, en vue de sa détension. Ce procédé consiste : - à positionner par calage au moins deux barres de précontrainte, lesdites barres de précontrainte s’étendant sensiblement parallèlement audit câble au niveau de la zone de reprise, et ce en amont et en aval de ladite zone ; - à coffrer l’ensemble constitué par le câble et les barres de précontrainte en amont et/ou en aval de la zone de reprise, et sur partie au moins de la zone de reprise, définissant un volume sensiblement centré autour du câble ; - à injecter, dans ledit volume, du béton fibré BFUP (béton fibré ultra haute performance) ou une résine de caractéristiques équivalentes, venant occuper l’intégralité dudit volume ; - à confiner mécaniquement ledit volume alors rempli par le béton fibré BFUP ou la résine ; - à laisser le béton ou la résine prendre en masse ; - à mettre sous tension les barres de précontrainte. En d’autres termes, l’invention consiste à assurer le transfert par adhérence des efforts initialement subis par le câble, et ce, sur une longueur de recouvrement adaptée entre la ou les armatures ou les câbles existants et les profilés de pontage ou barres de précontrainte, permettant ainsi de profiter de l’effet de confinement inhérent au coffrage. Ce coffrage est de préférence typiquement réalisé par des coques semi-cylindriques métalliques, voire réalisées en matériau composite intégrant des fibres de verre ou des fibres de carbone par exemple, notamment si l’on souhaite éviter de laisser à demeure des éléments métalliques en atmosphère agressive. Selon un mode de réalisation de l’invention, si la géométrie de l’environnement le permet, il est possible de disposer des armatures de confinement se présentant typiquement sous la forme de cerces métalliques recouverts en acier HA directement dans un coffrage tubulaire provisoire, ce qui permet après décoffrage de disposer d’une peau externe en béton, et en l’espèce en béton fibré ultra haute performance (BFUP), de pérennité très avantageuse et d’entretien minimal. En raison même de l’intégration des armatures ou barres de précontrainte au sein d’un matériau présentant d’excellentes caractéristiques de résistance aux agressions environnementales, le système ainsi implanté peut demeurer au sein de l’ouvrage sans nécessiter de quelconques découpes et/ou d’évacuation de l’intégralité du câble en question. L’ancrage par adhérence, et non par clouage, procure une souplesse du système aux différentes typologies de câbles. En effet, le transfert par adhérence dans un matériau ne nécessite que l’adaptation du volume injecté (longueur et section) pour assurer le transfert effectif d’effort entre le câble et le système de pontage par barres. Par ailleurs, la composition du système de confinement est significativement simplifiée par rapport à une mordache de serrage de l’art antérieur, reprenant par ailleurs les efforts axiaux de barres de précontrainte, puisque le fonctionnement mécanique du tube de confinement est intrinsèquement différent et a fortiori moins pénalisant. Enfin, ce système de confinement ne nécessite pas d’être ajusté géométriquement au type de câble rencontré. Il est possible de faire varier les dimensions de l’enveloppe extérieure, typiquement de plusieurs centimètres par exemple, pour s’adapter à des diamètres de produits du commerce de tube, ou tout simplement aux contraintes de géométrie de l’ouvrage, par exemple la distance au parement le plus proche du câble. Concernant plus spécifiquement le pontage d’un tel câble au niveau d’une zone proche d’un ancrage, et donc nécessitant la mise en place de barres autour de l’ancrage d’un côté de la zone pontée, cette latitude en termes d’ajustement permet de positionner les barres de précontrainte dans les rares espaces éligibles d’un environnement généralement fortement contraint par les dispositions constructives en place, pouvant induire des contraintes fortes sur le nombre de barres (par exemple deux maximum), et l’espacement entre les différents éléments, tenant compte du ferraillage en place. L’invention vise également un système de pontage d’un câble de précontrainte d’une structure et notamment d’un ouvrage d’art. Ce système comprend : - au moins deux armatures ou barres de précontrainte destinées à venir se positionner parallèlement audit câble au niveau d’une zone de reprise, et s’étendant en amont et/ou en aval de ladite zone de reprise ; - un coffrage apte à définir un volume entourant le câble et les barres de précontrainte, non seulement au niveau de partie au moins de la zone de reprise mais de part et/ou d’autre de celle-ci, et apte à remplir une fonction de confinement mécanique dudit volume ; - des moyens de positionnement relativement à l’ouvrage d’art, respectivement des barres de précontrainte et du coffrage, par rapport au câble, - des moyens de mise en tension des barres de précontrainte. Typiquement et selon un premier mode de réalisation de l’invention, le coffrage est constitué de deux demi-coques aptes à être assemblées l’une à l’autre et à définir un volume sensiblement cylindrique, centré par rapport au câble en question. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le coffrage, également cylindrique est provisoire, et a donc vocation à être ôté après prise en masse du béton fibré BFUP ou de la résine. Corollairement, des cerces métalliques en acier Haute Adhérence (HA) de béton armé sont intégrés dans le volume défini par le coffrage préalablement à l’injection du béton BFUP ou de la résine, et disposés autour du câble et des barres de précontrainte munie de leur gaine, ces cerces se présentant sous la forme de demi-cercles se recouvrant se recouvrant mécaniquement au niveau de leurs deux extrémités. Brève description des figures La manière dont l’invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l’exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l’appui des figures annexées. est une représentation schématique en section longitudinale partielle d’un pont, illustrant la mise en œuvre d’un câble