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Techniquesd’auscultationdes ouvragesde génie civil

Du projet à l’exécution

1991 724.453 f

PI-BAT

Techniques d’auscultationdes ouvrages de génie civil

Structures, routes,réseaux de conduites

Techniques d'auscultation des ouvrages de génie civil

Programme d’Impulsions PI-BAT – Entretien et rénovation des constructionsOffice fédéral des questions conjoncturelles

Journées d’information pour ingénieurs,services techniques des administrations

et entrepreneurs

PI-BAT

Auteurs du manuel

Structures• Roman Müller, H.U. Peter AG, Zürich• Heidi Ungricht, SKS-Ingenieure AG, Zürich• Dr. Ernst Büchi, Geotest AG, Zollikofen• Alfred Hächler, LPM AG, Beinwill am See• Dr. Bernhard Elsener, IBWK-ETH, Zürich• Hanspeter Bänziger, VSL-Betonexpert, Bern• Otto Schuwerk, Thalwil• Ueli Meierhofer, EMPA, Dübendorf• Andreas Steiger, Beratender Ingenieur, Luzern

Routes• Ivan Scazziga, Viaconsult AG, Zürich• Alain Jacot S.A.C.R., Zürich

Réseaux de conduites• Alfred Huber, Merkl AG, Heiden• Kurt Bader, Tiefbauamt der Stadt Zürich, Stadt-

entwässerung, Zürich• Ernst Votapek, SVGW, Zürich• Dr. Fritz Hunkeler, Schweizerische Gesellschaft

für Korrosionsschutz, Zürich

Constructions nouvelles et surveillance• Dr. Peter Ritz, Schneller Schmidhalter Ritz AG,

Brig• Andreas Steiger, Beratender Ingenieur, Luzern

Nous tenons à remercier ici tous les spécialistes dela pratique, de l’enseignement et de la recherche quiont contribué à la réalisation du présent manuel parleurs avis compétents, ainsi que les entreprises quiont mis à notre disposition des documentations etdes illustrations.

Copyright © 1991 Office fédéral des questionsconjoncturelles, 3003 Berne, juillet 1991.Reproduction d’extraits autorisée avec indication dela source.Diffusion: Office central fédéral des imprimés et dumatériel, 3000 Berne.

Form. 724.453 f 7.91 2000 56.492


Le présent manuel «Techniques d’auscultation desouvrages de génie civil» a été élaboré par le groupede travail «Méthodes de diagnostic» du Programmed’Impulsions «Entretien et rénovation desconstructions», groupe thématique génie civil. Lescontributions techniques pour les différentschapitres ont été apportées par les personnes men-tionnées ci-après. Le groupe de travail a par ailleursencore été conseillé par un groupe d’experts.

Associations organisatricesVSS Union suisse des professionnels de la routeSIA Société suisse des ingénieurs et des

architectesUTS Union technique suisseASPEE Association suisse des professionnels de

l’épuration des eaux

RédactionRédaction définitive et direction du groupe detravail:• Andreas Steiger, Ingénieur conseil, Lucerne

Groupe de travail «Méthodes de diagnostic»• Wilhelm Birchmeier, Ingénieur, Lausanne• Roman Müller, H.U. Peter AG, Zürich• Andreas Steiger, Beratender Ingenieur, Luzern• Heidi Ungricht, SKS Ingenieure AG, Zürich

Groupe des experts• Michel Donzel, Office fédéral des routes, Berne• Ewald Heimgartner, Ernst Basler & Partner AG,

Zürich• Dr. Fritz Hunkeler, Schweizerische Gesellschaft

für Korrosionsschutz, Zürich• Dr. Peter Ritz, Schneller Schmidhalter Ritz AG,

Brig• Ivan Scazziga, Viaconsult AG, Zürich (Vertreter

VSS)• Dr. Jost Studer, GSS-Ingenieure AG, Zürich

Suisse romande, édition française

Direction des coursRené Suter, Dr ès sciences techniques, Schindelholzet Dénériaz SA, Lausanne

TraductionWilhelm Birchmeier, Ingénieur, LausanneLuc Girard, Balzan et Girard, Ingénieurs, Ecublens

Mise en page et photocompositionConsortium DAC / City Comp SA, Lausanne etMorges

PI-BAT

D’une durée totale de 6 ans (1990-1995), le pro-gramme d’action «Construction et énergie» se com-pose des trois Programmes d’Impulsions suivants:

PI-BAT – entretien et rénovation des constructionsRAVEL – utilisation rationnelle de l’électricitéPACER – énergies renouvelables

Ces trois Programmes d’Impulsions sont réalisés enétroite collaboration avec l’économie privée, lesécoles et la Confédération. Leur but est de favoriserune croissance économique qualitative. Dans cesens ils doivent conduire à une plus faible utilisationdes matières premières et de l’énergie, avec pourcorollaire un plus large recours au savoir-faire et àla matière grise.

Le programme PI-BAT répond à la nécessitéd’entretenir correctement les constructions de toustypes. Aujourd’hui une partie toujours plus grandedes bâtiments et des équipements de génie civilsouffre de défauts techniques et fonctionnels en rai-son du vieillissement et de l’évolution des besoinset des sollicitations. Si l’on veut conserver la valeurde ces ouvrages, il y a lieu de les rénover, et pource faire on ne peut s’appuyer sur l’empirisme. LeProgramme d’Impulsions PI-BAT ne se limite pasaux aspects techniques et d’organisation, il s’étendégalement au cadre juridique, qui jusqu’ici étaitessentiellement tourné vers les constructionsneuves. Le programme couvre les trois domainessuivants: bâtiments, génie civil et problèmes appa-rentés à la rénovation.

Si l’on veut conserver les qualités techniques etarchitectoniques de nos bâtiments et si l’on sou-haite préserver des quartiers, voire des villages, desconnaissances nouvelles doivent être apportéesaux nombreuses personnes concernées: proprié-taires, autorités, concepteurs, entrepreneurs et col-laborateurs de tous niveaux.

Cours, manifestations, publications, vidéos,etc.

Les objectifs de PI-BAT seront poursuivis parl’information, la formation et le perfectionnementdes fournisseurs et des demandeurs de prestationsdans le domaine de la rénovation. Le transfert deconnaissances est axé sur la pratique quotidienne;basé essentiellement sur des manuels et des cours,il comprend également d’autres types de manifes-tations. Le bulletin «Construction et énergie», quiparaît deux à trois fois l’an, fournit des détails surtoutes ces activités.


Chaque participant à un cours, ou à une autre mani-festation du programme, reçoit une publicationspécialement élaborée à cet effet. Toutes ces publi-cations peuvent également être obtenues ens’adressant directement à l’Office central fédéraldes imprimés et du matériel à Berne (OCFIM, 3000Berne).

Compétences

Afin de maîtriser cet ambitieux programme de for-mation, il a été fait appel à des spécialistes desdivers domaines concernés; ceux-ci appartiennentau secteur privé, aux écoles, ou aux associationsprofessionnelles. Ces spécialistes sont épaulés parune commission qui comprend des représentantsdes associations, des écoles et des branches pro-fessionnelles concernées.Ce sont également les associations profession-nelles qui prennent en charge l’organisation descours et des autres activités proposées. Pour lapréparation de ces activités une direction de projeta été mise en place; elle se compose de MM. RetoLANG, Andreas BOUVARD, Niklaus KOHLER,Gustave MARCHAND, Ernst MEIER, Dieter SCHMID,Rolf SAEGESSER, Hannes WUEST, et Eric MOSI-MANN de l’OFQC. Une très large part des activitésest confiée à des groupes de travail.

Documentation

Láppréciation de l´état dún ouvrage est à la basede toutes les mesures de maintenance, soit deléntretien et du renouvellement. Le manuel sur lestechniques dáuscultation des ouvrages de géniecivil traite des moyens nécessaires à língénieurpour láppréciation de l´état existant dún ouvrage.Le manuel a été conçu dans le sens dún aide-mémoire. Un groupe dáuteurs a réuni un grandnombre dínformations sur les techniques dáus-cultation, informations qui sont parfois difficiles àtrouver. Ce manuel est essentiellement destiné auxingénieurs chargés de la préparation et de léxécu-tion dáuscultations dóuvrages.

Une grande importance a été accordée à la vued'ensemble du problème. En plus des techniquesdáuscultation mises en œuvre pour les structures,celles appliquées pour les routes et les réseaux deconduites sont également examinées.

Les techniques d’auscultation n’ont de valeur pra-tique qu’en fonction d’un concept général soigné duconstat et de l’appréciation de l’état d’un ouvrage.Le manuel donne des indications à ce sujet.

Avant-propos

PI-BATTechniques d'auscultation des ouvrages de génie civil

Le groupe du secteur génie civil de PI-BAT envisaged‘aborder encore d’autres aspects de la problé-matique de l’appréciation de l’état des ouvrages.Par ailleurs un manuel analogue, mais axé sur lesproblèmes du bâtiment est en cours de préparation.

Le présent document a été mis au point après uneprocédure de consultation et sa présentation aupublic a été testée à l’occasion d’une manifestationpilote. Les auteurs ont toutefois gardé leur libertéd’appréciation pour les questions où les avisdivergeaient. Ils assument donc aussi laresponsabilité de leurs textes. Le documentprésenté n’est pas exhaustif et les insuffisances quipourraient apparaître lors de son utilisationpratique, pourront éventuellement être prises encompte dans une nouvelle édition. Des propositionset suggestions peuvent être adressées soit à l’Officefédéral des questions conjoncturelles, soit aurédacteur ou au directeur de cours.

Pour terminer nous tenons à remercier ici toutes lespersonnes qui ont contribué à la réalisation de laprésente publication.

Juillet 1991 Dr. Heinz KneubühlerDirecteur adjoint de l'Office fédéraldes questions conjoncturelles

PI-BAT

Structuration du manuel

Sommaire


Sommaire


Structuration du manuelSchéma pour faciliter la consultation du manuel «Techniques d'auscultation»

5. Constructions nouvelleset surveillance

4 Réseaux de conduites

3. Routes

2. Structures

1. Introduction

Fiches techniques

Vue d’ensemble

Démarche

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Fiches techniques

Vue d’ensemble

Démarche

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Fiches techniques

Vue d’ensemble

Démarche

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1. Introduction 9

2. Structures 152.1 Démarches pour l'auscultation des structures 182.2 Examen visuel des structures 242.3 Check-lists pour un examen visuel 282.4 Préparation et interprétation de mesures 322.5 Vue d’ensemble des techniques d’auscultation 412.6 Fiches techniques des méthodes d’auscultation 59

3. Routes 1053.1 Démarche pour l’auscultation des routes 1083.2 Vue d’ensemble des techniques d’auscultation 1133.3 Fiches techniques des méthodes d’auscultation 117

4. Réseaux de conduites 1334.1 Démarche pour l’auscultation des réseaux de conduites 1364.2 Vue d’ensemble des techniques d’auscultation 1414.3 Fiches techniques des méthodes d’auscultation 149

5. Construction neuve et surveillance 1735.1 Principes 1755.2 Exemple dans le domaine du bâtiment 1805.3 Exemple dans le domaine des ponts 181

6. Annexes 1876.1 Répertoire 1886.2 Liste des abréviations 1906.3 Provenance des illustrations 191


Table des matières


Notes personnelles

La maintenance des constructions a pris de plus enplus d’importance dans le courant des années 80.En 1989, dans le domaine du bâtiment, seule la moi-tié des investissements a été consacrée auxconstructions nouvelles (16 à 18 milliards). Il a étéinvesti 4 à 6 milliards (12 à 18%) pour desconstructions de remplacement, environ 6 milliards(env. 18%) pour des rénovations et de l’entretien,ainsi que 7 milliards environ (env. 21%) pour destransformations et restaurations. Cette tendances’accentuera encore au cours de ces prochainesannées.

Cet accroissement d’importance de la maintenancedes constructions apparaît aussi dans les normes etles directives. La recommandation SIA 169 estentrée en vigueur en 1987, et diverses nouvellesnormes VSS traitent de ce sujet. La SSIGE disposedepuis longtemps déjà de directives qui concernentl’exploitation et l’entretien des réseaux d’eau et degaz. L’ASPEE, en collaboration avec l’Union desvilles suisses, prépare des directives pour lamaintenance des installations d’évacuation deseaux usées.

En complément aux normes et directivesmentionnées sur le tableau ci-contre, denombreuses organisations et administrations (CFF,OFR, OCF, services des constructions des cantonset des communes, etc.) appliquent leurs propresdirectives de maintenance.

PI-BAT 1. Introduction

9

1. Introduction

De la construction en terrain vierge à la maintenance de la substance bâtie

PI-BAT

SIASIA, Recommandation 169 (1987)Maintenance des ouvrages de génie civil

VSSSN 640 900 (1989)Management de la maintenance routière

SN 640 925 (1990)Relevé et évaluation de l’état des routes

SN 640 930 (1989)Evaluation globale de l’état des ouvrages d’art

SSIGEW7 (1988)Recommandations pour la rénovation des réservoirsd’eau

W8 (1988)Recommandations pour le contrôle et le nettoyage desréservoirs d’eau

W12 (1971)Directives pour la surveillance et l’entretiend’installations de distribution d’eau

G2 (1986)Directives pour la construction, l’entretien etl’exploitation des conduites de gaz soumises à unepression de service jusqu’à 5 bars

ASPEE / Union des villes suissesRichtlinien für den Unterhalt von Leitungen und Anla-gen der Kanalisation und Grundstückentwässerung (enpréparation).

1. Introduction

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PI-BAT

Le Programme d’Impulsions «Entretien etrénovation des constructions», approuvé par leschambres fédérales en automne 1989, est uneréaction à ce changement dans cet importantsecteur économique que représente laconstruction. Le Programme d’Impulsions a la tâchede soutenir l’effort nécessaire pour l’améliorationdes connaissances pratiques dans le domaine de lamaintenance de la substance bâtie. Le présentmanuel «Techniques d’auscultation des ouvragesde génie civil» a été conçu dans le but d’aiderl’ingénieur chargé du contrôle des constructions.Les autres principaux thèmes traités par leprogramme PI-BAT dans le domaine du génie civilsont «Entretien des routes à grand débit»(renouvellement sous trafic), «Infrastructures descommunes», «Technologies», «Management descoûts des travaux de maintenance», etc. Ces thèmesseront présentés au public ces prochains temps pardes cours et des séminaires, et au moyen dedocumentations. Les différents points forts duprogramme PI-BAT sont coordonnés et secomplètent les uns les autres. Le but du programmePI-BAT n’est toutefois pas de traiter toutes lesquestions relatives à la maintenance et aurenouvellement de la substance bâtie. Entre autres,les points forts seront choisis en fonction de leurimportance économique.

Normes et directives pour la maintenance de la substan-ce bâtie

PI-BAT

Définitions

Dans la définition de la maintenance, la recom-mandation SIA 169 (voir encadré) distingue les 3notions suivantes: surveillance, entretien et renou-vellement. La surveillance est une opération quiprécède toujours les autres mesures de la mainte-nance. La surveillance est composée de la consta-tation de l’état (état existant), de l’appréciation decet état (comparaison entre état existant et étatexigé), puis de la détermination des conséquencessur l’entretien et le renouvellement. Dans d’autresdomaines professionnels (par exemple VSS, etc.),on emploie en partie des définitions dérivées de larecommandation SIA 169.

Techniques d’auscultation

Pour la détermination de l’état existant, l’ingénieurutilise différentes sortes de moyens. Il utilise avanttout ses sens (vue, toucher, ouïe) pour découvrirl’état d’un ouvrage. Mais au cours de ces dernièresannées, de nombreuses techniques spécifiquespour l’auscultation de l’état existant ont été déve-loppées. C’est de ces différents moyens d’ausculta-tion que traite le présent manuel.

Public visé

Le manuel s’adresse aux ingénieurs et autres pro-fessionnels chargés de la constatation de l’étatd’ouvrages de génie civil. Une fois familiarisé avecce manuel, pris dans le sens d’un aide-mémoire,celui-ci pourra répondre rapidement et efficace-ment à de nombreuses questions.

