Brevet FR3157444A1 — publié le 20250627

Procédé de détensionnement d’au moins une armature de précontrainte et ouvrage de génie civil Procédé de détensionnement d’un toron (11) ancré à ses extrémités dans des ancrages respectifs (20) comportant chacun un bloc d’ancrage (22) et au moins un mors (24) pour le retenir dans le bloc d’ancrage, ce procédé comportant les étapes consistant à : au niveau d’un premier desdits ancrages (20) : réancrer l’armature, notamment le toron (11), en arrière du bloc d’ancrage (22) de ce premier ancrage, dans un bloc d’ancrage outil (50), à l’aide d’un mors outil, chauffer à haute température le mors outil jusqu’à relâchement de l’effort de serrage de l’armature, notamment du toron (11), par ce mors outil. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Procédé de détensionnement d’au moins une armature de précontrainte et ouvrage de génie civil La présente invention concerne le domaine de la précontrainte de génie civil et plus particulièrement la précontrainte non adhérente remplaçable ayant recours à des armatures individuellement protégées par enduction d’un produit souple et individuellement gainées, telles des torons de type « gainé graissé ». La précontrainte non adhérente est principalement utilisée dans des applications exigeant de pouvoir mesurer la tension du câble de précontrainte, de le retendre ou de le détendre, et le cas échéant de pouvoir le remplacer complètement ou partiellement, en particulier ses armatures. Dans le cas des armatures de type « toron gainé graissé », le gainage et l’enduction individuels permettent la mise en tension et le remplacement individuel de chaque armature. Le câble est généralement constitué d’un faisceau d’armatures (classiquement des torons) ancrées à chacune de leurs extrémités dans un ancrage composé d’une plaque d’ancrage dite « tromplaque », assurant la convergence des armatures et la diffusion des efforts dans le béton de l’ouvrage, d’un bloc d’ancrage en acier percé de conduits pour les armatures, en appui sur la tromplaque, et de mors assurant l’ancrage individuel des armatures dans le bloc. Chaque mors conique en prise sur une armature est logé à l’intérieur d’un trou tronconique à l’extrémité du conduit correspondant du bloc d’ancrage. Le serrage radial du mors, obtenu par effet de coin et croissant avec l’effort de tension régnant dans l’armature, permet l’ancrage de celle-ci. Chaque toron comporte typiquement 7 fils (6 fils en hélice autour d’un fil central), étant généralement du type T15 (f rg =1860MPa, A 1 =150mm²). Le mors comporte généralement trois clavettes tronconiques présentant chacune un secteur angulaire de 120°, maintenues ensemble par un jonc annulaire élastique ouvert. Les armatures disposent généralement d’une surlongueur en arrière du bloc d’ancrage, et les surlongueurs sont contenues dans un capot étanche rempli d’un produit souple de protection (généralement graisse ou cire) pour les protéger des agressions et en particulier de la corrosion. Le remplacement du câble requiert la détension des armatures existantes, préalablement à la mise en place d’armatures de remplacement. La surlongueur est utilisée pour détendre partiellement ou totalement l’ensemble des armatures ou chaque armature individuellement à l’aide d’un vérin. Dans les ouvrages connus dont les longueurs de câbles restent limitées ( Les capots équipant les câbles couvrant de grandes portées sont pour cette raison nécessairement longs et par conséquent difficiles à intégrer d’un point de vue pratique ou architectural. Un câble de 200m de longueur présente typiquement un allongement élastique de 1,40m, soit une surlongueur utile comprise entre 1,6m et 2m (soit 0.8m à 1.0m à chaque ancrage). Par ailleurs, les coûts de fourniture et d’installation de ces capots ne sont pas négligeables pour la construction. Une solution alternative à l’utilisation de vérins de détension consiste à chauffer à haute température avec un chalumeau oxyacétylénique l’extrémité du toron à détendre jusqu’à ce que le mors