de précontrainte. est une vue en section transversale de la . est une vue schématique en section illustrant un exemple de fixation du système de confinement de l’invention. est une représentation schématique en section longitudinale d’une première forme de réalisation de l’invention. est une vue schématique en section transversale selon la ligne V-V de la . est une vue de détail de la . est une représentation schématique en section longitudinale d’une deuxième forme de réalisation de l’invention. est une vue schématique en section transversale selon la ligne VIII-VIII de la . est une vue schématique de détail de la . illustre schématiquement les différentes étapes de mise en œuvre du système de l’invention, et plus particulièrement du mode de réalisation illustré en lien avec la . illustre schématiquement les différentes étapes de mise en œuvre du système de l’invention, et plus particulièrement du mode de réalisation illustré en lien avec la . illustre schématiquement les différentes étapes de mise en œuvre du système de l’invention, et plus particulièrement du mode de réalisation illustré en lien avec la . illustre schématiquement les différentes étapes de mise en œuvre du système de l’invention, et plus particulièrement du mode de réalisation illustré en lien avec la . illustre schématiquement les différentes étapes de mise en œuvre du système de l’invention, et plus particulièrement du mode de réalisation illustré en lien avec la . illustre schématiquement les différentes étapes de mise en œuvre du système de l’invention, et plus particulièrement du mode de réalisation illustré en lien avec la . est une représentation schématique en section longitudinale d’une troisième forme de réalisation de l’invention. est une vue schématique en section transversale selon la ligne XVII – XVII de la . est une vue schématique de détail de la . Procédé pour la reprise locale de la tension d’un câble de précontrainte (2) d’une structure et notamment d’un ouvrage d’art, en vue de sa dépose ou de sa conservation, consistant : - à positionner par calage au moins deux barres de précontrainte (5, 6) de part et d’autre du câble en question, lesdites barres de précontrainte s’étendant sensiblement parallèlement audit câble au niveau de la zone de reprise, c’est-à-dire de la zone de fragilité dudit câble, et ce en amont et en aval de ladite zone ; - à coffrer l’ensemble constitué par le câble (2) et les barres de précontrainte (5, 6) en amont et/ou en aval de la zone de reprise, et sur partie au moins de la zone de reprise, définissant un volume sensiblement centré autour du câble ; - à injecter, dans ledit volume, du béton fibré BFUP (béton fibré ultra haute performance) ou une résine de caractéristiques équivalentes, venant occuper l’intégralité dudit volume ; - à confiner mécaniquement ledit volume alors rempli par le béton fibré BFUP ou la résine ; - à laisser le béton ou la résine prendre en masse ; - à mettre sous tension les barres de précontrainte (5, 6). Système de pontage d’un câble de précontrainte (2) d’une structure et notamment d’un ouvrage d’art, en vue de sa dépose ou de sa conservation, comprenant : - au moins deux armatures ou barres de précontrainte (5, 6) destinées à venir se positionner de part et d’autre dudit câble au niveau d’une zone de reprise, et s’étendant en amont et/ou en aval de ladite zone de reprise ; - un coffrage (7) apte à définir un volume entourant le câble et les barres de précontrainte, non seulement au niveau de partie au moins de la zone de reprise mais de part et/ou d’autre de celle-ci, et apte à remplir une fonction de confinement mécanique dudit volume ; - des moyens de positionnement relativement à l’ouvrage d’art, respectivement des barres de précontrainte et du coffrage, par rapport au câble, - des moyens de mise en tension des barres de précontrainte (5, 6). Système de pontage d’un câble de précontrainte (2) d’une structure et notamment d’un ouvrage d’art selon la revendication 2, dans lequel le coffrage (7) est constitué de deux demi-coques aptes à être assemblées l’une à l’autre et à définir un volume sensiblement cylindrique, centré par rapport au câble de précontrainte (2). Système de pontage d’un câble de précontrainte (2) d’une structure et notamment d’un ouvrage d’art selon la revendication 3, dans lequel les coques semi-cylindriques sont réalisées en métal ou en matériau composite intégrant des fibres de verre ou des fibres de carbone. Système de pontage d’un câble de précontrainte (2) d’une structure et notamment d’un ouvrage d’art en vue de sa dépose ou de sa conservation, comprenant : - au moins deux armatures ou barres de précontrainte (5, 6) destinées à venir se positionner de part et d’autre dudit câble au niveau d’une zone de reprise, et s’étendant en amont et/ou en aval de ladite zone de reprise ; - un coffrage provisoire (26) apte à définir un volume entourant le câble et les barres de précontrainte, non seulement au niveau de partie au moins de la zone de reprise mais de part et/ou d’autre de celle-ci, et apte à remplir une fonction de confinement mécanique dudit volume ; - des moyens (27, 28) de confinement mécanique dudit volume ; - des moyens de positionnement relativement à l’ouvrage d’art, respectivement des barres de précontrainte et du coffrage, par rapport au câble, - des moyens de mise en tension des barres de précontrainte (5, 6). Système de pontage d’un câble de précontrainte (2) d’une structure et notamment d’un ouvrage d’art selon la revendication 5, dans lequel les moyens de confinement mécanique sont constitués de cerces métalliques (27, 28) intégrés dans le volume défini par le coffrage provisoire (26), et disposés autour du câble (2) et des barres de précontrainte (5, 6) munies de leur gaine (23). Système de pontage d’un câble de précontrainte (2) d’une structure et notamment d’un ouvrage d’art selon la revendication 6, dans lequel les cerces (27, 28) sont constitués de demi-éléments se recouvrant mécaniquement au niveau de leurs deux extrémités.