But visé par le manuel

Le développement dans la construction au cours deces 30 dernières années a conduit à une forte spé-cialisation. Cette spécialisation concerne d’une partles types d’ouvrages dont s’occupe le professionnelde la construction, mais d’autre part on constateaussi l’évolution vers une plus large répartition destâches dans le projet, la conduite des chantiers,l’auscultation des ouvrages, les essais, l’entretien,etc. Cette spécialisation, compte tenu par ailleurs dutrès fort accroissement de l’ensemble des connais-sances, rend de plus en plus difficile d’avoir une vued’ensemble. Souvent il manque aussi les basespour une compréhension mutuelle des différentsprofessionnels impliqués dans un même travail. Detelles circonstances peuvent porter préjudice etmême mettre en question le bon aboutissementd’un projet. Dans cette situation, le présent manuelapporte une importante contribution sous formed’information. Ce manuel donne, aux différents pro-fessionnels participant à l’auscultation d’un ouvra-ge, les informations de base sur de nombreusestechniques d’auscultation ainsi qu’une vue d’en-

1. Introduction

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Organisation et définitions selon la recommandationSIA 169

Maintenance

Surveillance EntretienRenouvellem

ent

Constatation de l’état (état actuel)Appréciation de l’étatDétermination des conséquences surl’entretien et le renouvellement

PI-BAT

Les conditions préalables à l’application de toutestechniques d’auscultation, si simples soient-elles, sontune instruction soignée et l’expérience. Lesexplications du manuel ne doivent pas être considéréescomme étant des modes d’emploi.

1. Introduction

12

semble des techniques d’auscultation pour lesstructures, les routes et les réseaux de conduites.

Les techniques d’auscultation non destructives etpeu destructives constituent les points forts de cetteprésentation. Les tableaux des vues d’ensemble(pages bleues) indiquent quelles sont les tech-niques d’auscultation qui peuvent être prises enconsidération pour un type d’ouvrage ou un maté-riau déterminé. Ces tableaux constituent aussil’entrée en matière dans le manuel. Un choix detechniques d’auscultation fait l’objet de descri-ptions plus détaillées dans les fiches techniques(pages vertes). Dans les fiches techniques le lecteurtrouvera les informations de base sur la techniqued’auscultation présentée. Ces fiches techniques nesont toutefois pas des «modes d’emploi». En plusdes informations de base, il est possible de déter-miner, dans la phase du projet de l’auscultation, siune technique donnée peut apporter, ou non, unecontribution à la connaissance de l’état existant. Lesinformations de base présentent aussi pourl’ingénieur un intérêt particulier dans le cadre de sesentretiens avec les spécialistes chargés des travauxd’auscultation.

Les techniques d’auscultation constituent, dans lecadre de la constatation de l’état existant d’unouvrage, des outils qui fournissent à l’ingénieur denombreuses informations indispensables. Toute-fois, pour parvenir à une auscultation de qualité, ilest primordial que ce travail soit bien préparé etmené de façon systématique. C’est la raison pourlaquelle la présentation des techniques d’ausculta-tion est complétée par des contributions relatives àla marche à suivre pour l’auscultation, et dans le casdes structures, par le développement des thèmes«Examen visuel des constructions» et «Préparationet interprétation de mesures».

Le choix des techniques d’auscultation décritesdans les fiches techniques a été établi selon diffé-rents critères. En premier lieu ont été retenues lestechniques d’auscultation largement utilisées enSuisse et reconnues comme étant d’intérêt pra-tique. Les techniques d’auscultation déjà décrites defaçon détaillée dans des normes n’ont, bien sûr, pasété reprises. De diverses discussions, il est ressortiqu’il existe, dans le milieu des praticiens, un impor-tant besoin d’informations sur certaines techniquescoûteuses, mises en œuvre dans des cas spéciaux(par exemple: ultrasons, thermographie infrarouge,géoradar, etc.). Il a été tenu compte de ce besoindans le choix des fiches techniques. Un certainnombre d’autres fiches techniques (examen visueldes constructions, prélèvement d’échantillons/mandat de laboratoire, tirants d’ancrage en rocheret terrain meuble, éléments d’ouvrages en bois,corrosion dans les réseaux de conduites) sontstructurées de manière particulière. Du fait que lanature du problème traité a une grande importancepour l’auscultation, les auteurs ont estimé qu’il étaitjudicieux, dans ces cas, de présenter au lecteur des

Indication et avertissement

PI-BAT

informations structurées de manière un peu diffé-rente. L’ordre des fiches techniques correspond àl’ordre de l’apparition des techniques concernéesdans les tableaux des vues d’ensemble.

Délimitation du manuel

Le manuel complète les normes ou les directivesexistantes. A la différence de celles-ci, en généralaxées sur un domaine professionnel spécifique, lemanuel informe, avec quelques empiètements, surdifférents domaines: structures, routes et réseauxde conduites. Cela correspond à la réalité du constatd’état d’ouvrage, car bien qu’un type d’ouvragedéterminé se trouve au premier plan dans la plupartdes problèmes posés, il est toutefois le plus souventégalement nécessaire de tenir compte d’autresdomaines techniques.

Il serait peu sensé voire même impossible devouloir être exhaustif dans un tel manuel, ladépense nécessaire serait disproportionnée àl’utilité qu’il serait possible de gagner, et la vued’ensemble recherchée serait perdue. Cettelimitation apparaît essentiellement dans le domainedes réseaux de conduites, où il est traité des réseauxde canalisations, des conduites d’alimentation eneau et des conduites de distribution de gaz à bassepression. C’est consciemment qu’il a été renoncé àtraiter d’autres réseaux (par exemple: réseauxélectriques, de téléphone, de chauffage à distance,installations de mise à terre, etc.). Les réseauxtraités dans le manuel représentent un volumeconsidérable d’investissements répartis sur ungrand nombre de maîtres d’ouvrages diversementorganisés. Lors de l’entretien de ces réseaux, il estaussi plus fréquemment fait appel à des bureauxd’ingénieurs privés que pour les autres réseaux.Dans le manuel l’accent est mis sur les techniquesd’auscultation non destructives ou peu destructivesconfirmées par la pratique. En ce qui concerne lesessais de laboratoire, ils sont mentionnés mais nesont pas examinés plus en détail.

Le dernier chapitre, «Construction neuve et sur-veillance», s’écarte de la thématique du programmePI-BAT. Mais il est apparu très clairement, au coursdes travaux préparatoires pour le manuel, que desdispositions décisives pour la surveillancepouvaient être prises dans les phases du projet etde l’exécution d’un ouvrage. Les auteurs du manuelont estimé qu’il était opportun de donner quelquesconseils à ce sujet.

La présentation du manuel, sous forme d’unebrochure, a été choisie délibérément. En effetl’expérience montre qu’en cas de mise à jour, il estpréparé une nouvelle édition. Cette forme reliéeprésente, pour l’utilisateur, la meilleure garantied’intégrité.

1. Introduction

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StructuresTechniques d’auscultation pour la constatation de l’étatde structures «porteuses» (pour l’instant seul objettraité).Le manuel traite de la constatation de l’état des partiesd’ouvrages relevant de la sécurité. Les problèmes dephysique des constructions et d’esthétique ne sont pasexaminés (voir les publications à ce sujet du groupethématique bâtiment du programme PI-BAT).

RoutesTechniques d’auscultation pour la constatation de l’état(portance, caractéristiques de la surface de roulement)des voies destinées au trafic.

Réseaux de conduitesTechniques d’auscultation pour la constatation de l’étatdes canalisations ainsi que des réseaux d’alimentationen eau et en gaz (basse pression). Les autres réseauxne sont pas traités.

Domaines traités dans le manuel

PI-BAT1. Introduction

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Remarque finale

Vous disposez maintenant du manuel sur les«Techniques d’auscultation des ouvrages de géniecivil». Les auteurs se sont efforcés de vous remettre,avec les nombreuses informations qu’il contient, unauxiliaire pour votre travail de tous les jours. Maispersonne ne peut vous donner la recette pour vousdire comment entreprendre et résoudre votreproblème particulier de constatation de l’état d’unouvrage. Notre but est toutefois atteint si le manuelpeut vous fournir les informations de base etl’impulsion nécessaire pour trouver une solutioningénieuse. La thématique de la constatation et del’appréciation de l’état d’un ouvrage restera unpoint fort du programme PI-BAT. D’autres activitésdans ce domaine sont prévues dans un procheavenir.

Bibliographie

1. R. Favre, D. Andrey et R. Suter: Maintenance desouvrages d’art, méthodes et techniques decontrôle, EPFL-IBAP, juin 1987.

2. Schmitz H. et al.: Verfahren/Geräte zur Erfassungvon Bauschäden, Anwendungsmöglichkeiten,Praxistauglichkeiten, Kosten; Landesinstitut fürBauwesen und angewandte Bauschadensfor-schung, Theaterplatz 14, D-5 100 Aachen, 1987.

3. Schickert G. et al.: ZfPBau-Kompendium, Studiezur Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahrenbei Ingenieurbauwerken; ForschungsberichtNr. 177, Bundesanstalt für Materialforschungund -prüfung, Berlin.

On demande des solutions créatives et ingénieuses

PI-BAT

Page

Structures, définition et délimitation 17

2.1 Démarche pour l’auscultation des structures 18

2.2 Examen visuel des structures 24

2.3 Check-lists pour un examen visuel 28

2.4 Préparation et interprétation de mesures 32

2.5 Vue d’ensemble des techniques d’auscultation 41

2.6 Fiches techniques des méthodes d’auscultation 59

2. Structures

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2. Structures

PI-BAT2. Structures

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Notes personnelles

PI-BAT 2. Structures

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Structures, définition et délimitation

Dans le présent manuel, les ouvrages définis par leterme de «structures» sont essentiellement desouvrages du ressort de l’ingénieur civil. Lesouvrages classés dans cette catégorie sont en géné-ral mis en œuvre de façon indépendante. Le projetet l’exécution de ces ouvrages doivent êtreconformes aux normes SIA. En partie il est aussinécessaire de tenir compte de directives d’autresorganisations (par exemple: CFF, PTT, directivesfédérales, cantonales et communales, directivesdes associations, etc.). Le degré de standardisationest relativement peu élevé pour ces ouvrages. Pourleur réalisation il y a, en règle générale, un grandnombre de participants (maître de l’ouvrage, ingé-nieur projeteur, éventuellement architecte, direc-tion des travaux, divers entrepreneurs, etc.). Ladurée de vie des structures est de l’ordre de 50 à 100ans. Toutefois, certaines parties exposées à uneplus forte usure ont une durée de vie plus courte, etdoivent donc être renouvelées périodiquement.Pour l’exploitation et l’entretien des structures, ilexiste en général un propriétaire compétent et res-ponsable bien défini.

A une structure il faut adjoindre toutes les partiesnécessaires pour assurer sa stabilité et son com-portement en service, dont la défaillance pourraitmettre en danger des vies humaines (fondations,éléments de suspension, revêtement, ancrages,etc.).

L’accessibilité des structures pour l’auscultation esttrès variable. Souvent, même une limitation mini-male de l’exploitation peut constituer une conditionmarginale importante.

Exemples de structures:Structures porteuses des bâtiments, ponts, tunnels,constructions hydrauliques, ouvrages de stabilisa-tion de talus et de parois de rocher, installationsd’épuration et de préparation des eaux, etc.

2. Structures

PI-BAT2. Structures

18

Recommandation SIA 169:Définition de la surveillance«La surveillance a pour but de déceler à temps lesdéfauts, les dégradations ou les modifications dansl’ouvrage ou dans son environnement pouvant provo-quer des dommages aux personnes ou aux choses. Lasurveillance doit également permettre d’établir toutesles données nécessaires à l’entretien.»

2.1 Démarche pour l’auscultation des structures

Principes et objectifs

La surveillance des structures est décrite dans larecommandation SIA 169 (bibl. 1), voir encadré. Lanorme VSS correspondante (bibl. 2) utilise, pour dif-férentes raisons, des notions qui divergent quelquepeu des premières. Comme signalé dans l’intro-duction, c’est la terminologie de la recommanda-tion SIA (bibl. 1) qui est utilisée ci-après. Cetterecommandation fait la distinction entre la sur-veillance continue et la surveillance périodique.

Surveillance continue: «Constatation de l’aptitu-de au service de l’ouvrage au moyen de contrôlesfréquents ou continus» (bibl. 1).

Surveillance périodique: «Constatation et appré-ciation de l’état et de l’aptitude au service de l’ouvra-ge au moyen d’inspections ponctuelles, à inter-valles définis» (bibl. 1).

L’inspection des ouvrages intervient dans le cadrede la surveillance périodique. Contrairement à lasurveillance continue, la surveillance périodiquecomprend le constat et l’appréciation de l’état, aumoyen d’inspections conduites à intervalles régu-liers. A partir de l’inspection on doit pouvoir conclu-re si l’état, le comportement et l’utilisation de l’ou-vrage satisfont aux conditions d’utilisation fixées.On distingue trois formes d’inspection (encadré).

Dans le cadre de l’inspection on relève l’état existant(état de l’ouvrage, comportement, utilisation), enprocédant par étapes; puis on le compare avec l’étatexigé (déduit des exigences d’utilisation). Il enrésulte une appréciation graduée de la sécurité dela structure porteuse et de l’aptitude au service,dans l’état existant et avec son évolution probable.Dans ce cadre on doit également prendre en consi-dération les modifications des sollicitations et del’environnement proche de l’ouvrage. Cela signifiepar exemple qu’il faut contrôler les conditions decharge admises pour l’utilisation et la sécurité(charges, fondations, niveau de la nappe phréa-tique, etc.). De même on prendra en considérationles modifications des matériaux ou des systèmessurvenues pendant la période d’exploitation.

A partir de cet objectif on peut décomposerl’inspection, dans le cadre de la surveillancepériodique des ouvrages, en:

– définition de l’état exigé;– saisie de l’état existant;– appréciation de l’état.

Recommandation SIA 169: Modes d’inspection– Inspections principales– Inspections intermédiaires– Inspections spéciales

Organigramme de l'inspection

Inspection

Etatexigé

Appréciation

Etatexistant


19

L’auscultation d’un ouvrage fait partie du relevé del’état existant et elle est traitée plus en détail ci-après. Afin de donner un aperçu, les encadrés ci-contre décrivent l’état exigé et l’appréciation del’état.

Les informations récoltées lors de l’auscultationd’un ouvrage constituent les bases nécessaires etimmédiatement disponibles pour déterminer etchoisir les mesures possibles pour des interven-tions immédiates ou pour l’entretien et la remise enétat. Si nécessaire, un renforcement ou une réno-vation de l’ouvrage, ou d’une partie de l’ouvrage,sera prescrit. En tant que mesure immédiate on peutaussi fixer des restrictions d’utilisation.

On voit ainsi qu’il existe une interaction directeentre l’inspection, l’auscultation d’un ouvrage et lesmesures prises d’une part, et les conséquences surl’utilisation d’autre part.

Aspects importants

Sollicitations et construction

La connaissance exacte des sollicitations agissantsur l’ouvrage, ainsi que de leurs actions sur la cons-truction et sur les propriétés des matériaux em-ployés, est prépondérante lors de l’auscultationd’un ouvrage.

Variations dimensionnelles d’un ouvrage oud’une partie d’ouvrage

Un ouvrage représente, en général, un ensembleréalisé en une fois, par plusieurs professions dontle rassemblement est presque toujours modifiéd’un chantier à l’autre. De même, de nombreuxmatériaux de construction (par exemple le béton)sont produits sur le chantier. On comprend aisé-ment qu’il peut en résulter des variations trèsimportantes des caractéristiques des matériaux. Cetétat de choses s’est particulièrement développépendant les années 50 et 60, de haute conjoncturepour la construction. L’accroissement de la chargede l’environnement et une utilisation intensive ontaussi influencé les sollicitations des ouvrages et lesactions sur les matériaux. Du fait de ces variationsdes caractéristiques des matériaux et des sollicita-tions, l’état d’un ouvrage pourra difficilement êtreconsidéré comme homogène lors de l’inspection.Dans la règle on est confronté à la difficulté dedéterminer quelles parties sont intactes et quelséléments présentent des dégâts. Comme l’étendue

Etat exigéL’état exigé est tiré du dossier de l’ouvrage (bibl.1).Lorsque celui-ci manque, ou est incomplet, l’état exigédoit être défini conformément aux conditionsspécifiques de l’ouvrage. Pour des ouvrages simples etpeu importants, l’état exigé peut se limiter à ladescription des fonctions exigées.

Appréciation de l’étatL’appréciation de l’état doit fournir les éléments néces-saires pour la prise de décision de mise en oeuvre demesures immédiates, destinées à assurer la sécurité dela structure porteuse. Elle justifie la nécessité de travauxd’entretien de l’ouvrage, décrit les exigences à satisfai-re et les mesures qui s’y rapportent. Elle comprend:– évaluation de l’état existant et de l’état exigé;– appréciation de la divergence entre ces deux états;– appréciation des causes de dégradations;– évaluation des risques de dégâts;– mesures immédiates;– exigences et mesures à prendre pour l’entretien.

Détection des dégradations, à temps ou tardive

PI-BAT2. Structures

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d’une dégradation ne se développe pas linéaire-ment, il est extrêmement important de déceler lesdéfauts le plus vite possible.