d’ancrage cesse d’exercer sa fonction et laisse glisser le toron. Ceci a pour inconvénient de créer un risque de sortie brutale et incontrôlée des fils du toron ou du toron entier et par ailleurs d’endommager son gainage individuel, classiquement en PEHD. Le gainage individuel ne peut pas être remplacé, étant généralement figé dans un coulis cimentaire injecté dans le conduit ou gaine collective du câble de précontrainte, et doit rester intact afin de permettre le remplacement du toron acier et pour conserver la bonne protection anticorrosion que ce gainage apporte. Il existe par conséquent un besoin pour bénéficier d’un procédé de détensionnement et de remplacement d’un câble de précontrainte non adhérente permettant de réduire l’encombrement de la surlongueur et du capot de protection, et remédiant aux inconvénients ci-dessus. L’invention vise à répondre à ce besoin et a pour objet un procédé de détensionnement d’au moins une armature de précontrainte ancrée à ses extrémités dans des ancrages respectifs comportant chacun un bloc d’ancrage et au moins un mors adapté à s’appliquer sur l’armature pour la retenir dans le bloc d’ancrage, ce procédé comportant les étapes consistant à : au niveau d’un premier desdits ancrages : réancrer l’armature, en arrière du bloc d’ancrage de cet ancrage, dans un bloc d’ancrage outil, à l’aide d’un mors outil, chauffer à haute température le mors outil jusqu’à relâchement de l’effort de serrage de l’armature par ce mors outil. L‘armature est typiquement un toron d’un câble de précontrainte, l’invention n’étant toutefois pas limitée à un toron. L’opération de détension par chauffe sur un bloc outil rapporté permet de garantir l’intégrité de chaque gainage individuel. L’invention permet ainsi une détention complète et un remplacement aisé de chaque armature, notamment de chaque toron du faisceau constitutif d’un câble de précontrainte, et les armatures, notamment torons, de remplacement peuvent être enfilées dans les gainages individuels existants. L’invention permet de plus le remplacement des armatures, notamment torons, d’un câble de grande longueur avec des surlongueurs aux extrémités et des capots d’ancrage d’encombrement limité. L’invention permet notamment, par rapport à l’état de l’art, l’installation de la précontrainte avec des capots mi-longs offrant un encombrement limité et des dispositions d’ancrage moins coûteuses. Pour un encombrement limité derrière l’ancrage, la surlongueur peut être inférieure ou égale à 80cm, mieux à 70cm, ou encore à 60cm, étant par exemple de l’ordre de 50cm aux deux extrémités du câble, tout en permettant de procéder à une détension partielle de chaque armature, notamment un toron, à une extrémité, suivie d’une libération de l’effort de tension résiduel par chauffe à haute température des mors d’ancrage outil à l’autre extrémité, comme détaillé plus loin. Dans un exemple de mise en œuvre de l’invention, préalablement à l’étape a) un coupleur, notamment monotoron, est installé sur une extrémité de l’armature, notamment du toron, qui s’étend hors du bloc d’ancrage outil pour la coupler à un toron outil sur lequel un vérin peut venir en prise. Cela permet d’intervenir sur une armature, notamment un toron, disposant d’une faible surlongueur. Le procédé peut comporter l’installation d’un support de détension, encore appelé chaise de détension, sur lequel le vérin vient en appui. Le procédé peut comporter la mise en place d’une entretoise (encore appelée « chaise ») destinée à servir d’appui au bloc d’ancrage outil pour ménager un dégagement minimal par rapport au bloc d’ancrage permanent. Ce dégagement permet d’extraire chaque mors d’ancrage d’une armature, notamment toron, à détendre du bloc permanent et permet d’éviter d’endommager le bloc d’ancrage permanent lors de la chauffe. De préférence, avant l’étape b), l’armature, notamment le toron, est couplée à un fil outil. Ce fil outil permet d’exercer une traction sur l’armature, notamment le toron, après sa détension, en vue de son remplacement. Lorsque