Ce guide a pour objectif de partager les pratiques en vigueur dans le réseau scientifique et technique (RST) du ministère en charge des transports en matière d'évaluation structurale et de conception des réparations et du renforcement des viaducs à travées indépendantes à poutres précontraintes par post-tension (VIPP).
Une méthode de calcul spécifique aux VIPP
Compte tenu de leur âge (les ponts VIPP ont été construits dès les années 50) et de l’augmentation constante de l’agressivité du trafic routier, ces ouvrages présentent de manière récurrente des désordres ou des insuffisances structurelles théoriques caractéristiques pouvant fragiliser leur structure et remettre en cause leur niveau de service, voire la sécurité des usagers.
Une méthode d'analyse des risques a été adaptée à ces ouvrages par le RST, et permet d’analyser les VIPP au sein d’un parc d’ouvrages, d’identifier les VIPP les plus sensibles et de préconiser des mesures à prendre pour limiter au maximum les risques pour les personnes et pour la structure elle-même.
Cette méthode comprend deux étapes: une analyse de risques dite "simplifiée", et une analyse de risques dite "détaillée". L’analyse de risques "simplifiée" a été réalisée en 2009 sur le patrimoine des ouvrages de l’État et a permis d’identifier les aléas, d’analyser la vulnérabilité des ouvrages au regard de ces aléas dans différents scénarios d’exploitation, puis d’estimer la gravité des conséquences de leur défaillance. Elle a conduit à placer chaque ouvrage dans une classe de risques et à préconiser des modalités de gestion spécifiques.
L’analyse "détaillée" doit ensuite conduire à confirmer ou infirmer la nécessité de procéder à une remise à niveau de l’ouvrage. C'est dans ce cadre qu'est effectuée l'évaluation structurale des ponts en VIPP qui fait l'objet de ce document. Celle-ci vise à établir la capacité ou non de l'ouvrage à satisfaire les conditions d'exploitation.
Des recommandations pour l'ensemble des calculs
Cette analyse détaillée est susceptible de comprendre des investigations et une analyse par des calculs fins, de nature similaire aux calculs d’exécution, ce qui justifie le plus souvent un recueil des données étendu (mesure d’épaisseur de chaussée par radar, reconnaissance du tracé précis des câbles des poutres, information sur la mise en tension, tensions résiduelles de la précontrainte, qualité d’injection des gaines, etc.).
Les processus de calculs complémentaires portent sur les différentes parties constitutives des ouvrages et doivent être suffisamment détaillés et complets. Ils doivent porter sur :
- L’évaluation de toutes les poutres (poutres de rive et poutres intermédiaires) des différentes travées de l’ouvrage avec examen des critères de flexion et d’effort tranchant dans toutes les sections. Les zones d’about font l’objet d’un examen particulier par la justification de l’équilibre du coin et de la transmission de la bielle d’effort tranchant,
- Le recalcul des hourdis, en tenant compte de la flexion générale et de la flexion locale. Les sections de jonction poutres/ hourdis feront l’objet d’un examen particulier, notamment dans le cas des hourdis précontraints transversalement.
Ce guide s’adresse à tout maître d’ouvrage gestionnaire de VIPP et à ses services, afin d’appréhender la méthodologie proposée et de mettre en oeuvre les investigations complémentaires éventuelles. Il s'adresse également aux bureaux d’études qui seront chargés de conduire les évaluations structurales et de définir les projets de réparation. Il présente :
- Les hypothèses de calcul issues du dossier d’ouvrage ou provenant d’investigations complémentaires destinées à affiner la connaissance de l’état de l’ouvrage ;
- Les règles de calcul à appliquer pour réaliser une évaluation structurale de l’ouvrage ;
- Des recommandations pour la réparation et le renforcement des ouvrages et de leurs éléments, notamment les câbles, par différentes techniques.
Outre les documents réglementaires ou méthodologiques antérieurs, ce guide a été enrichi de résultats récents issus de l’opération de recherche sur la poutre du pont Clerval réalisée par les équipes du Cerema, sur le comportement, l’auscultation et le renforcement des structures de type VIPP.
Pour accéder au guide :
Pour en savoir plus sur l'expérimentation VIPP du Cerema:
Le Cerema a instrumenté avec l'Université Gustave Eiffel (ex-Ifsttar) et l’ASFA (Association des Sociétés Françaises d’Autoroutes) la rupture d'une poutre de pont en béton précontraint de type VIPP, en 2014 et 2016, pour mieux comprendre le fonctionnement mécanique de la structure. En 2016, des opérations de renforcement par matériaux composites collés ont été également testées.