L’examen de l’état existant doit en conséquenceconsidérer l’ouvrage avec toute son extension, ycompris son environnement proche. L’enquêteurdoit analyser l’ouvrage sur toute sa longueur, surtoute sa largeur comme sur toute sa profondeur.Souvent l’accès à toutes les parties de l’ouvragen’est pas possible sans autre et doit se faire à l’aidede moyens auxiliaires (par exemple: échafaudages,échelles, élévateurs, etc.). Dans certains cas on doitse contenter d’exécuter l’étude à partir d’échan-tillons.

Ces particularités doivent être reconnues avant ledébut de l’inspection. Elles exigent la définitiond’une procédure (plan d’inspection) et, sinécessaire, une limitation raisonnable basée sur leséléments prioritaires.

Différences entre les techniques d’ausculta-tion

Sur l’ouvrage on peut appliquer des techniquesd’auscultation non destructives (qui ne causentaucune dégradation) ou destructives. Parmi ces der-nières il y a toutes les recherches qui exigent le pré-lèvement d’échantillons (par exemple par carottage),l’ouverture de fenêtres d’observation appropriées oudes sondages. Les essais de laboratoire exigent leprélèvement d’échantillons. Ils fournissent en géné-ral des données relativement précises sur les carac-téristiques recherchées. Ces résultats ne sont cepen-dant valables que pour l’échantillon testé. Pour uneextension de ces résultats à l’ensemble de l’ouvrageou à une partie de celui-ci, le nombre et ladisposition des prélèvements doivent être adaptésà la dispersion prévisible des caractéristiques dumatériau mis en place, en respectant si possible lesrègles de la statistique (voir aussi: «Préparation etinterprétation des mesures» ➧ p. 32).

Les techniques d’auscultation destructives sontsouvent la seule possibilité permettant d’acquérirdes données fiables sur les caractéristiques desmatériaux et sur l’état à l’intérieur de l’ouvrage, soiten profondeur dans les éléments de la construction.Mais ici également se pose le problème de l’exten-sion des informations obtenues à l’ensemble del’ouvrage.

Les méthodes de mesure non destructives saisis-sent, en principe, des mesures ponctuelles effec-tuées sur un réseau déterminé, ou le long d’uneligne choisie (profil de mesure). Des méthodesd’auscultation de type particulier (examen visuel,

Accessibilité

Essais non destructifs et destructifs


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thermographie, etc.) saisissent en une opérationdes surfaces partielles d’un ouvrage, avec de fortesvariations possibles dans l’importance des surfacesexaminées. Selon le type de méthode non destruc-tive choisi, les résultats suivants peuvent être obte-nus:– mesures ponctuelles dans un réseau à grandes

mailles;– mesures de profils;– mesures ponctuelles dans un réseau à mailles

serrées, couvrant bien la surface;– mesures couvrant des surfaces complètes.

Avec des méthodes non destructives on peut ainsiobtenir facilement des informations sur la surfaced’un ouvrage (longueur, largeur). Par contre l’acqui-sition de données sur l’intérieur de l’ouvrage (pro-fondeur) est, en comparaison avec les méthodesdestructives, en général limitée.

Les résultats des mesures effectuées sur l’ouvrageavec des méthodes non destructives ne sont, sou-vent, pas directement utilisables pour déterminerles valeurs recherchées. Le recoupement avec cesvaleurs doit être fait avec une méthode d’interpré-tation éprouvée. De plus les résultats mesurés ousaisis sont, la plupart du temps, influencés par desconditions marginales. La prise en compte de cesfacteurs, ajoutée au flou technique relatif desméthodes non destructives, demande une grandeexpérience. Pour des méthodes d’auscultation com-plexes, l’engagement de spécialistes est nécessai-re.

Les méthodes non destructives ne sont utilisées,exclusivement, que dans des cas exceptionnels.Dans la règle on utilise une combinaison opportune(fondée) de différentes méthodes permettantd’étalonner les mesures non destructives à partird’essais sur des carottes et de laboratoire, ou àpartir de fenêtres d’observation. De cette manière,les méthodes non destructives, simples et écono-miques, permettent souvent de détecter les pointscritiques (emprise d’un dégât, etc.), à partirdesquels on pourra, avec un minimum d’essaisdestructifs, obtenir les informations nécessaires.

Saisie de l’état existant

La définition de l’état existant (encadré) et les objec-tifs pour l’auscultation des ouvrages, exigent desprofessionnels dûment instruits pour la planifica-tion et pour la conduite du travail. Les pointssuivants doivent être pris en considération:– importance de l’ouvrage et de ses composants;– nombre et variations des facteurs pouvant influer

sur l’ouvrage et ses composants (constellation

Caractéristiques des surfaces

Acquisition de la sûreté dans le diagnostic

PI-BAT2. Structures

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Etat existantLa saisie de l’état existant d’un ouvrage comprendtoutes les observations qui peuvent aider à apprécier lasécurité et l’aptitude au service de cet ouvrage, ainsiqu’à comparer cet état avec l’état exigé. Simultanémentà la saisie de l’état instantané, on s’efforcera égalementd’établir les bases nécessaires permettant d’appréhen-der l’évolution de l’état dans un délai donné. Dans cetteoptique la connaissance des causes des dégâts consta-tés prend une importance primordiale. Cet objectif fixedes exigences particulières à la saisie de l’état.

des facteurs d’influence), pendant la durée d’ex-ploitation et celle d’utilisation encore prévue;

– caractéristiques de la construction et desmatériaux;

– risques entraînés par d’éventuels défauts nondécouverts;

– exigences pour la recherche des causes d’undégât.

La détermination de l’état existant s’effectue parétapes (encadré). Au vu des résultats obtenuslorsqu’une étape est terminée, on décide si, et dansquelle mesure, les méthodes d’auscultation doiventêtre réorientées et approfondies. Les recherches del’étape suivante doivent compléter celles de l’étapeprécédente. Elles ne les remplacent cependant pas.Ce processus par étapes permet également lecontrôle régulier des dépenses engagées pourl’étude.

A partir des résultats de l’étape 0, de l’impressionressentie lors d’une première visite et des donnéeslocales (accessibilité, barrages, liste d’informations,maintien de l’utilisation, raccords électriques,raccordements d’eau, etc.), on établira un pland’inspection tenant compte du personnel et dumatériel disponibles. En principe ce plan doitpermettre l’inspection soignée de toutes les partiesde l’ouvrage. Les éléments porteurs principauxseront étudiés prioritairement, en prenant enconsidération les points faibles supposés de laconstruction, les dégâts déjà connus, les donnéessur la construction initiale et l’accessibilité.

Le choix des techniques d’auscultation spécifiques,leurs combinaisons et leurs utilisations pour l’uneou l’autre étape de la recherche, s’effectue selon lescritères suivants:– valeurs recherchées et priorités;– simplicité des techniques d’auscultation (si

possible non destructives);– surface couverte par l’information;– possibilité de corrélation avec d’autres

techniques;– coût des techniques d’auscultation.

Comme la méthode d’auscultation visuelle (étape 1)représente le système de recherche le plus simple,elle prend une signification particulière. Elle estbasée sur l’expérience sensorielle (vue, ouïe,toucher, odorat) de l’enquêteur et elle fournit auprofessionnel formé une quantité d’informationsqui peuvent être de la plus grande importance pourla suite de l’auscultation de l’ouvrage. Il n’est paspossible de renoncer à l’examen visuel. Pour lesuccès de l’examen visuel, la planification et lapréparation du travail sont capitales.

Le choix et la succession des autres techniquesd’auscultation dépendent du problème posé et ilsexigent des connaissances professionnelles et de

Etapes de la recherche0 Récolte et examen des documents du dossier de

maintenance (dossier de l’ouvrage et toutes autresdonnées disponibles pour les inspections)

1 Examen visuel2 Examens sur l’ouvrage à l’aide d’appareils et

d’essais en laboratoire sur échantillons4 Auscultations statiques, géodésiques et construc-

tives; cas échéant: essais de charge

Exemples:– Mesure de potentiel et

. mesure de résistivité électrique

. mesure du pH

. méthode électromagnétique

. analyse chimique

– Contrôle des fissures avec l’extensomètre et. nivellement. analyse dynamique. jauges de tension. ultrasons

– Essai de tension de tirants d’ancrage et. mesures géodésiques. slopeindicator. piézomètre

Différents procédés d’auscultation se complètent les unsles autres


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l’expérience. Chaque nouvelle étape doit être soi-gneusement préparée en s’appuyant sur les résul-tats de l’étape précédente. On trouvera des indica-tions sur l’engagement des diverses techniquesd’auscultation lors des différentes étapes de larecherche dans le document 2 de la bibliographie.

Bibliographie

1. SIA: Recommandation SIA 169, Maintenancedes ouvrages de génie civil; SIA, 1987, Zurich.

2. VSS: SN 640 930, Evaluation globale de l’état desouvrages d’art; VSS, 1989, Zurich.

3. Ladner M.: Zustandsuntersuchung vonBauwerken; EMPA-FA Bericht Nr. 116/3, Mai1988, Dübendorf.

4. SIA: Feuille de renseignements complémen-taires SIA 2002: Inspection et remise en état deséléments de construction en béton; SIA, 1990,Zurich.

5. R. Favre, D. Andrey et R. Suter: Maintenance desouvrages d’art; méthodologie de surveillance;EPFL-IBAP, mandat de recherche 32/82, juin1987.

6. R. Favre, R. Suter et D. Andrey: Maintenance etréparation des ouvrages d’art, EPFL-IBAP, 1989.

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– La liste des pièces du dossier– Les plans de sécurité et d’utilisation– Les règles d’utilisation– Les programmes de surveillance et d’entretien– Les plans de l’ouvrage exécuté– Le mémoire technique– Les notes de calcul– Les rapports d’expertises– La liste des normes, règlements, directives et

recommandations appliqués– Les contrats et rapports concernant la construction– La liste des entreprises et des spécialistes– Le tableau récapitulatif du décompte final des frais

de construction– Les documents relatifs au mode d’exécution de

l’ouvrage– Les documents et plans concernant: les matériaux

de construction, les peintures et enduits deprotection, les étanchéités, les revêtements, lescanalisations et les équipements

– Les résultats des mesures des mouvements etdéformations

– Les publications techniques– Les documents de nature juridique

2.2 Examen visuel desstructures

Déceler les dégâts à temps

Nos hautes exigences vis-à-vis de la sécurité et del’aptitude au service des constructions imposent dedéceler le plus tôt possible d’éventuelles dégrada-tions. Ces exigences sont également confirmées parla nécessité de conserver la valeur économique dela substance bâtie. Contrairement aux possibilitésoffertes dans la construction moderne desmachines, qui intègre dans leurs structures lesappareils de diagnostic, les dégradations des struc-tures et des ouvrages de génie civil ne peuvent êtredécelées que par la surveillance.

Surveillance continue

La surveillance continue, dans l’esprit de la recom-mandation SIA 169, «Maintenance des ouvrages degénie civil», fournit les premières indications sur lesdégradations. Cette évaluation, prudente, découledes objectifs spéciaux fixés à la surveillance conti-nue. Au moyen de contrôles elle doit garantir enpriorité les possibilités d’utilisation d’un ouvrage(aptitude au service ou de fonctionnement). Pour ladétermination de l’état existant et son appréciation,une surveillance périodique doit être prévue.

De la même manière la surveillance continue desimmeubles (habitations, industries, écoles, bâti-ments administratifs, etc.), par un service d’entre-tien (concierge), fournit les premières indicationssur les dégradations. Une certitude sur l’étatexistant ne peut cependant être acquise que par uneinspection systématique.

Surveillance périodique

La reconnaissance, en temps utile, de dégradationsne peut donc être assurée que par des inspections(surveillance) périodiques. Celles-ci, dans unepremière étape, s’effectuent avec des méthodesd’auscultation simples et faciles à mettre en œuvre.Avec des dépenses raisonnables, ces premiersrésultats doivent permettre de conclure si, jusqu’àla prochaine inspection, aucune mesure demaintenance n’est nécessaire, ou si des recherchescomplémentaires doivent être entreprises. Le caséchéant, elles doivent aussi permettre dereconnaître la nécessité de mesures immédiates.

L’examen visuel (voir aussi: «Démarche pourl’auscultation des structures», ➧ p. 18) satisfait à cesconditions.

Contenu du dossier de l’ouvrage (recommandation SIA169, chiffre 2.42

Appréciation sommaire par l’examen visuel:– pas de mesures à prendre jusqu’à la prochaine

inspection;– des auscultations complémentaires sont néces-

saires (étape suivante);– mesures immédiates nécessaires.

Objectif de l’examen visuel


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Etendue de l’examen visuel

L’examen visuel comprend l’observation de tous lesdégâts, à tous les endroits accessibles, avec les senset avec des moyens auxiliaires simples. Unprotocole des dégradations observées est établi,précisant le genre de dégât et la situation. Il estcomplété par un court commentaire sur le dégât,avec une estimation sommaire de sa gravité(insignifiant, moyen, important). A ce niveau uneétude spécifique de la qualité des matériaux n’estnormalement pas prévue. Il sera cependant souventrecommandé d’exécuter déjà à ce moment desrecherches simples, comme par exemple lecontrôle de la régularité de la qualité des matériaux.

Pour des éléments de construction en béton etsoumis à la flexion, il pourra s’avérer utiled’effectuer des mesures de potentiel, sur un réseauà larges mailles, afin d’obtenir une premièreinformation sur l’état de corrosion des armatures.

L’étendue de l’examen visuel est cependant déter-minée avant tout par les données disponibles sur laconstruction de l’ouvrage, sur les matériaux utiliséset sur leurs caractéristiques. Si ces informationsmanquent, il sera très vraisemblablement néces-saire d’envisager des auscultations complémen-taires.

Conditions pour l’auscultation avec lesorganes des sens

Dans le langage courant on a réuni, sous ladénomination «Examen visuel», tous les examensexécutés avec les sens de l’homme (vue, ouïe,toucher, odorat, goût). Tous les sens, et passeulement la vue, font donc partie de l’examenvisuel. Ils sont très développés et représentent desmoyens d’observation extrêmement sensibles.Leurs performances les plus élevées sontdéveloppées dans le domaine de la perception dedifférences (par exemple: reconnaissance de trèspetits intervalles de tonalité, reconnaissance de trèspetites différences de couleur de taches sur deshabits, frôlement sur la peau, etc.). Pour l’ensembledes sens un entraînement est nécessaire, seule uneutilisation continue des sens permet de développerleur pleine et totale acuité. L’action réciproqueextrêmement intense entre les organes des sens etla pensée est innée. Cette action d’ensemble est dela plus grande importance pour l’examen visuel. Lesimpressions acquises avec les sens permettent uneanalyse intensive de l’ouvrage.

Examen visuel avec l’aide des sens et de moyensauxiliaires simples:– examen optique et mesures lors de la visite de

l’ouvrage;– examen acoustique par martèlement;– examen tactile des surfaces;– examen olfactif (par exemple présence de matières

organiques ou chimiques);– examen gustatif (par exemple présence de sels).

Contrôles avec les organes des sens

PI-BAT2. Structures

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Outillage et petit matériel:– perceuses pour la pierre, le métal et le bois;– ciseau et massette;– burin et autres outils pour piquage;– pince plate et tenailles;– tournevis et clés à vis;– clé anglaise;– brosse métallique, racloir, pinceau;– bouteille avec gicleur;– soufflet;– équerre, fil à plomb;– niveau;– couteau;– double–mètre, mètre à ruban;– pied à coulisse, micromètre;– miroir, miroir de dentiste;– cordeau;– craie;– loupe;– lampe.

Appareils spéciaux:– thermomètre, hygromètre;– chablon à fissures, loupe graduée;– clé dynamométrique;– marteau de contrôle pour rivets;– scléromètre;– appareil de détection des armatures;– indicateur pour mesure du pH;– liquide pour essai de ressuage;– extensomètre;– appareillage pour mesure de potentiel

(éventuellement).

Appareils d’enregistrement et de protocole:– jumelles;– appareil de photo avec téléobjectif et objectif grand

angulaire;– flash pour appareil de photo;– blocs–notes, formulaires;– matériel divers (feutres, crayons, crayons de

couleurs, craies grasses, gommes, Tipp-Ex, bandesadhésives, etc.);

– récipients pour matériaux et échantillons, avecétiquettes;

– enregistreur à bandes magnétiques (appareil depoche).

«Voir» et «Reconnaître»

Lors de l’auscultation d’un ouvrage les sens doivents’orienter sur les limites extérieures accessibles. Lesimpressions sensorielles doivent cependant êtresuffisamment contrastées pour relever lesinhomogénéités des matériaux et de l’ouvrage. Ondoit donc également pouvoir formuler desappréciations sur des «irrégularités» en profondeurdans l’ouvrage. L’interprétation des impressionssensorielles (par exemple les différences de couleurperçues) permet, grâce aux connaissances et àl’expérience, d’émettre des hypothèses plus oumoins certaines sur les causes des observationseffectuées.