l’armature est constituée par un toron, ce toron peut présenter un fil central, auquel cas le toron est avantageusement couplé au fil outil à l’aide d’un coupleur dans lequel seul le fil central et le fil outil sont introduits. Le procédé peut comporter avant l’étape b) la protection d’armatures voisines, notamment de torons voisins, éventuelles, à l’aide d’une protection thermique disposée autour du mors additionnel à chauffer, cette protection thermique se présentant par exemple sous la forme d’un cylindre résistant à la température. Le procédé selon l’invention peut comporter les étapes consistant à : Au niveau d’un deuxième desdits ancrages permanents, dans le cas où l’armature, notamment le toron, présente une surlongueur, et avant de mettre en œuvre l’étape b), mieux avant de mettre en œuvre l’étape a) : reprendre à l’aide d’un vérin la tension de l’armature, notamment du toron, pour décoincer le mors du bloc d’ancrage permanent de ce deuxième ancrage, et après décoincement du mors, détendre partiellement l’armature, notamment le toron, en réduisant la surlongueur. Cela permet d’effectuer la détension à l’étape b) sur une armature, notamment un toron, déjà partiellement détendue. Une armature, notamment un toron, de remplacement peut être couplée, après détension complète de l’armature, notamment du toron, à l’extrémité de celle-ci située du côté du deuxième ancrage. L’armature à remplacer peut être treuillée du côté du premier ancrage, l’armature de remplacement étant de préférence poussée du côté du deuxième ancrage. Un produit souple tel que de la graisse est avantageusement injecté avec l’armature de remplacement lors de l’enfilage de cette dernière en remplacement de l’armature existante, et lorsque l’armature de remplacement est un toron protégé par une gaine, on peut procéder à l’enlèvement en continu de la gaine lors de l’introduction du toron. Le procédé peut être répété pour plusieurs armatures, notamment torons du câble de précontrainte. L’invention a encore pour objet un ouvrage de génie civil permettant de bénéficier du procédé de détensionnement selon l’invention. Cet ouvrage de génie civil comporte au moins un câble multi toron gainé graissé, de précontrainte non adhérente, ancré à ses extrémités dans des ancrages comportant chacun une tromplaque sur laquelle repose un bloc d’ancrage traversé de trous tronconiques traversés par les torons du câble et dans lesquels des mors d’ancrage des torons sont engagés, chaque toron présentant une surlongueur W s’étendant en arrière du bloc d’ancrage, la surlongueur étant inférieure ou égale à (D/2)+A, D désignant l’allongement élastique du câble, et A une longueur minimale d’ancrage d’un coupleur monotoron La longueur L du câble peut notamment être supérieure ou égale à 100m, voire à 150m ou encore à 200m. La surlongueur W peut être inférieure ou égale à L*0,007/2+A m. Pour un coupleur monotoron, on peut considérer A=0,100m. L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel : FIG. 1 la FIG. 1 représente de manière schématique et partielle un premier côté d’un ouvrage de génie civil comportant un ancrage de câble de précontrainte non adhérente, avec une partie du système de détensionnement, FIG. 1 la FIG. 1 est une vue analogue à la FIG. 1 d’une variante de réalisation du système de détensionnement, FIG. 2 la FIG. 2 représente de manière schématique et partielle le deuxième côté de l’ouvrage, également équipé d’un ancrage du câble de précontrainte, avec une autre partie du système de détensionnement, FIG. 3 la FIG. 3 représente de manière schématique et partielle une variante du système de détensionnement de la FIG. 2 , FIG. 4 la FIG. 4 illustre de manière schématique et partielle la préparation du toron pour le couplage de celui-ci à l’aide d’un coupleur venant en prise sur le fil central, FIG. 5 la FIG. 5 représente de manière schématique et partielle un exemple de coupleur pour fil central, FIG. 6 la FIG. 6 illustre la préparation des torons à remplacer en vue du raccordement des torons