Cette corrélation entre les observations effectuéesen surface d’un ouvrage et la recherche de l’expli-cation de ce constat demande une vaste expérience.Dans la pratique on constate régulièrement quecette technique d’auscultation permet de déceler lesdégradations à temps, en particulier si l’on constatedes modifications après un certain intervalle detemps. Ces examens visuels comportent cependantun certain nombre de dangers:– manque de patience (temps) pour l’observation

de toutes les surfaces accessibles (si nécessaireavec des moyens auxiliaires);

– fixation de l’esprit sur l’apparition dephénomènes attendus;

– surévaluation des phénomènes observés (man-que de contrôles);

– relevé et rapport insuffisants sur les observationseffectuées.

Marche à suivre

Les éléments suivants font partie de la préparationde l’examen visuel:– collecte et examen des documents disponibles

(dossier de l’ouvrage, protocoles d’inspection);– visite de l’ouvrage et observation des conditions

locales;– élaboration du plan d’inspection.

Equipement pour l’auscultation


27

De cette préparation doit résulter la connaissancedu système porteur, des matériaux utilisés et de leurcompatibilité, ainsi que des actions auxquellesl’ouvrage est soumis.

Pour que l’appréciation d’un ouvrage soit concrèteet efficace, il est très important de disposer d’unsystème homogène et global pour le relevé de l’étatet le protocole. Ce système doit permettrel’élaboration du rapport sur l’état de l’ouvrage. Labase pour l’établissement d’un rapportsystématique est le protocole, qui prend ainsi unegrande importance. Le succès ou l’échec d’unsystème d’auscultation dépend principalement dela qualité du protocole sur l’état.

Actuellement, aussi bien pour les bâtiments quepour le génie civil, il est proposé des banques dedonnées, en relation avec des programmesd’ordinateur. Pour les ouvrages importants, lerelevé détaillé des données est lié avec les dépensescorrespondantes. Pour répartir le budget disponibleen fonction des priorités, on ne considère, dansbeaucoup de cas, que les données effectives enrelation avec l’inspection en cours.

Compte tenu de l’état général du patrimoineconstruit, tant dans le bâtiment qu’en génie civil, eten fonction de l’importance de détecter desdégradations aussi tôt que possible, l’utilisation etl’exploitation de banques de données peuventactuellement être considérées comme étant desobligations.

Les tableaux suivants, subdivisés selon lesmatériaux, donnent une vue d’ensemble pourl’observation des dégradations, les moyens deconstat auxiliaires et des indications pourl’établissement des protocoles. Ces donnéespeuvent, par exemple, être utilisées comme «check-list» pour la préparation de formulaires d’examensvisuels.

Des informations complémentaires au sujet del’examen visuel sont données dans la fichetechnique «Examen visuel».

Bibliographie

1. Ladner M.: Zustandsuntersuchung von Bauwe-rken; EMPA-FA Bericht Nr. 116/3, Mai 1988.

2. R. Favre, D. Andrey et R. Suter: Maintenance desouvrages d’art, répertoire des dégâts apparents,EPFL-IBAP, juin 1987.

– Page titre avec nom et numéro de l’ouvrage, situa-tion et toutes indications complémentaires néces-saires; date de l’inspection, nombre et noms des par-ticipants, référence au mandat pour l’inspection, etc.

– Pages suivantes avec:. élément de construction examiné;. courte description;. observations;. esquisse cotée;. numérotation et repérage des photographies, etc.

– Résumé de l’inspection et des résultats.– Mesures immédiates.– Investigations ultérieures à faire.

Contenu du procès-verbal de l’inspection

– Accessibilité, et le cas échéant moyens nécessaires(échafaudages, élévateur à nacelle, etc.).

– Liste des responsables (qui doit être informé?).– Clôtures, éclairage.– Eventuellement alimentation en électricité et en eau.– Liste du personnel et du matériel, et le cas échéant

prestations de tiers.– Déroulement de l’inspection, priorités, ordre du

travail, temps nécessaire.– Interprétation.

Contenu d’un plan d’inspection

– Toujours vérifier les conduites électriques.– N’exécuter les travaux dangereux qu’à deux au

minimum et prévoir les dispositifs de sécurité.– Porter un gilet de sauvetage lors de travaux

au–dessus de l’eau.– Vérifier s’il existe une ventilation suffisante lors de la

visite d’espaces fermés.– Porter des lunettes de protection et des souliers

appropriés.– Placer la signalisation nécessaire.– Vérifier la fixation des échelles et des échafaudages.

Mesures de sécurité lors d’une inspection

PI-BAT2. Structures

28

2.3 Check-lists pour un examen visuel

Observation des dégradations, moyens auxiliaires nécessaires et éléments pour le procès-verbal

Observations générales sur l'ouvrage

Caractéristiques Moyens auxiliaires Résultats,Documentation

Contrôles,Compléments

Aspect général Visite de l'ouvrage,jumelles, appareil photo

Etat général, photo-graphies

Météo Thermomètre Température de l'air, del'eau, des matériaux, del'élément de construction,vent

Orientation (exposition) Boussole Exposition auxintempéries

Etat des fondations Appréciation visuelle Importance des tasse-ments, déversements,affouillements

Attention: les dégra-dations sont souventcachées

Etat des appuis, desarticulations, des joints,des étanchéités, desdrainages, des revête-ments

Appréciation visuelle,appareil photo, miroir

Aptitude au service,photographies,

L'appréciation visuelle,après desprécipitations, estsouvent très instructive


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Eléments de construction et ouvrages en béton, béton armé et béton précontraint



Coloration, par exemplepar la rouille

Appréciation visuelle,ciseau, massette

Formes, couleurs, situa-tions, dimensions,particularités (parexemple attaches)

Rechercher les endroits«creux» (martèlement,évent. piquage)

Eclats, délitages Appréciation visuelle,ciseau, massette

Emprises, profondeurs,situations, corrosion desarmatures

Rechercher les endroits«creux» (martèlement)

Zones humides Appréciation visuelle,ciseau

Situations, quantitésd'eau résurgente,éventuellement piquagede la zone d'arrivée del'eau

Martèlement pour détec -ter les zones de désagré-gation (gel), évent. ana-lyse de l'eau (chlorures),prendre en considérationles conditions météo

Coulures, efflorescences Appréciation visuelle,ciseau

Formes, couleurs, posi -tions, dimensions,particularités

Rechercher les endroitssonnant «creux»(martèlement), évent.piquage

Altérations Appréciation visuelle,palper, ciseau

Formes, couleurs,situations, particularités(liant, granulat)

Direction principale duvent

Structure superficiellealvéoles, ségrégations

Appréciation visuelle Formes, dimensions,situations, particularités(par ex. joints de travail)

Absorption d'eau

Fissures:– Type et disposition

– Largeur

– Variation de longueur

– Lèvres de la fissure

Appréciation visuelle,loupe

Loupe graduée, chablon àfissures

Témoins, extensomètre

Appréciation visuelle,ciseau, loupe

Types, situations, lon-gueurs

Largeurs des fissures(positions déterminées)

Variations dans le temps

Colorations, humidité,corrosion de l'armature

Rechercher les endroits«creux» (martèlement),évent. piquer, relever lesphénomènes connexes(par ex. coulures)

Date, météo

Date, météo, trafic(influences)

Martèlement,cavité

Absorption d'eau de lasurface

Humidification, appré-ciation visuelle

Situations, comparaisons Structure de la surface

Joints, arêtes, liaisons Appréciation visuelle Particularités Dégradations, corrosion,dépôt de saleté

Déformations Appréciation visuelle Situations, directions Fissures, types et orien-tations

Carbonatation Piquage, mesure du pHpar la méthode avec indi -cateur sur une surfacefraîchement cassée etpropre

Coloration (profondeur àpartir de laquelle le pH > 9)

PI-BAT2. Structures

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Eléments de construction et ouvrages en acier



Corrosion Appréciation visuelle,brosse métallique,tournevis, ciseau, burin

Etendue et profondeur,épaisseur saine, colora-tion, type de rouille,(grains fins, écailles),aspect de la surface del'acier

Enlever le revêtement,décaper

Fissures Appréciation visuelle,loupe graduée

Situations, longueurs,largeurs, variations desouvertures

Trafic (influences),températures, essai deressuage, dates

Coulures, concentrationsde contraintes

Appréciation visuelle,appareil photo

Positions et directionsdes coulures dans la zonede laminage, photo -graphies

Déformations, voilements Appréciation visuelle Dimensions, directions,étendues des déforma -tions

Moyens d'assemblagedesserrés (rivets,boulons)

Appréciation visuelle,marteau, clé dynamo -métrique

Positions et déformationsdes moyens d'assem -blage desserrés, fissuressur la tête des boulons,assemblages cisaillés

Etat des peintures et desrevêtements de protec -tion

Appréciation visuelle,couteau, essaisd'arrachement avecbande adhésive

Adhérence à la bandeadhésive, épaisseurs

Essai de quadrillage(valeur Gt 0-5)


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Eléments de construction et ouvrages en bois



Généralités Appréciation visuelle Etat et étanchéité desraccords aux parois et desjoints de dilatations, cou-vertures, revêtements,dégradations mécaniques

Ventilation

Pourritures et parasites Appréciation visuelle,marteau, perceuse,endoscopie

Variations de la colora-tion, état de décompo-sition

Résistance à la péné-tration

Fissures Appréciation visuelle Positions , longueurs,évent. largeurs

Contrôle des joints collés

Appuis Appréciation visuelle Pincements, écrasements

Assemblages desserrés Appréciation visuelle,marteau

Positions et dimensions

Eléments de construction et ouvrages en maçonnerie, de pierres naturelles et de briques



Aspects, éclats (écailles,décollements), dégrada -tions par les intempéries

Appréciation visuelle,ciseau ( martèlement)

Dimensions, profondeurset positions des partiesdégradées, différences decouleur et de structuredes surfaces

Piquage des partiesdégradées, différences derugosité

Joints Appréciation visuelle,ciseau (martèlement)

Importance et profon-deurs des dégradationsdes joints de mortier etde leurs bords, salissureset racines dans les joints

Assises des pierres dansle lit de mortier

Résurgences, zoneshumides

Appréciation visuelle,ciseau

Positions et dimensions Conditions météo, piqua -ge éventuel

Déformations Appréciation visuelle Positions et dimensionsdes déformations

Fissures Appréciation visuelle,ciseau, loupe graduée

Positions, longueurs,largeurs, variations desouvertures

Dates, influences

Efflorescences, dépôts,présence de sels

Appréciation visuelle Dimensions, types Martèlement des sur -faces touchées

PI-BAT2. Structures

32

2.4 Préparation etinterprétation de mesures

Introduction

Le présent article traite en premier lieu des objectifsfixés à une campagne de mesures et des conditionsaux limites dont il faut tenir compte. Suivent desindications sur les éléments de statistique à prendreen considération pour la planification des mesureset pour l’interprétation des résultats de celles-ci.Une liste des points et des phénomènes qui doiventêtre pris en considération pour l’interprétation desmesures termine cet exposé.

L’ensemble des problèmes liés à l’interprétationdes résultats n’est pas traité ici. Ce thème est encoreà l’étude dans le cadre du groupe de travail«Méthodes de diagnostic» du secteur génie civil duProgramme d’Impulsions.

Principes

La surveillance périodique des ouvrages a pourobjectif de saisir l’état dans lequel ils se trouvent etd’en faire l’appréciation. Pour atteindre cet objectifdans le cadre d’un examen, on utilise des tech-niques d’auscultation.

Une étude comprend différents essais effectués surl’ouvrage. Chacun de ces essais représente unélément statistique de la technique d’auscultationappliquée. Un essai est constitué de mesuresindividuelles fournissant des résultats isolés sousforme numérique ou, en partie, aussi sous forme degraphiques.

Différentes caractéristiques (valeurs recherchées)décrivent l’état dans lequel se trouve l’objet obser-vé. Le résultat séparé de chaque mesure isolée estla représentation quantifiée d’une caractéristique.L’étude n’est pas terminée lorsqu’on a mis par écritles résultats numériques des mesures effectuées.Au contraire, une analyse critique et l’interprétationde ces chiffres sont nécessaires. L’interprétationcorrecte des résultats des mesures effectuées esttrès importante, car elle sera l’une des bases utiliséepour déterminer la suite du travail. Dans certainscas il serait préférable de ne pas avoir de résultatsde mesure, plutôt que de disposer de données malinterprétées. Des dispositions erronées peuventêtre prises à la suite de fautes d’interprétation. Deserreurs commises lors de l’appréciation de lacapacité portante, de l’aptitude au service ou de ladurabilité, des causes de dégradations noncorrectement décelées, conduisent à la poursuite dela dégradation.

Auscultation / inspectionActivité ayant pour objectif la récolte de données surdifférentes caractéristiques (valeurs à rechercher) del’ouvrage ou des matériaux.

Technique d’auscultationProcédé, appareil ou autre moyen auxiliaire pouvantêtre mis en œuvre dans le cadre d’une auscultation.

EssaiElément d’une auscultation. L’essai a pour objectif, àl’aide d’une ou de plusieurs techniques d’auscultation,d’obtenir des informations sur l’une des valeurs ou surun groupe de valeurs que l’on recherche.

MesureApplication unique d’une technique d’auscultation. Lamesure permet d’obtenir un résultat isolé. Dans le cadred’un essai on effectue plusieurs mesures et leurappréciation permet de tirer des conclusions sur lesvaleurs ou les groupes de valeurs recherchés.


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Objectifs de l’étude et planification

Avant de planifier une auscultation d’ouvrage il fautpréalablement définir ses objectifs ainsi que lesconditions aux limites.

Objectifs de l’étude:On doit répondre à la question: que recherche-t-onprincipalement? Le contrôle de la qualité est-ill’objectif principal? Ou cet objectif est-il la détectiondes causes des défauts? Quelle précision estnécessaire? Une estimation qualitative suffit-elle?S’agit-il d’un problème localisé ou d’uneappréciation relative à l’ouvrage dans son entier?

Conditions aux limites:Comment peut-on atteindre l’objectif fixé avec undélai et un budget limités? Les exigences relativesà la simplicité et au caractère indiscutable destechniques d’auscultation doivent être biendéfinies.

L’utilisation de l’ouvrage ne peut souvent pas êtrelimitée pendant l’auscultation. Il en résulte desexigences quant au choix des méthodes. De mêmela capacité portante de l’ouvrage ne doit pas êtrediminuée par le prélèvement d’échantillons.

Lorsque les objectifs de l’étude sont connus, ainsique le cadre financier et les délais, on peut alorsprocéder à la planification de l’auscultation.

Les compromis qui auront dû être admis devrontalors être pris en compte lors de l’interprétation desrésultats.

Planification de l’auscultation et ex-ploitation des essais

La planification de l’auscultation doit comprendrel’ensemble des recherches prévues ainsi quel’organisation des essais spécifiques.

Le but de la planification est la mise sur pied d’uneétude rationnelle pouvant, pour autant quepossible, s’appuyer sur des bases statistiques.

Au préalable on aura répondu aux questions: «Quevoulons-nous mesurer?» et «Comment voulons-nous mesurer?», de manière à obtenir les résultatssouhaités en tenant compte des conditions auxlimites.

Préparation d'une auscultation

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1er principe: la répétitionLe résultat d’une mesure isolée ne fournit qu’un ren-seignement sur une valeur recherchée. La répétition apour but de rechercher et de réduire les erreurs demesure ou d’observation. Des échantillons prélevésdans un élément de construction en vue de la détermi-nation d’une caractéristique, représentent un échan-tillonnage de l’ensemble. Les prélèvements devraient,pour autant que possible, être distribués de manièrealéatoire, afin d’avoir la garantie que les valeurs isoléesmesurées sont indépendantes les unes des autres. Plusl’échantillonnage est important, plus la courbe deGauss des résultats des mesures sera précise, il en estde même pour la valeur moyenne et la dispersion. Celasignifie qu’avec un nombre croissant d’échantillons lesvaleurs estimatives deviennent toujours plus précises.

2e principe: la répartition aléatoireLa répartition aléatoire des prélèvements d’échan-tillons élimine les erreurs systématiques et assurel’indépendance des résultats des mesures. La réalitécontraint souvent à accepter des compromis sur cepoint.

3e principe: les blocs de mesuresPar blocs de mesures – ou formation de lots – on entendle groupement de résultats de mesures qui sont enrelation entre elles (la plupart du temps il s’agit demesures sur une partie limitée de l’ouvrage). Les blocsde mesure améliorent la précision par la possibilité decomparaison d’une caractéristique entre deux blocs.Les sources de perturbation peuvent être éliminées, unbloc étant plus homogène que l’ouvrage complet ouque l’élément de construction.

4e principe: la structure symétriqueLa structure symétrique d’une auscultation, soit l’exé-cution d’un même nombre de mesures dans chaquebloc ou série de mesure, permet une interprétation plussûre des résultats.

Statistiques

Pourquoi des statistiques?Une mesure isolée est soumise au risqued’influences d’erreurs fortuites ou systématiques.Ces influences ne peuvent être décelées et nepeuvent donc être exclues sur des mesures isolées.Une appréciation objective ne peut être obtenuequ’avec l’aide de la statistique.

Sous la désignation planification statistique dela recherche, on entend la définition de l’ampleurminimale à conférer à l’auscultation pour obtenirdes résultats fiables.

Au contraire, l’évaluation statistique desrésultats d’essais est une évaluation pourdéterminer si une donnée est admissible ou si ellene peut être justifiée que par hasard par les mesureseffectuées.

Un essai ne peut être considéré comme étantappuyé sur la statistique que lorsque son organisa-tion respecte quatre principes (encadré). Dans lapratique il ne sera pas toujours possible, ni toujoursnécessaire, de respecter la totalité de ces quatreprincipes.

L’exemple suivant illustre ces quatre principes.

Exemple:Le bâtiment d’une fabrique existante doit êtrevendu. Les charges admissibles maximales desdifférents étages doivent être déterminées.

Pour déterminer la capacité portante des différentesdalles d’étage, il faut connaître, entre autres, lesrésistances du béton mis en place. Si unejustification statistique est nécessaire, il ne suffiraalors pas de prélever une unique carotte pour lasoumettre aux essais de laboratoire. Ce procédédonnerait bien sûr une donnée relativement précisesur la zone du carottage, mais le solde du bâtimentne serait cependant pas suffisamment contrôlé.

Pour respecter les quatre principes des exigencesstatistiques, on pourrait fixer les conditions sui-vantes: pour chaque dalle (bloc de mesure) préleveret soumettre aux essais le même nombre (structuresymétrique, répétition) d’échantillons (carottes),répartis au hasard (répartition aléatoire).

Principes de l'organisation statistique des essais

Définition de la statistique par Abraham Wald(1902-1950):«La statistique est un ensemble de méthodes qui nouspermettent de prendre des décisions sensées et opti-males dans des domaines incertains.»


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Le bon sensUn programme de recherche conçu uniquement surdes bases statistiques entraînerait en général unvolume d’essais beaucoup trop important.

Les facteurs d’influence agissant directement surune technique d’auscultation sont généralementconnus et ils peuvent être estimés et éliminés. Lacondition préalable pour permettre d’atteindre cetobjectif est la tenue d’un procès-verbal précis etcomplet.

En prenant garde à d’autres conditions aux limites,non mesurables, et en se référant aux expériencesantérieures (Où les sollicitations sont-elles les plusimportantes? Où la qualité est-elle en général la plusmauvaise? etc.), le volume des essais peut êtresouvent considérablement réduit. De ce fait, uneexploitation statistique correcte risque cependantd’être mise en danger.

A prendre en considération :

Recherches préliminairesUne information préalable est, dans la plupart descas, du plus grand intérêt (Démarche pour l’auscul-tation des structures: Etapes de la recherche, ➧ p. 22).

La recherche de ces informations préalables peutêtre limitée à un simple examen sur place; mais ellepeut aussi comprendre des mesures sur un réseauà larges mailles, afin de découvrir les points cri-tiques. De ce fait il est particulièrement intéressantde confier ces recherches préliminaires, ou leurcontrôle, à la même personne qui assumel’organisation complète de l’étude, qui effectuel’exploitation des mesures, qui les interprète et quien tire les conclusions quant aux mesures demaintenance à prendre.

Mesures en parallèle de plusieurs caractéris-tiquesLors de l’organisation d’une auscultation il faut tenircompte que, dans la plupart des cas, une décisionrelative à des travaux de maintenance ne pourra pasêtre prise sur la base des données acquises avecune technique d’auscultation unique. Des re-cherches parallèles devront être prévues. Parexemple: des mesures de la teneur en chlorurespeuvent être complétées de manière intéressantepar la détermination de la profondeur decarbonatation, de l’enrobage des armatures et de laporosité.

Les résultats de différentes recherches augmententla fiabilité lors de la détermination d’une caractéris-tique donnée.

Le bon sens

Avancer par étapes

Des investigations en parallèle complètent le puzzle

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Elaboration du concept de l’auscultationLe concept de l’auscultation est établi sur la basedes résultats des recherches préliminaires.

Pour le prélèvement d’échantillons, respectivementpour les mesures effectuées sur l’ouvrage, il fautprocéder systématiquement. Le marquage et lanumérotation des points de mesure et deprélèvement doivent être préparés soigneusementau bureau après un examen sur place. Lesdimensions des échantillons prélevés doiventcorrespondre aux besoins des essais de laboratoireprévus. Selon les circonstances une concertationavec le laboratoire est nécessaire. Des échantillonsde réserve peuvent également être utiles pourprocéder à des essais ultérieurs.

Etablissement du procès-verbal des mesuressur placeLe procès-verbal contiendra les observations sub-jectives et objectives, ainsi que des commentaires.Un procès-verbal complet doit aussi contenir desindications sur les conditions climatiques(humidité, température, etc.), sur les méthodes deprélèvements des échantillons, sur la précision desmesures des échantillons, ainsi que toutesindications particulières relatives à la techniqued’auscultation utilisée. Dans ce cadre il fauts’efforcer de rédiger une description suffisante, afind’éviter tous malentendus ou méprises. Par ailleursil faut aussi veiller à éviter un excès de remarques.

Mandats aux laboratoiresDu mandat il doit ressortir clairement et sansambiguïté ce qui doit être testé et comment. Desessais inutiles doivent être évités. En cas de douteil est recommandé de se concerter avec lelaboratoire.

Comme exemple on peut citer le cas de la détermi-nation de la teneur en chlorures. Il est en effetpossible que la teneur en chlorures d’un élément deconstruction soit plus basse dans la couchesuperficielle qu’à une profondeur de 10 à 20 mm.Certains laboratoires interrompent pourtant l’essailorsque la teneur en chlorures de la couchesuperficielle ne dépasse pas une valeur déterminée.

Des données complémentaires à ce sujet figurentdans la fiche technique: «Prélèvements d’échan-tillons/mandat de laboratoire». (➧ p. 66).

Une bonne préparation facilite le travail d'auscultation

Le procès-verbal des mesures est un document primor-dial

Le mandat à confier au laboratoire comporte plus d'élé-ments que de simples échantillons


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Dans le cadre du travail de la commission SIA 291, le bureau Aegerter et Bosshardt AG a été mandatépour faire exécuter des essais comparatifs à sept instituts de recherche. Il s’agissait de déterminer lateneur en chlorures de trois échantillons différents. Chaque institut a effectué de six à dix mesures paréchantillon.

Les résultats montrent premièrement une relation très claire entre les résultats et la méthode d’analyseet, deuxièmement, des différences non négligeables d’un laboratoire à l’autre.

Le tableau ci-après indique les méthodes utilisées par les laboratoires:

Laboratoire A Laboratoire B Laboratoire C Laboratoire D Laboratoire E Laboratoire F Laboratoire G

Acide nitrique Eau chaude Eau froide Eau chaude Eau chaude Acide nitrique Eau chaudeSoxhlet

Electrodeioniquespécifique



Méthodequantitative

Titrage avecnitrated’argent



Essais comparatifs de détermination de la teneur en chlorures (voir remarques à la page suivante)

Détermination de la teneur en chlorures – Essais comparatifs

teneur enchloruresen % de lamasse debéton

laboratoire

Les coefficients de variations sont très variables et indépendants de la méthode utilisée. Ils varientde 0.5% à 8.1%.

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Dispersion des résultats des mesuresDans certaines circonstances, des mesures effec-tuées au même endroit peuvent présenter une gran-de dispersion. Non seulement l’appareil de mesure,mais également l’opérateur, peuvent avoir unegrande influence sur le résultat (bibl. 2).

Précision de lecture et de mesureIl existe des appareils qui offrent apparemment unetrès grande précision. Mais attention: par exemplelors de mesures de dilatations (avec un extenso-mètre), la lecture par la même personne peut varierde ± 5 à 10 unités, uniquement en fonction de lapression exercée.

Cette remarque est également valable pour lesessais de laboratoire. Ils assurent souvent une trèsgrande précision. Cependant on parle très rarementde la dispersion systématique qui existe, tant du faitdes laborants que des procédures d’essais appli-quées (qui peuvent aussi varier d’un institut àl’autre). L’exemple présenté dans l’encadré «Essaiscomparatifs de détermination de la teneur en chlo-rures» illustre ce propos mieux qu’un long exposé.

L’hommeL’influence de la motivation et de la formation despersonnes qui effectuent les essais au laboratoire,ou de celles qui prélèvent les échantillons, ne doitpas être sous-estimée. La température et les intem-péries n’agissent pas seulement sur la plupart destechniques d’auscultation, mais elles influencentégalement négativement la motivation du person-nel chargé du travail!

Une accessibilité aisée améliore la fiabilité desrésultats des mesures. Par exemple: la mesure dechamps de potentiels en plafond est extrêmementpénible à exécuter.

La personne qui effectue une auscultation doit exé-cuter son travail, pour autant que possible, sansidées préconçues. De telles opinions sont suscep-tibles d’influencer fortement les résultats d’une aus-cultation.

Bibliographie

1. Morf. U.: Materialprüfung I, Vorlesung an derETHZ; EMPA, Oktober 1984.

2. Schaab A., Flohrer C., Hillemeier B.: Die zerstö-rungsfreie Prüfung der Betonüberdeckung derBewehrung; Beton- und Stahlbetonbau, Heft11/1989, S. 275ff, Heft 12/1989, S. 324 ff.

Dispersion des résultats des mesures

Ne pas se laisser abuser par la précision apparente de lamesure

Ne pas sous-estimer le facteur humain

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Notes personnelles

2. Structures

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Notes personnelles

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2.5 Vue d’ensemble des techniques d’auscultation

Page

Informations pour la consultation des tableaux de la vue d’ensemble 43

Liste des tableaux:

Constructions, parties d’ouvrages, équipement 44

Fondations et sols de fondation 45

Pieux, parois moulées 45

Béton 46

Acier d’armature (y compris précontrainte à fils adhérents) 48

Acier de précontrainte (précontrainte par câble avec gaine) 49

Acier (acier de construction) 50

Maçonnerie 51

Protections des maçonneries (enduits, etc.) 52

Protections des maçonneries (plaques de parements) 52

Constructions en bois 53

Matières synthétiques 53

Eléments de fixations en aciers inoxydables 54

Tirants d’ancrage (en rocher et terrain meuble) 54

Equipements électro-mécaniques 55

2. Structures

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Notes personnelles


43

Renvoi aux fiches techniques

Les techniques d’auscultation décrites de façon plusdétaillée dans les fiches techniques sont soulignéesdans les tableaux de cette vue d’ensemble. Un ren-voi (➧ ) disposé à côté de la technique d’auscultationconsidérée indique le numéro de la page de la fichetechnique correspondante.

Techniques d’auscultation simples

Les techniques d’auscultation simples qui peuventêtre déjà utilisées par l’ingénieur lors d’un premierexamen visuel sont mises en évidence par descaractères gras dans les tableaux de cette vued’ensemble.

Essais de laboratoire

Les essais qui, en règle générale, sont effectués pardes spécialistes en laboratoire, sont imprimés encaractères italiques. Ces techniques d’auscultationsont en général des techniques destructives, ceci dufait de la nécessité de prélèvements d’échantillonsdans l’ouvrage.

Techniques d’auscultation d’intérêt restreint

Les techniques d’auscultation mises entre paren-thèses dans cette vue d’ensemble, n’ont qu’un inté-rêt pratique restreint. Ces techniques d’auscultationsont en général d’un coût relativement élevé et leurinterprétation est discutable. De telles techniquesd’auscultation peuvent toutefois apporter, danscertains cas particuliers, une contribution à unemeilleure appréciation d’un problème.

Informations pour la consultation des tableaux de la vue d’ensemble

Les tableaux donnent une vue d’ensemble des techniques d’auscultation disponibles pour l’examen d’unepartie d’ouvrage ou d’un matériau déterminé. Il a été tenté de considérer, pour autant que possible, toutesles méthodes d’auscultation utilisables dans la pratique. Toutefois, dans quelques cas particuliers, il est faitmention de techniques d’auscultation dont l’utilisation pratique est restreinte. Il apparaît aussi dans cestableaux si d’autres données sur une technique mentionnée sont contenues dans le manuel, et où ellespeuvent être trouvées.

PI-BAT2. Structures

44

Objet de l’auscultation:Constructions, parties d'ouvrages, équipement

Caractéristique recherchéeou élément examiné

Technique d'auscultation

non destructive destructive[impact sur l'ouvrage]

Géométrie(Tolérances dimensionnelles)

Mesurer / ReleverNivellement de précisionPhotogrammétrieOrthophoto

TassementsDéformations

Nivellement (optique, hydrostatique)Témoins

Comportement statiqueDéformations

Essai de charge1)

Mesure des flèches(Analyse dynamique)Mesure des déformations longitudinales

Adhérence (Béton/acier) Cavités

Martèlement (par ex. avec chaîne)

Essai d'arrachement [endommagement dela surface] ➧ p. 79Endoscopie [percement] ➧ p. 64Examen visuel [sondage] ➧ p. 62

Appuis Examen visuel ➧ p. 62Mesure des déplacementsContrôle des mouvements

Joints Examen visuel ➧ p. 62Mesure des déplacements

Ouvrages d'évacuation deseaux

Examen visuel ➧ p. 62Contrôle de fonctionnement

Revêtements(voir aussi chap. 3: routes)

Examen visuel ➧ p. 62Mesure de l'épaisseur(Géoradar ) ➧ p. 84

Mesure de l'épaisseur [carottage]Analyse de la composition [carottage]Essai de compression [carottage]Essai de déformation [carottage]

Etanchéité Examen visuel ➧ p. 62Observation(Géoradar ) ➧ p. 84(Thermographie infrarouge ) ➧ p. 82

Examen visuel [sondage] ➧ p. 62Examen visuel [carottage] ➧ p. 62

1) Recommandation SIA 169, annexe A2: Essais de charge


45

Objet de l’auscultation:Fondations et sols de fondation

Légende: souligné: voir fiche technique caractère gras: auscultation simple, adéquate pour l’examen visuelitalique: essai en laboratoire (entre parenthèses): auscultation d'intérêt pratique restreint

Pour une auscultation et une interprétation plus détaillées, il est nécessaire de s'adresser aux spécialistes de ces pro-blèmes (géotechniciens, géologues)

Objet de l’auscultation:Pieux, parois moulées




Capacité de charge Essai de charge 1)

Homogénéité du pieu (Essai de réflexion) Ultrasons [canal de mesure incorporé /forage à travers le pieu en béton] ➧ p. 86

Tassements Déformations

Nivellement de précisionMesures géodésiquesInclinomètre

1) Normes SIA 192, Fondations sur pieux




Tassements Déplacements

Examen visuel ➧ p. 62Nivellement (optique, hydrostatique)Mesure géodésique, positionExtensomètreInclinomètreSlopeindicatorMesures de déformations tridimensionnellesPendule

Nappe phréatique Pression hydrostatique

Piézomètre

Pression des terresContrainte dans le sol

Capteurs de pression

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46

Objet de l'auscultation:Béton




Résistance à la compression Scléromètre ➧ p. 68(Utrasons) ➧ p. 86

Résist. à la compr. sur carottes1) [carottage]Résist. à la compr. sur cubes 3) [prélèv.]Essai de pénétration [dommage de surface]

Résistance à la traction Essai d'arrachement [dommage de surface] ➧ p. 74Essai d'arrachement de tampons [dommagede surface]Essai d'arrachement de plaques incorporéesdans le béton [dommage de surface]Essai de traction 2) [carottage]

Module d'élasticité (Ultrasons) ➧ p. 86(Mesure dynamique)

Module d'élasticité 4) [carottage]

Structure, homogénéité– cavités– porosité– étanchéité– capacité d'absorption– caractéristiques des pores– inhomogénéités (qualité)– teneur en ciment– compos. granulométrique

Examen visuel ➧ p. 62MartèlementMicroscope de pocheAbsorption d'eau ➧ p. 72Résistivité électrique ➧ p. 78(Ultrasons) ➧ p. 86

Perméabilité à l'eau 5) [carottage]Porosité 6) [carottage]Masse volumique apparente [carottage]Lame mince [microscope]Caractéristiques des pores 7) [carottage]Appréciation de la surface de rupture [carottage]Comportement lors de cycles de gel 8)