de remplacement, FIG. 6 la FIG. 6 illustre le raccordement des torons de remplacement aux torons à remplacer, FIG. 7 la FIG. 7 illustre le raccordement des torons à remplacer à des fils outil, FIG. 8 la FIG. 8 illustre le chauffage d’un mors d’ancrage du bloc outil, FIG. 9 la FIG. 9 illustre l’enfilage du toron de remplacement, FIG. 10 la FIG. 10 illustre l’exercice d’une traction sur le fil outil pour extraire le toron à remplacer, FIG. 11 la FIG. 11 représente isolément, en perspective et de manière schématique, un exemple d’ancrage et de câble de précontrainte ancré à l’aide d’un tel ancrage, FIG. 12 la FIG. 12 représente en section transversale et en vue éclatée, de manière schématique, les clavettes d’un mors d’ancrage et le toron sur lequel elles sont destinées à s’appliquer, et FIG. 13 la FIG. 13 représente en vue de côté un mors d’ancrage. On a représenté sur les figures 1A et 2 les côtés A et B d’un ouvrage C de génie civil comportant au moins un câble de précontrainte non adhérente (non représenté entièrement) ancrés à ses extrémités dans l’ouvrage à l’aide d’ancrages 20 comportant chacun, de façon connue en soi, une tromplaque 21, et un bloc d’ancrage métallique 22 en appui sur la tromplaque 21. Le bloc d’ancrage 22 comporte, comme illustré notamment aux figures 11 à 13, des trous tronconiques 23 dans lesquels sont engagés des mors d’ancrage 24 comportant des clavettes dentées 25, réunies par un jonc annulaire ouvert 26 reçu dans une gorge 27. Le câble comporte un faisceau de torons 11 engagés chacun dans un trou 23 du bloc d’ancrage 22 et retenu dans celui-ci à l’aide d’un mors 24. La description qui suit concerne préférentiellement une armature de précontrainte constituée d’un toron de câble de précontrainte, mais l’invention s’applique à des armatures de précontrainte autres que des torons. Chaque toron 11 présente à chaque extrémité une surlongueur W, comme illustré à la FIG. 1 , qui s’étend à l’extérieur du bloc d’ancrage 22, en s’éloignant de la tromplaque 21. Les surlongueurs peuvent différer de chaque côté. Un capot de protection (non représenté) protège les surlongueurs des torons. Les torons 11 sont de préférence du type 7 fils T15 en acier, et comportent un fil central droit et six fils hélicoïdaux enroulés autour du fil central. La surlongueur W peut être relativement courte grâce à l’invention, et elle est avantageusement inférieure ou égale à 50cm. Pour procéder au remplacement de chaque toron 11, on peut commencer par déposer les capots et la cire couvrant torons 11 et bloc d’ancrage 22 à chaque extrémité. Ensuite, on peut procéder à l’action suivante : Côté A : Détendre partiellement le toron 11 à l’aide d’un vérin monotoron 43, par exemple de type SC2 proposé par la société Freyssinet, dont le nez vient en appui sur le bloc d’ancrage 22 comme illustré à la FIG. 1 . Le toron 11 ne peut pas être complètement détendu car l’allongement élastique total (7mm/m) est supérieur à la surlongueur disponible. En variante, si la surlongueur disponible n’est pas suffisante, on peut procéder aux actions suivantes, comme illustré sur la FIG. 1 : Coupler l’extrémité du toron 11 à détendre avec un toron outil 40, par exemple de 2m environ de longueur, au moyen d’un coupleur monotoron 41, un tel coupleur étant connu en lui-même; Installer une chaise de détension 42 pour appui du vérin creux monotoron 43, détendre partiellement le toron 11 à l’aide du vérin monotoron 43. La zone derrière l’ancrage peut ensuite être sécurisée pour prévenir tout risque associé à une projection brutale du toron 11 à l’arrière de l’ancrage, lors de la suite du procédé. Les actions suivantes peuvent être effectuées côté B, comme illustré FIG. 2 : Rapporter un bloc d’ancrage outil 50 derrière le bloc d’ancrage existant 22, en intercalant une entretoise (encore appelée « chaise ») 51 suffisamment longue pour permettre le démontage des mors d’ancrage 24 et pour déporter ce bloc outil 50 aussi loin que possible du bloc existant 22, en tenant compte de la longueur de prise requise