Résistance au gel et aux sels dedéverglaçage 9) [carottage]Résistance à l'abrasion 15) [carottage]

CavitésIncorporés

Martèlement(Ultrasons) ➧ p. 86(Thermographie infrarouge ) ➧ p. 82(Géoradar ) ➧ p. 84(Radiographie)

Méthode vacuum [forage] ➧ p. 80

Mesurage [sondage]

Humidité Feuilles de plastique (recouvrement)Résistivité électrique ➧ p. 78(Thermographie infrarouge ) ➧ p. 82(Géoradar ) ➧ p. 84

Essai CM (chimique) [prélèvement]Nucléodensimétrie [carottage à sec]Gravimétrie [carottage à sec]

Les problèmes relatifs au prélèvement d'échantillons et au mandat à confier à un laboratoire sont traités dans la fichetechnique «Prélèvement d'échantillons / mandat de laboratoire» ➧ p. 66


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Objet de l’auscultation:Béton





Fissures (constat) Examen visuel (eau) ➧ p. 62Chablon (de comparaison)Loupe graduée(Ultrasons) ➧ p. 86(Radiographie)

Localisation et profondeur[carottage / sondages]Analyse de fissure sur lame mince[prélèvement]

Fissures (mouvements) Témoins en plâtre ou verreExtensomètre électriqueExtensomètre mécanique

Carbonatation Mesure du PH sur poudres de forage11)

[carottage]Méthode avec indicateur 11) [burinage]Méthode avec indicateur 11) [carottage /prélèvement]Lame mince (microscope) 11) [prélèvement]

Teneur en chlorures Mesure de potentiel ➧ p. 76 (béton armé seulement)

Différentes analyses chimiques 12)

[carottage / prélèvement]

Teneur en sulfates Analyse chimique[carottage / prélèvement]

Température ThermomètreThermocouple(Thermographie infrarouge) ➧ p. 62

Thermomètre ou thermocouple disposésdans un trou de forage

Composition Examen visuel ➧ p. 62 Examen visuel[carottage / prélèvement] ➧ p. 62Analyse chimique [carottage / prélèvement]Lame mince (microscope)[carottage / prélèvement]

1) Norme SIA 162/1, Ouvrages en béton, essai N° 22) EMPA, Prüfen von Beton3) Norme SIA 162/1, Ouvrages en béton, essai N° 14) Norme SIA 162/1, Ouvrages en béton, essai N° 35) Norme SIA 162/1, Ouvrages en béton, essai N° 56) Norme SIA 162/1, Ouvrages en béton, essai N° 77) Norme SIA 162/1, Ouvrages en béton, essai N° 68) Norme SIA 162/1, Ouvrages en béton, essai N° 89) Norme SIA 162/1, Ouvrages en béton, essai N° 9

10) Norme SIA 162/1, Ouvrages en béton, essai N° 1011) Norme SIA 162/3, Détermination de la profondeur de carbonatation du béton12) Norme SIA 162/2, Détermination de la teneur en chlorures dans le béton

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Objet de l’auscultation:Acier d'armature (y compris précontrainte à fils adhérents)




Position / enrobageDiamètre

Mesure de l'enrobage parméthode:– électromagnétique ➧ p. 70– magnétique– induction magnétique(Géoradar ) ➧ p. 84(Radiographie)

Mesure directe (sondage / mise à nu)

Caractéristiques mécaniques– résistance à la traction– limites d'écoulement– striction– allongement– ductilité et ténacité– résistance à la fatigue– composition chimique

(qualité d'acier)

Caractéristiques mécaniques 1)

Ductilité, fragilité 2)

Résistance à la fatigue 3)

Comportement à la corrosion 4}

Analyse chimiqueMicroduretéMicrostructure sur coupe polie [pour tous ces essais: prélèv. d'échantillonsdans l'ouvrage]

Fissures (Ultrasons) ➧ p. 86 Essai de ressuage [mise à nu de l'acier]➧ p.Magnétoscopie [mise à nu de l'acier]Essai de traction [prélèv. d'échantillons]Coupe polie (microscopie) [prélèv.d'échantillons](Mesure de l'impédance )[sondage]

Corrosion Examen visuel : ➧ p. 62 (taches de rouille, piqûres)Mesure de potentiel ➧ p. 76

Examen visuel [sondage] ➧ p. 62Endoscopie [sondage] ➧ p. 64Mesure de potentiel [sondage] ➧ p. 76(Mesure par courant pulsé) [sondage](Spectroscopie par impulsion à réflexion)[sondage]Analyse chimique [prélèv. d'échantillons)

Courants vagabonds Mesure de potentiel ➧ p. 76Mesure directe des courants vagabonds

Fragilisation par l'hydrogène(uniquement pour les aciers deprécontrainte)

Essai de ressuage [mise à nu de l'acier] ➧ p. 92Magnétoscopie [mise à nu de l'acier]Essai de traction [prélèvementd'échantillons]Analyse chimique [prélèvementd'échantillons]

Résistance électrique Résistivité électrique ➧ p. 78

1)–4) Norme SIA 162/1, Ouvrages en béton, essais des matériaux, Essais n° 33, 34, 38, 39

Les problèmes relatifs au prélèvement d'échantillons et au mandat à confier à un laboratoire sont traités dans la fichetechnique «Prélèvement d'échantillons / mandat de laboratoire» ➧ p.66


49

Objet de l'auscultation:Acier de précontrainte (précontrainte par câble avec gaine)





Position / enrobageDiamètre

(Géoradar ) ➧ p. 84(Radiographie)

Mesure directe (sondage / mise à nu)

Caractéristiques mécaniques– résistance à la traction– limites d'écoulement– striction– allongement– ductilité – résistance à la fatigue– composition chimique

(qualité d'acier)

Caractéristiques mécaniques 2)

Ductilité, ténacité3)

Résistance à la fatigue 4)

Comportement à la corrosion 5)

Relaxation de l'acier de précontrainte6)

Analyse chimiqueMicroduretéMicrostructure sur coupe polie [pour tous ces essais: prélèv. d'échantillonsdans l'ouvrage]

Fissures (Ultrasons) ➧ p. 86 Essai de ressuage [mise à nu de l'acier]➧ p. 92Magnétoscopie [prélèv. d'échantillons]Essai de traction [prélèv. d'échantillons]Coupe polie (microscopie) [prélèv.d'échantillons](Mesure de l'impédance) [sondage](Spectroscopie par impulsion à réflexion)[sondage]

Corrosion Examen visuel [sondage] ➧ p. 62Endoscopie [sondage] ➧ p. 64Mesure de potentiel [sondage] ➧ p. 76(Mesure par courant pulsé) [sondage](Spectroscopie par impulsion à réflexion)[sondage]Analyse chimique

Courants vagabonds Mesure de potentiel ➧ p. 76Mesure directe des courants vagabonds

Fragilisation par l'hydrogène Essai de ressuage [prélèv. d'échantillons] ➧ p. 92Magnétoscopie [prélèv. d'échantillons]Essai de traction Analyse chimique

Force de précontrainte Capteur de force incorporé Détente [enlèvement]Surtension / décollement de la têted'ancrage [risque de dommage à l'injection]

Défaut d'injection (gaines) (Radiographie)(Ultrasons) ➧ p. 86

Endoscopie [sondage] ➧ p. 64Méthode vacuum [sondage] ➧ p. 80Examen visuel [sondage] ➧ p. 62(Spectroscopie par impulsion à réflexion)[sondage]

1) Matt: Zerstörungsfreie Prüfung von Spanngliedern in bestehenden Brückenbauten; EVED ForschungsberichtNr. 70, 1989

2)–6) Norme SIA 162/1, Ouvrages en béton, essais des matériaux, essais 33, 38, 39, 40, 42

PI-BAT2. Structures

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Objet de l’auscultation:Acier (acier de construction)1)




Caractéristiques mécaniques:– résistance à la traction– limites d'élasticité– allongements– résistance à la fatigue– composition chimique

Essai de dureté Essai de résistance à la traction avecmesure des allongements [prélèv.d'échantillons]Essai de flexion par choc sur éprouvettesentaillées [prélèvement]Essai de fatigue dynamique [prélèvement]Analyse chimique [prélèvement]

Fissures 2) Examen visuel ➧ p. 62Essai de ressuage ➧ p. 92MagnétoscopeUltrasons ➧ p. 86(Radiographie)

Corrosion Examen visuel ➧ p. 62Degré de rouilleCouluresMesure de potentielAnalyse de laboratoire (essai de décapage)

Analyses de laboratoire[prélèvement d'échantillons]

Protection contre la corrosion Examen visuel ➧ p. 62EcaillageCloquagePorositéEssai de décapageMesure de l'épaisseur(induction magnétique) ➧ p. 88

Essai de quadrillage ➧ p. 90Essai d'arrachementMesure de l'épaisseur ( mécanique)

Température Thermomètre à adhérence magnétique

Rupture de fils(câbles)

Bobine à induction magnétique

1) Norme SIA 161 (1990) Constructions métalliques2) Norme SIA 161/1 (1990) Constructions métalliques; chiffre 3, qualité des soudures, chiffre 4, contrôles des soudures



51

Objet de l’auscultation:Maçonnerie





Résistance Essai de résistance [prélèv. d'échantillons]

Composition(maçonneries composites)

(acier)

(Ultrasons) ➧ p. 86(Essai sismique) (Géoradar) ➧ p. 84(Résistivité électrique) ➧ p. 78(Géoradar) ➧ p. 84

Endoscopie [sondage] ➧ p. 64Examen visuel [carottage] ➧ p. 62Examen visuel [sondage] ➧ p. 62

Cavités Martèlement(Ultrasons) ➧ p. 86(Thermographie infrarouge) ➧ p. 82(Essai sismique)(Géoradar ) ➧ p. 84

Endoscopie [sondage] ➧ p. 62Inspection des cavités [sondage]

Humidité Examen visuel ➧ p. 62Résistivité électrique ➧ p. 78(Thermographie infrarouge ) ➧ p. 82(Thermographie à réflexion)(Géoradar ) ➧ p. 84

Examen visuel [sondage] ➧ p. 62Analyse [carottage à sec]

Fissures Examen visuel ➧ p. 62(Ultrasons ) ➧ p. 86

Cheminement des fissures [sondage]Profondeur des fissures [carottage]

Epaisseurs des différentescouches

(Ultrasons) ➧ p. 86(Essai sismique)(Géoradar ) ➧ p. 84(Résistivité électrique) ➧ p. 78

Mesure directe [sondage / carottage]

Limites des différentes courbes (Essai sismique)(Géoradar ) ➧ p. 84(Résistivité électrique) ➧ p. 78

Examen visuel [sondage / carottage] ➧ p. 62

Présence de chlorures ouautres sels

Examen visuel ➧ p. 62 (efflorescences)

Analyse chimique [carottage / prélèvement]

PI-BAT2. Structures

52

Objet de l'auscultation:Protections des maçonneries (enduits), etc.




Adhérence Examen visuel ➧ p. 62MartèlementEssai de griffage

Essai d'arrachement[dommage de surface] ➧ p. 74

Porosité Essai d'absorption d'eau ➧ p. 72Résistivité électrique ➧p. 78

Détermination de la porosité[prélèv. d'échantillons]

Humidité Résistivité électrique ➧p. 78

Composition Détermination des liants [prélèv.d'échantillons]Répartition des liants [prélèv. d'échantillons]Composition granulométrique [prélèv.d'échantillons]

Teneur en sels Teneur en chlorures [prélèv. d'échantillons]Teneur en nitrates [prélèv. d'échantillons]Teneur en sulfates [prélèv. d'échantillons]Analyse chimique [prélèv. d'échantillons]

Objet de l'auscultation:Protections des maçonneries (plaques de parements)




Fixations Examen visuel ➧ p. 62Endoscopie ➧ p. 64

Endoscopie [sondage] ➧ p. 62Examen détaillé (éventuellement en labo)[démontage ou prélèvement]



53

Objet de l'auscultation:Constructions en bois





Résistances:– résistance à la compression– résistance en flexion– nasse volumique apparente– inclinaisons des fibres– module d'élasticité E– nodosité

Examen visuel1) ➧ p. 62Résistance à la pénétra- tionEssai de charge(Ultrasons) ➧ p. 86(Fréquence de vibration)(Caractéristiquesdiélectriques)(Radiographie)

Analyse d'échantillons [prélèv. d'échantillons](Appareil d'analyse d'échantillons)

Degré de charge (Analyse acoustique)

Assemblages Voir acier de construction Voir acier de construction

Humidité Examen visuel ➧ p. 62Résistivité électrique

Analyse d'échantillons [prélèv.d'échantillons]

Fissures Examen visuel ➧ p. 62

Pourriture Examen visuel ➧ p. 62Résistance à la pénétration

Analyse d'échantillons [prélèvementd'échantillons]Essai de chargeEndoscopie ➧ p. 64

1) Norme SIA 164, Constructions en bois (classement du bois)

Des indications complémentaires pour l'auscultation du bois et des ouvrages en bois sont données dans la fiche tech-nique «Eléments d'ouvrages en bois» ➧ p. 96

Objet de l'auscultation:Matières synthétiques

Pour un examen spécifique de matières synthétiques, il est nécessaire de consulter un spécialiste. Lors d'un examenvisuel il faut considérer la fragilité, les variations de couleur, les fissures, etc.

PI-BAT2. Structures

54

Objet de l'auscultation:Eléments de fixations en aciers inoxydables




Fissures Examen visuel ➧ p. 62Endoscopie ➧ p. 64Mesure de potentielMéthode de mise en évidence de fissures

Contrôle détaillé [prélèvement]

Corrosion Examen visuel ➧ p. 62Endoscopie ➧ p. 64(Examen présence de chlorures)Autres méthodes: voir acier

Contrôle détaillé [prélèvement]

Capacité de charge Examen visuel ➧ p. 62 Essai d'arrachement [destruction éventuelle]Contrôle détaillé [prélèvement]

Objet de l'auscultation:Tirants d'ancrage (en rocher et terrain meuble)




Capacité de charge Essai de tension1)

Contrôle force ancrageEssai d'arrachement

Corrosion Examen visuel ➧ p. 62 Forage [prélèvement]

Etanchéité à l'eau Examen visuel ➧ p. 62Résistivité électrique

1) Norme SIA 191, Tirants d'ancrage

De plus amples informations pour l'auscultation de tirants d'ancrages (ancrages permanents) sont données dans la fichetechnique «Tirants d'ancrage en rocher et terrain meuble» ➧ p. 94



55

Objet de l'auscultation:Equipements électro-mécaniques

Légende: souligné: voir fiche technique caractère gras: auscultation simple, adéquate pour l’examen visuelitalique: essai en laboratoire (entre parenthèse): auscultation d'intérêt pratique restreint

Pour l'auscultation et l'appréciation de l'état d’ équipements électro-mécaniques, électriques et électroniques(installations de ventilation, de commande, de signalisation, de surveillance, etc.), il est nécessaire de faire appel auxspécialistes du domaine concerné. Du fait que les causes des dégâts, en particulier dans les cas d'apparition decorrosion, sont souvent liées à l'environnement et aux défauts d'autres parties de la construction, il est alorsindispensable de procéder à des auscultations et à des études pluridisciplinaires des mesures de maintenance. A noterque l'importance des mesures de maintenance pour de tels équipements est trop souvent sous-estimée par lesspécialistes (en tout cas dans une première phase).

PI-BAT2. Structures

56

Notes personnelles

PI-BAT

Notes personnelles

2. Structures

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Notes personnelles

PI-BAT

2.6 Fiches techniques des méthodes d’auscultation

Page

Informations pour l’utilisation des fiches techniques 61

Liste des fiches techniques:

Examen visuel 62

Endoscopie 64

Prélèvement d’échantillons / mandat de laboratoire 66

Scléromètre 68

Mesure de l’enrobage des armatures (béton armé) 70

Essai d’absorption d’eau (béton / maçonnerie) 72

Essai d’arrachement (béton / maçonnerie) 74

Mesure de potentiel (béton armé et précontraint) 76

Mesure de résistivité électrique (béton / mortier / maçonnerie) 78

Méthode vacuum (béton précontraint) 80

Thermographie infrarouge (béton armé / maçonnerie) 82

Géoradar (béton armé / maçonnerie) 84

Ultrasons (béton armé / pieux) 86

Mesure d’épaisseur de peinture (peinture sur acier) 88

Essai de quadrillage (peinture sur acier) 90

Essai de ressuage (acier) 92

Tirants d’ancrage en rocher et terrain meuble 94

Eléments d’ouvrages en bois (porteurs) 96

2. Structures

59

PI-BAT2. Structures

60

Notes personnelles


61

Informations générales

La méthode est-elle normalisée?Non destructive/destructive?Essai sur l’ouvrage/en laboratoire?

Domaine d’application

Matériaux.Partie d’ouvrage.Type de construction.

Caractéristiques recherchées

Sur quelles caractéristiques peut-on obtenir desinformations?Les informations sont-elles directes ou indirectes?Les informations sont-elles qualitatives ou quanti-tatives (précision), ponctuelles ou étendues?

Principe de mesurage

Description du principe de mesure.Quels sont les résultats des mesures, quels sont lesfacteurs d’influence?

Interprétation

Comment obtient-on la caractéristique recherchéeà partir des résultats des mesures?Difficulté et signification de l’interprétation.Risques d’erreur d’interprétation.Reproductibilité, dispersion.

Déroulement du travail(utilisation des appareils et coûts)

Equipement, appareils, équipe de mesures, exi-gences requises des équipes de mesures?Nécessité de raccordement en eau, électricité?Autres conditions telles que: intempéries, accessi-bilité, etc.?Description du déroulement du travail (travaux pré-paratoires, emploi des appareils, évaluation, etc.) etperturbations éventuelles de l’exploitation.Coût (ordre de grandeur).

Appréciation

Domaine d’utilisation?Limites d’utilisation?Délais nécessaires jusqu’à l’obtention des résultats?Nécessité d’essais d’accompagnement?Essais complémentaires pour préciser les résultats?Rapport coût/utilité?

Bibliographie

Principales références bibliographiques pour l’ob-tention de renseignements complémentaires.

Informations pour l’utilisation des fiches techniques

A part quelques exceptions, toutes les fiches techniques sont établies selon le même schéma. La recherchedes informations souhaitées est ainsi simplifiée. Des commentaires sur les différentes rubriques des fichessont donnés ci-dessous. Ces commentaires ont aussi servi de fil conducteur pour l’établissement des fiches.Les informations données n’ont pas été établies dans l’esprit de servir de mode d’emploi pour la pratiqueou l’utilisation des appareils; elles doivent toutefois pouvoir aider l’ingénieur chargé de l’auscultation d’unouvrage à trouver les bons «outils». Les fiches techniques contiennent les informations nécessaires à l’in-génieur dans son travail de coordination lorsqu’il est nécessaire de faire appel à des spécialistes.

PI-BAT2. Structures

62

Le plan de cette fiche technique ne suit pas le schémahabituel. L’examen visuel, également nomméappréciation visuelle, n’est pas une techniqued’auscultation dans l’acceptation du terme de cemanuel. De nombreuses auscultations se limitentpourtant à l’examen visuel. Il prend de ce fait unesignification majeure pour la surveillance et la garantiede l’aptitude au service et de la sécurité structurale desouvrages. La fiche technique donne quelquesindications de base pour cet examen.

Principes

L’examen visuel constitue, dans la plupart des cas,la première étape d’une auscultation. Dans le cadrede l’examen visuel, le chercheur s’efforce, avecl’aide de ses sens (vue, toucher, ouïe, etc.) et demoyens auxiliaires simples, de saisir en gros l’étatd’un ouvrage. Ainsi que cela a été traité dans l’ex-posé «Examen visuel» (➧ p. 24), celui-ci devra per-mettre de répondre aux questions mentionnéesdans l’encadré ci-contre.

Les réponses à ces questions peuvent avoir une trèsgrande importance pour l’ouvrage. D’une part desdéfauts non décelés peuvent se développer consi-dérablement jusqu’à la prochaine inspection et,d’autre part, la décision d’exécuter d’autres re-cherches pour obtenir des renseignements com-plémentaires peut engendrer d’importantes dé-penses.

Une préparation et un déroulement soigneux et at-tentif de l’examen visuel sont donc indispensables.Quelques points importants de ce travail sont exa-minés ci-après.

Préparation

L’examen visuel, comme toutes les autres étapes del’auscultation, doit être soigneusement préparé. Lapréparation commence avec l’examen des docu-ments disponibles (plans de l’ouvrage, plan d’utili-sation, plan de sécurité, etc.). Sur la base des docu-ments et d’une visite de l’ouvrage on établira unprogramme détaillé de l’inspection, avec la mentiondu personnel et du matériel nécessaires.

Accessibilité

L’accessibilité aux diverses parties de l’ouvrage doitêtre examinée. Pour l’examen visuel déjà, il est né-cessaire de disposer des meilleures conditions detravail possibles. Une véritable appréciation n’estpossible que lorsqu’on a réuni les conditions per-mettant d’accéder directement aux différents sec-teurs typiques de l’ouvrage.

Echelles, élévateurs, échafaudages, appareils di-vers, etc., ainsi que le personnel nécessaire pourl’emploi et le déplacement de ces engins, doiventêtre prévus.

Examen visuel

– Pas de mesures à prendre jusqu’à la prochaineinspection?

– Auscultations complémentaires nécessaires?– Mesures immédiates nécessaires?

Questions auxquelles l'examen visuel doit permettre derépondre

Assurer l'accès


63

Equipement

Une liste détaillée de l’équipement est indiquéedans l’exposé «Examen visuel» (➧ p. 24). En fonctiondes ouvrages cette liste peut être complétée, maisaussi réduite. Les images ci-contre illustrentquelques-uns des équipements les plus importantspour effectuer des mesures (double-mètre, chablonà fissures, loupe graduée, etc.) et pour les docu-ments de l’auscultation (procès-verbal, matérield’écriture, y compris craie de marquage, appareilphotographique avec flash, etc.). L’outillage per-mettant une première prise d’échantillons (ciseaux,massettes, etc.) ne doit pas être oublié. Sur la basedes premiers éléments issus de l’examen avec cematériel, on peut tirer des conclusions importantespour l’organisation d’une éventuelle étape ultérieu-re de l’auscultation.

Relevé

Une documentation bien préparée ne facilite passeulement l’exécution de l’auscultation, elle enaméliore également la qualité. Pendant l’exécutiondu travail, l’équipe sur place doit se concentrer surde nombreux détails, auxquels s’ajoutent, dans laplupart des cas, des contraintes physiques. De cefait, et si l’on ne dispose pas de check-lists exhaus-tives, des détails importants risquent facilementd’être oubliés. Pour la tenue du procès-verbal il exis-te de nombreux formulaires. Chacun a ses avan-tages et ses désavantages. L’encadré ci-dessouscontient, sous forme de mots clés, un exemple pourun procès-verbal sur l’état d’un ouvrage. Les ap-préciations seront si possible classées en fonctionde leurs urgences (par exemple en «points dou-teux» et «réparations urgentes»). Les documentsphotographiques constituent une part importantede la documentation. Il faut veiller à ce que lasituation de chaque prise de vue soit repérable, sipossible directement à partir de l’image (parexemple avec marquage au crayon gras sur l’ou-vrage, surimpression d’un écriteau, etc.).

Exemples d'équipement:Documentation, appareils de mesure, outillage

Voies de roulement Infrastructure Superstructure Superstructure

étanchéité pilier ACIER PIERRE NATURELLE ETrevêtement culée rouille BRIQUEdégât dû au gel drainage de culée peinture déformationbordure mur de soutènement membrure fissurebalustrade fondation boulon, rivet arrivée d’eaufixation de balustrade tassement de fondation soudure dégât dû au geltête de console appui fixe joint état du jointjoint de dilatation appui mobile BETON BOISévacuation des eaux conduite fissure étatjoint de chaussée coulisse écaillage pourriture

armature rouillée insecteconcrétion calcaire grosse fissurezone humide ventilation

Mots clés pour un procès-verbal sur l'état existant

PI-BAT2. Structures

64


L’endoscopie est un procédé d’auscultation utilisédepuis de nombreuses années en médecine. Le dé-veloppement des appareils a été poursuivi pour lesadapter aux exigences d’une utilisation dans lecadre de l’auscultation des ouvrages. L’applications’effectue sur l’ouvrage. Pour l’introduction de l’en-doscope, une légère atteinte à l’ouvrage est souventnécessaire (percement d’un trou de Ø 10 à 30 mm).

Domaine d'application

Grâce à l’endoscopie le professionnel peut exami-ner des cavités qui, sans cela, seraient inaccessiblesà la vue. Les renseignements sont en général obte-nus au moyen de photos ou de film vidéo pris parl’endoscope. Les domaines d’utilisation sont, parexemple: contrôles de câbles de précontrainte,détermination de la constitution des planchers enbois, appuis de poutres en bois dans les maçonne-ries, inspections derrière les revêtements de fa-çades, constats dans des conduites, etc.


L’endoscopie permet de visualiser l’intérieur d’unecavité. Les résultats obtenus sont des relevés pho-tographiques ou des films vidéo.


L’élément principal d’un endoscope est un tube ri-gide ou souple dans lequel est installé, à côté d’undispositif optique particulier, un conducteur de lu-mière. Ce tube est introduit dans la cavité par unaccès de petites dimensions (par exemple perce-ment de Ø 10 à 30 mm). La cavité est éclairée par leconducteur de lumière. L’observation est effectuéesoit directement par l’œil, soit par l’intermédiaired’un appareil photo ou d’une caméra vidéo fixée àl’endoscope. La direction d’observation peut êtremodifiée grâce à différents accessoires. Des endo-scopes spéciaux permettent d’effectuer desmesures, ainsi que le prélèvement d’échantillons dematériaux.

L’utilisation d’un trépied support est utile pour per-mettre une bonne appréciation.

Interprétation

L’interprétation correcte des images acquises grâceà l’endoscopie exige une grande expérience, car les

Endoscopie

Endoscope avec source de lumière froide

Endoscope en service (appareil avec tube souple)


65

images sont prises dans une perspective inhabi-tuelle à l’œil humain. L’image reçue ne représentequ’une portion très limitée de l’ensemble examiné.Pour ces différentes raisons l’utilisation de l’endo-scopie, sans entraînement particulier, présente ungrand risque de fautes d’interprétation.

Un procès-verbal précis d’une auscultation avecl’endoscope est très important pour permettre l’int-erprétation ultérieure et l’établissement d’un rap-port (bibl. 1).

Déroulement du travail

(Utilisation des appareils et coûts)

Une auscultation avec un endoscope ne peut êtreenvisagée qu’avec un professionnel familiariséavec la méthode. Une condition préalable impor-tante pour une telle auscultation réside dans unebonne capacité de représentation spatiale.

Dans un premier temps il faut déterminer les pointsd’auscultation sur la base des documents dispo-nibles, et préparer le cadre du procès-verbal. Le dia-mètre des trous d’accès doit être fixé en fonction del’endoscope utilisé. Les observations effectuées lorsde ces percements (résistance au percement, obs-tacles, etc.) doivent être relevées. Avant l’introduc-tion de l’endoscope les trous doivent être nettoyésavec un aspirateur industriel. Ces canaux de visitessont refermés lorsque l’inspection est terminée.

L’investissement pour un endoscope avec la sourcede lumière, représente environ Fr 5’000.– et plus(équipement complémentaire nécessaire, voir en-cadré). Par point de contrôle il faut compter environune heure de travail (en l’absence de difficultés par-ticulières).

Appréciation

L’endoscopie est une méthode de valeur fiable pourl’auscultation des cavités inaccessibles, avec un mi-nimum d’atteinte à l’ouvrage. La technique exigeune grande expérience et la durée de l’interventionest importante. L’avantage de la méthode apparaîtsurtout lorsque, sur la base de l’interprétation del’endoscopie, on peut renoncer à ouvrir les zones àobserver.

Bibliographie

1. Dzierzon M., Zull J.: Altbauten zerstörungsarmuntersuchen, Bauaufnahme, Holzuntersuchung,Mauerfeuchtigkeit; Rudolph Müller, Köln, 1990.

Exemple d'une vue prise par l'endoscope, câble de pré-contrainte libre dans sa gaine

– Endoscope avec source de lumière et accessoiresdivers

– Equipement de forage avec différentes mèches– Aspirateur industriel– Appareil photographique avec adaptateur, éventuel-

lement caméra vidéo avec adaptateur– Matériel annexe divers (marteau, règle graduée,

jauge graduée pour mesurer la profondeur des son-dages, câble, moyens d’éclairage, etc.

Equipement pour l'auscultation par endoscopie

PI-BAT2. Structures

66

Le plan de cette fiche technique ne suit pas le schémahabituel. La présente fiche technique donne quelquesindications élémentaires à respecter lors duprélèvement d’échantillons dans un ouvrage en bétonet pour le mandat à confier à un laboratoire. Cesconsidérations sont également valables pour d’autres

Généralités

Une condition indispensable à la préparation demesures de maintenance est la connaissance suffi-sante de l’état existant de l’ouvrage. Pour acquérirles données nécessaires sur la structure, sur la ré-sistance ainsi que sur les propriétés physiques etchimiques des matériaux, des essais de laboratoiresur des échantillons représentatifs sont néces-saires.

Nombre d’échantillons à prélever

L’emplacement, le nombre et les dimensions deséchantillons à prélever dépendent des objectifs del’auscultation. Ceux-ci doivent être fixés par l’ingé-nieur responsable et communiqués au laboratoired’essais, afin que toutes les auscultations soientconçues dans le sens souhaité par le mandant.

Il est utile de discuter au préalable avec lelaboratoire de l’emplacement, du nombre et desdimensions des échantillons. Pour les cas usuels onpeut se référer aux données de la tabelle ci-contre.

Emplacements des prélèvements

Le nombre des emplacements de prélèvements doitêtre défini de manière telle que les résultats soientreprésentatifs de l’ouvrage. Au minimum il fautprévoir trois emplacements de prélèvements parélément de construction (voir aussi «Préparation etinterprétation des mesures» ➧ p. 32).

Description et désignation des échantillons

Pour chaque prélèvement de carottes, l’emplace-ment et l’orientation de la carotte doivent être rele-vés et notés. Ces renseignements ont une impor-tance capitale pour toutes les recherches ultérieures.La direction du carottage sera marquée sur la ca-rotte, immédiatement lors du prélèvement, avecune flèche ou une marque. Ces données seront en-registrées dans un procès-verbal de prélèvement(voir exemple). Le procès-verbal comportera égale-ment toutes les observations possibles à l’œil nu quiconstitueront une source d’informations importan-te pour l’appréciation de l’état de l’ouvrage.Les ob-servations faites peuvent également être présentéessous forme de tableau (check-list: voir encadré).

Prélèvement d’échantillons mandat de laboratoire

Date: Mandat: Partie de l’ouvrage:

Carotte: Diamètre, longueurextraction du noyau (%), fissures

Béton: Granulats 0/pores, cavités Ø, nids de gravier

Armatures: Acier Ø, corrosionRemarques particulières

Check-list pour la désignation des échantillons

Auscultation Critères pour les Echantillonsprélèvements (carottes)

Carottes EchantillonsØ 50 mm découpés

Résistance à – longueur > 60 mm xla compression – pas d'armature ou

autre incorporé

Essai brésilien – longueur > 40 mm x

Adhérence – Ø 50 mm ou 100 mm x– long. min. 1.5 dimension

maximale des agrégats

Résistance à la – longueur > 3 fois le diamètre xflexion ou

prisme

Teneur en – longueur > 20 mm (par x xchlorures couche)Teneur en sulfates normalement env. 50 mm

Porosité – longueur > 50 mm x 1 morceau(AV'A5S) (> 500 g)

Résistance au gel – longueur > 100 mm x(méthode TfB) – pas d'armature selon norme

– 2 échantillonsexceptionnellement– longueur > 60 mm– pas d'armature– 2 échantillons

Résistance aux – comme résistance au gel xsels de déverglaçage

Lame mince – longueur > 40 mm x xanalyse de lastructure

Diffusion de – épaisseur de mortier devapeur 10 à 15 mm x

– 2 échantillons par essai

Coefficient – Ø 100 mm xd'absorption d'eau – longueur > 40 mm

1. A partir d'échantillons de plus grandes dimensions il est possible, au laboratoire,d'extraire les éprouvettes aux dimensions voulues, par forage ou découpage (sciediamantée).

2. La détermination de la profondeur de carbonatation avec une méthode avecindicateur peut être exécutée sur chaque échantillon, qui reste par ailleursdisponible pour d'autres essais.