d’un vérin monotoron 53 utilisé par la suite. Le bloc d’ancrage outil peut comporter des trous tronconiques 23 identiques à ceux du bloc d’ancrage 22, étant par exemple identique à celui-ci. Les mors outils 24 utilisés avec le bloc outil 50 peuvent être identiques à ceux utilisés avec le bloc d’ancrage 22. Au moyen du vérin monotoron 53, reprendre l’effort de tension dans le toron 11 et le réancrer dans le bloc outil rapporté 50 à l’aide d’un mors d’ancrage outil 24; extraire et démonter le mors d’ancrage du bloc d’ancrage permanent 22. Si le toron 11 est trop court, on peut utiliser un coupleur monotoron 54, un toron outil 55 et une chaise de détension 56, de la même manière que pour le côté A, comme illustré sur la FIG. 3 . On peut extraire ensuite côté A et côté B le fil central 60 des torons 11 concernés en découpant les fils périphériques 63 pour découvrir le fil central, sur une longueur adaptée, typiquement 100mm, comme illustré à la FIG. 4 . On peut réaliser un biseau 62 à l’extrémité des fils périphériques 63 et effectuer une brasure 61. On peut du côté B coupler le fil central 60 du toron 11 au moyen d’un coupleur 70 à fil central, dit coupleur « phi5 », représenté sur la FIG. 5 , connu en lui-même et proposé par la société Freyssinet, à un fil outil 80, long de quelques m, de préférence 2 à 5m, comme illustré à la FIG. 7 . En variante, le couplage est réalisé autrement, par exemple par une soudure boule. Cette opération de dégagement du fil central est effectuée similairement côté A pour le toron existant 11, comme illustré FIG. 6 . On peut alors connecter par soudure boule du fil central ou comme illustré à la FIG. 6 avec un connecteur 90 à fil central (par exemple identique à celui illustré à la FIG. 5 ), le toron à remplacer et un toron de remplacement 91, le fil central de ce dernier ayant été précédemment extrait des autres fils comme pour le toron 11. Pour libérer la tension du côté B, on chauffe à haute température avec un chalumeau le toron à détendre 11 au niveau du mors outil 24, comme illustré FIG. 8 , jusqu’à glissement du toron dans le mors outil, permettant de relâcher l’effort ; au préalable, les torons voisins situés à proximité du toron à détendre pourront avoir été protégés avec un cylindre 120 disposé autour du mors d’ancrage outil 24 à chauffer, sur le bloc d’ancrage outil 50. Le toron 11 glisse et entraine le coupleur 70 et le fil outil 80 à travers l’ancrage permanent 22 situé du côté B. On peut répéter les opérations ci-dessus pour chacun des torons 11 à détendre. Une fois tous ces torons 11 détendus, on peut si on le souhaite, du côté B, démonter les mors, le bloc outil 50 et l’entretoise d’appui 51. On peut du côté B, comme illustré à la FIG. 10 , tracter le toron existant 11 avec tout moyen de traction 100 approprié, par exemple un treuil, et pousser le toron de remplacement avec un treuil, tirefort, un pousseur/entraîneur à galets ou moyen équivalent, comme illustré à la FIG. 9 . Lorsque l’effort de traction à exercer est trop élevé, l’opération peut être achevée au moyen d’un vérin monotoron. Le toron de remplacement 91 peut être guidé à l’aide d’un ou plusieurs galets de roulement 130 positionnés à proximité du trou correspondant 23 du bloc d’ancrage 22, comme illustré à la FIG. 9 . Le dénudage de ce toron 91 pour enlever une gaine de protection peut être effectué en pratiquant deux découpes longitudinales diamétralement opposées, au fur et à mesure de l’enfilage du toron 91 dans le gainage existant. De plus, le toron de remplacement 91 peut être enduit d’un produit souple tel qu’une graisse, continuellement au niveau de l’orifice du bloc d’ancrage et du gainage, afin de compenser la graisse extraite avec le toron 11 à remplacer. L’opération peut être arrêtée lorsque la surlongueur requise à l’ancrage est atteinte. Après avoir confirmé le bon état de surface des trous coniques 23, on peut mettre en place les mors 24 aux deux extrémités et tendre le toron 91. On peut répéter ces opérations pour tous les torons du câble nécessitant un remplacement. On peut ensuite replacer les capots et réinjecter leur volume avec un produit souple de protection anticorrosion, tel que graisse ou cire. Les surlongueurs W peuvent être relativement faibles, et l’encombrement axial des capots aussi, ce qui facilite leur intégration architecturale. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être donnés. Par exemple, l’invention peut s’appliquer à d’autres type d’armatures que des torons à 7 fils. Procédé de détensionnement d’au moins une armature de précontrainte, notamment un toron (11) d’un câble de précontrainte (10), ancrée à ses extrémités dans des ancrages respectifs (20) comportant chacun un bloc d’ancrage (22) et au moins un mors (24) adapté à s’appliquer sur l’armature, notamment le toron (11), pour la retenir dans le bloc d’ancrage, ce procédé comportant les étapes consistant à : au niveau d’un premier desdits ancrages (20) : réancrer l’armature, notamment le toron (11), en arrière du bloc d’ancrage (22) de ce premier ancrage, dans un bloc d’ancrage outil (50), à l’aide d’un mors outil, chauffer à haute température le mors outil jusqu’à relâchement de l’effort de serrage de l’armature, notamment du toron (11), par ce mors outil. Procédé selon la revendication 1, dans lequel préalablement à l’étape a) un coupleur, notamment un coupleur monotoron (54), est installé sur une extrémité de l’armature, notamment du toron (11), qui s’étend hors du bloc d’ancrage outil (50) pour la coupler à un toron outil (55) sur lequel un vérin (53) peut venir en prise. Procédé selon la revendication 2, comportant l’installation d’un support de détension (56) sur lequel le vérin (53) vient en appui. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant la mise en place d’une entretoise (51) destinée à servir d’appui au bloc d’ancrage outil (50) pour le maintenir éloigné du bloc d’ancrage (22). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel avant l’étape b), l’armature, notamment le toron (11), est couplée à un fil outil (80). Procédé selon la revendication 5, l’armature étant constituée par un toron (11) présentant un fil central (60), le toron, étant couplé au fil outil (80) à l’aide d’un coupleur (70) dans lequel seul le fil central et le fil outil sont introduits. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant avant l’étape b) la protection d’armatures voisines, notamment de torons voisins, éventuels à l’aide d’une protection thermique disposée autour du mors outil à chauffer. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant les étapes consistant à : Au niveau d’un deuxième desdits ancrages (20), dans le cas où l’armature, notamment le câble, présente une surlongueur (W), et avant de mettre en œuvre l’étape b), mieux avant de mettre en œuvre l’étape a) : reprendre à l’aide d’un vérin (43) la tension de l’armature, notamment du toron, pour décoincer le mors (24) du bloc d’ancrage (22) de ce deuxième ancrage (20), et après décoincement du mors, détendre partiellement l’armature, notamment le toron (11), en réduisant la surlongueur. Procédé selon la revendication8, une armature de remplacement, notamment un toron de remplacement (91), étant couplée après détension complète de l’armature, notamment du toron (11), à l’extrémité de celle-ci située du côté du deuxième ancrage. Procédé selon la revendication 9, l’armature à remplacer étant treuillée du côté du premier ancrage, l’armature de remplacement étant de préférence poussée du côté du deuxième ancrage. Procédé selon l’une des revendications 9 et 10, un produit souple tel que de la graisse étant injecté avec l’armature de remplacement lors de l’enfilage de cette dernière en remplacement de l’armature existante, procédé dans lequel, lorsque l’armature de remplacement est un toron protégé par une gaine, on procède à l’enlèvement en continu de la gaine lors de l’introduction du toron. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, étant répété pour plusieurs armatures, notamment plusieurs torons (11) du câble de précontrainte (10).