Exigences pour les échantillons


67

Chaque mandat doit faire l’objet d’une confirmation écrite qui comprendra notamment:

– Mandant – Informations relatives à un éventuel échelonnement– Responsable (ingénieur, architecte) de l’auscultation (décisions intermédiaires)– Ouvrage: description générale, âge – Contenu du rapport demandé:– Objectifs de l’auscultation • Procès–verbaux des mesures– Caractéristiques à tester (valeurs cherchées) • Commentaires des résultats en fonction du– Nombre de mesures isolées problème et de l'ouvrage– Répartition des essais par échantillons (carottes) • Rapport complet avec les mesures in situ, les

résultats• Rapport complet avec les mesures in situ, les

résultats du laboratoire et les commentaires

Exemple d'un procès-verbal de prélèvement

Mandat au laboratoire d’essais

PI-BAT2. Structures

68


– n’est pas normalisé en Suisse (DIN 1048, ASTMC 805–85, ÖNORM B 3303)

– quasiment sans atteinte à l’ouvrage (polissage dela surface)

– le scléromètre est de loin le moyen auxiliaire nondestructif le plus utilisé pour déterminer sur placela résistance à la compression du béton d’unouvrage existant

Domained'application

Essai de la résistance à la compression ou de l’ho-mogénéité d’éléments de construction achevés (parexemple préfabrication) et d’ouvrages en béton ouen mortier.


Le scléromètre permet de mesurer la «dureté de re-bondissement» de la surface du béton. De cette me-sure on peut déduire la résistance à la compressiondu béton. Il faut cependant être conscient que seulela couche à proximité de la surface est testée.


Lors de l’essai on applique un percuteur contre lasurface à tester. La pression exercée sur ce percu-teur libère automatiquement un marteau qui estprojeté contre le percuteur par un ressort. Après lapercussion, le marteau rebondit d’une certaine dis-tance. Cette distance peut être lue sur une échellegraduée.

Interprétation

De la distance de rebondissement, grâce à descourbes d’étalonnage (qui sont livrées avec l’appa-reil), on peut déduire la résistance à la compressiondu béton ou du mortier. Les courbes d’étalonnagesont établies à l’aide de cubes d’essai, sur lesquelson exécute une mesure de la résistance à la com-pression en même temps que l’essai au scléro-mètre. Pour l’interprétation il faut tenir compte dela direction de l’essai. De nouveaux appareilspermettent une évaluation électronique ainsi quel’enregistrement des mesures. L’état de surface dubéton au point de mesure, ainsi que celui de la struc-ture du béton dans la zone proche de la surface(agrégat de grandes dimensions!), influencent lesrésultats. Afin d’obtenir une valeur représentative il

Scléromètre à béton (scléromètre Schmidt)

Scléromètre. modèle simple

Scléromètre, modèle avec indicateur et interprétationélectronique


69

faut donc exécuter plusieurs mesures dans unrayon limité. Pour l’évaluation on calcule la moyen-ne des valeurs mesurées, après élimination des va-leurs extrêmes.

La condition préalable pour l’obtention de résultatsfiables est un contrôle régulier du fonctionnementde l’appareil avec une enclume d’essai fournie parle fabricant.

Un étalonnage complémentaire, à partir de cubesd’essai fabriqués avec le même béton, est recom-mandé.

Déroulement du travail(Utilisation des appareils et coûts)

Le scléromètre peut être utilisé par tous les profes-sionnels familiarisés avec cette application.

La surface à tester est préparée avec une meule, desorte que la structure normale du béton soit mise àjour. Pour les vieux bétons, la couche superficiellecarbonatée doit être enlevée. De la valeur moyenned’environ 10 mesures on peut déduire, grâce au dia-gramme d’étalonnage et en tenant compte de la di-rection de l’appareil, la résistance à la compressionsur cubes.

Le coût pour un scléromètre complet (y compris en-clume d’essai) est d’environ Fr. 1’500.– (appareilavec lecture simple) à Fr. 7’000.– (appareil avecindicateur et interprétation électroniques).

Appréciation

L’essai avec le scléromètre fournit des informationssur la qualité à proximité de la surface. Du fait de lacarbonatation, des agents atmosphériques ou dedéfauts d’exécution, il peut exister des distorsionsimportantes avec la qualité à l’intérieur de l’élémentde construction.

Il est recommandé de comparer les résistancesobtenues par le scléromètre avec des mesures surcarottes (mesure de la résistance à la compressionen laboratoire).

Le scléromètre peut être considéré comme unmoyen simple pour apprécier sommairement la ré-sistance à la compression des bétons. L’essai donneune idée assez satisfaisante de l’homogénéité de laqualité du béton d’un élément d’ouvrage.

Bibliographie

1. Gaede K., Schmidt P.: Rückprallprüfung vonBeton mit dichtem Gefüge; SchriftenreiheDAfStB, Heft 158, 1964.

2. Proceq, Zürich: Documentation.

Mise en œuvre du scléromètre

PI-BAT2. Structures

70


– n’est pas normalisé– non destructif, à l’exception de la détermination

du diamètre des armatures ou de la vérificationde l’enrobage mesuré, qui exigent le dénude-ment local de l’armature ou un sondage parforage

– l’essai est exécuté sur l’ouvrage– l’enrobage des armatures peut également être

déterminé avec d’autres procédés (thermogra-phie par induction, géoradar)


Constat de la position d’éléments métalliques, enparticulier des armatures d’éléments de construc-tion en béton armé. Mesure de l’enrobage autourd’incorporés métalliques. De nouveaux appareilspermettent, dans certaines conditions, de détermi-ner le diamètre des armatures.


On mesure la variation d’un champ magnétique,produit artificiellement, lors du déplacement de lasonde de mesure sur la surface du béton. De ces ob-servations on peut déduire, en premier lieu la posi-tion des armatures et en second lieu l’enrobage deces armatures.


L’appareil le plus utilisé en Suisse est basé sur unprocessus de mesure d’induction par une bobine.On produit ainsi, à partir de la sonde de mesure, unchamp magnétique alternatif. Les objets métal-liques ont la propriété d’influencer ce champ de me-sure. L’importance de cette action est fonction de lamasse de l’objet métallique (ø de l’armature) et dela distance par rapport à la sonde de mesure (enro-bage). La mesure est influencée en premier par l’im-portance des objets métalliques, donc par le dia-mètre et le nombre de barres d’armature. Auxpoints de croisement des armatures, ou lorsquecelles-ci sont très serrées, le résultat n’est plus sa-tisfaisant. La personne qui effectue la mesure exer-ce également une influence sur les résultats. Dansla bibliographie, réf. 1, une étude détaillée présenteles différents facteurs d’influence agissant sur di-vers appareils.

Mesure de l’enrobage desarmatures (béton armé)

Appareil pour la mesure de l'enrobage

Principe de mesure avec une bobine simple


71

Interprétation

Avec les nouveaux appareils, le processus de me-sure a été fortement simplifié. En introduisant le dia-mètre de la barre d’armature et en positionnant cor-rectement la sonde, on peut lire directementl’épaisseur de l’enrobage sur l’indicateur de l’appa-reil. Le mode d’emploi et le procédé de mesure del’appareil utilisé doivent être strictement respectés.L’appareil doit également être régulièrement testéet étalonné. Les variations, lors de mesures decontrôle, sont faibles.

Il est indispensable de vérifier par piquage ou fora-ge, à des emplacements déterminés (par exempleaux points de mesures extrêmes), les épaisseursd’enrobage mesurées avec l’appareil.


Les appareils décrits ici peuvent être utilisés par unepersonne correctement instruite et exercée.

Les appareils sont alimentés par une batterie. Unealimentation électrique extérieure n’est donc pasnécessaire.

Il n’y a pas de limites d’utilisation.

Le schéma du travail varie d’un appareil à l’autre.En général on commence, lors d’une premièrephase du travail, par relever le réseau des barresd’armature. Ensuite, dans une seconde étape, onmesure l’enrobage.

Le coût de l’équipement est de Fr. 3’000.– àFr. 5’000.–.

Appréciation

L’appareil le plus utilisé en Suisse (Profometer) per-met une mesure relativement exacte de l’enrobagelorsque le diamètre de l’armature est connu, et pourautant que le mode d’emploi soit respecté. Les ré-sultats doivent cependant être vérifiés sur deséchantillons, par piquage ou forage. Lorsque le dia-mètre des armatures n’est pas connu, la fiabilité estdiminuée.

Bibliographie

1. Schaab A. et al.: Die zerstörungsfreie Prüfung derBetondeckung der Bewehrung, Beton- undStahlbetonbau, 1989, S. 275–279 u. S. 324–327.

2. Proceq, Zürich: Documentation Profometer.

Appareillage en fonction

PI-BAT2. Structures

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– n’est pas normalisé en Suisse– non destructif– essai exécuté sur l’ouvrage


Le procédé peut être utilisé pour déterminer l’ab-sorption d’eau de la surface d’éléments en béton,d’enduits ou de maçonneries.


La capacité d’absorption d’eau mesurée d’une sur-face donne des indications sur la porosité et sur ladurabilité de l’élément.


Le principe de mesurage est basé sur la correspon-dance qui existe entre la quantité d’eau absorbéepar une surface déterminée pendant une unité detemps donnée, et la porosité ou la capacité d’ab-sorption d’un matériau.

Interprétation

Pour l’interprétation, le fournisseur du tube de me-sure met à disposition des tabelles, à partir des-quelles on peut déduire quelle absorption d’eaupeut être tolérée sans risque de dégradations ulté-rieures.

Le résultat de la mesure est influencé en particulierpar le mouillage éventuel de la surface avant l’essai.L’auscultation ne donne un résultat valable que trèslocalement.


La méthode peut être utilisée par un professionnelexercé. Des connaissances préalables particulièresne sont pas nécessaires.

Le tube est collé sur la surface à tester et remplid’eau. Le diamètre du tube doit être adapté à la di-mension maximale des granulats utilisés pour laconfection du béton. L’interprétation est effectuée àpartir de l’observation de la perte d’eau par unité de

Essai d’absorption d’eau selonKarstens (béton / maçonnerie)

Tubes pour l'essai d'absorption d'eau selon Karstens


73

temps. Lors de l’essai les températures de l’eau etde l’air doivent être notées.

Des fonds trop poreux ou trop irréguliers limitentles possibilités d’utilisation de la méthode. Lestubes coûtent environ Fr. 25.– pièce. Ils peuvent êtreutilisés plusieurs fois.

Appréciation

Le procédé est adéquat pour mesurer la capacitéd’absorption d’une couche de fond, ainsi que pourcontrôler l’efficacité d’un traitement d’hydrofuga-tion (par exemple par la mesure avant et après letraitement). Le résultat est limité à la surface. Lors-qu’il y a des fissures, leurs dimensions peuvent êtreévaluées en fonction de la quantité d’eau absorbée.

Il s’agit d’un procédé économique, mais deprécision limitée.

Bibliographie

1. Karstens R.: Bauchemie für Studium und Praxis;Lüdecke Verlagsgesellschaft, 7. Auflage, 1983.

PI-BAT2. Structures

74


– n’est pas normalisé en Suisse– le procédé entraîne une dégradation de la surface


Le procédé permet de tirer des conclusions sur larésistance à la traction du matériau testé (béton,mortier), ou sur l’adhérence de couches rapportées.


Le procédé détermine la force nécessaire pour l’ar-rachement d’une plaque d’essai collée sur la surfa-ce. De cette force d’arrachement on peut déduire larésistance à la traction ou la force d’adhérence.


Le principe de mesurage est extrêmement simple.Une plaque d’acier collée sur la surface à tester esttirée perpendiculairement à la surface par l’appareild’essai. La zone à tester est isolée de la surface parl’amorce d’un carottage. La force d’arrachement estmesurée.

Il est important que l’axe de la plaque d’essai soitbien perpendiculaire à la surface et que la plaquesoit bien tirée dans la direction de son axe. Lecarottage qui délimite la surface à tester doit êtreexécuté avec un appareil bien fixé afin de ne pasendommager la surface qui doit être testée.

Lorsque la surface à tester est revêtue, il fauts’assurer que la colle utilisée pour fixer la plaqued’essai est compatible avec le revêtement. Dans lecas contraire les résultats seraient faussés. Denouvelles recherches (bibl. 2) montrent que lesrésultats dépendent de l’humidité du béton.

Interprétation

De la force d’arrachement mesurée on peut, par uncalcul simple, trouver la contrainte de traction àl’arrachement. A part la force d’arrachement il estégalement important, pour l’interprétation, derelever l’emplacement de la section de rupture etl’aspect de cette surface (rupture entre les couches,ruptures d’agrégats, rupture de la matriced’enrobage, etc.).

Le résultat de la mesure est ainsi disponible sansautre interprétation.

Essai d’arrachement (béton / maçonnerie)

Appareillage pour l'essai d'arrachement


75

La dispersion des résultats d’essais d’arrachementà différents endroits de l’ouvrage est relativementgrande, car la résistance à la traction d’un béton oud’un mortier peut varier considérablement. Des me-sures isolées n’ont qu’une valeur très limitée.


L’essai doit être conduit très soigneusement, car lesconditions d’exécution peuvent avoir une trèsgrande influence sur les résultats. De ce fait,l’utilisateur de l’appareil doit en avoir l’expérience.Avant de coller la plaque d’essai, la surface à testerdoit être nettoyée et délimitée par une amorce decarottage (profondeur environ 30 mm). La plaqued’essai, d’épaisseur suffisante (hauteur > moitié dudiamètre du carottage), est collée sur la surface.Avec un dispositif adéquat, après durcissement dela colle, la plaque est tirée perpendiculairement à lasurface et on mesure la force nécessaire àl’arrachement.

L’équipement nécessaire pour l’essai d’arrache-ment coûte de Fr. 5’000.– à Fr. 7’000.– (sansl’installation de carottage). Pour l’exécution d’unessai, y compris la préparation, il faut compterenviron 0.5 h (sans la durée du durcissement de lacolle).

Appréciation

L’essai d’arrachement est généralement reconnucomme valable pour mesurer l’adhérence entredifférentes couches (également pour des revête-ments). Des valeurs isolées n’ont qu’une significa-tion limitée. L’exécution soignée de l’essai est unecondition préalable à l’obtention de résultatsreprésentatifs.

Le coût pour l’exécution de l’essai sur place est fré-quemment aussi élevé que celui du prélèvement decarottes avec mesure en laboratoire de la résistan-ce à la traction. Le résultat de l’essai d’arrachementa cependant l’avantage d’être immédiatementdisponible.

Sur des surfaces irrégulières et par temps froid,l’exécution de cet essai est rendue plus difficile.L’emplacement de la section de rupture et l’aspectde la surface de rupture doivent être relevés encomplément de la force d’arrachement.

Bibliographie

1. Proceq, Zürich: Documentation.2. Heidrich G. et al.: Einflüsse auf die Ergebnisse

von Haftzugprüfungen; Bautenschutz + Bausa-nierung 13 (1990), S. 31-33.

Essai d'arrachement in situ

PI-BAT2. Structures

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– n’est pas normalisé– non destructif (les raccords aux armatures et les

éventuelles fenêtres de contrôle pourl’étalonnage de l’interprétation provoquent desatteintes locales à l’ouvrage)

– essai exécuté sur l’ouvrage– possibilité de contrôle couvrant une surface

entière


Le procédé est utilisé dans le cadre de lasurveillance, de la planification, de l’entretien et ducontrôle de la qualité d’ouvrages en béton (parexemple: ponts, murs de soutènement, tunnels,immeubles, etc.). Il existe deux procédés, la mesureponctuelle et la mesure du champ de potentiel.

Le procédé bien connu de mesures ponctuelles, quin’entraîne qu’une dépense limitée pour lesmesures, fournit des renseignements localisés surles zones corrodées. Par contre il ne permetgénéralement pas d’obtenir une représentation duchamp de potentiel.

La mesure du champ de potentiel, à partir d’unquadrillage de mesure à petites mailles, permet lamesure du champ de potentiel et sa représentation.


Pour la mesure du potentiel, on mesure le potentielélectrochimique de corrosion à la surface du béton.Les aciers corrodés se distinguent de ceux qui sontintacts, enrobés dans un béton alcalin et exempt dechlorures, par une différence de potentiel négativede plusieurs 100 mV. Par la détection des diffé-rences de potentiel à la surface du béton, on peutdéceler les zones où les armatures sont corrodées.

Les résultats bruts des mesures doivent être inter-prétés. Cela exige la compétence d’un profession-nel.


Une électrode de référence, avec un potentiel connuet constant, est mise en contact sur les points à me-surer par l’intermédiaire d’une éponge humide. Elleest par ailleurs reliée à l’armature par un voltmètrede valeur ohmique élevée. Le pôle à basse compo-sante ohmique est relié à l’armature dégagée et dé-

Mesure de potentiel(béton armé et précontraint)

Appareillage pour la mesure de potentiel

Principe de la mesure de potentiel


77

nudée. Les mesures, très nombreuses, sont traitéesavec un programme d’ordinateur et présentéessous forme graphique.

Interprétation

Différents facteurs peuvent influencer le potentieldans le béton (par exemple: enrobage des arma-tures, teneur en eau du béton, fissures, etc.). De cefait il n’y a pas de valeurs de référence précises. Unecomparaison relative des potentiels mesurés surune surface, en tenant compte des facteurs d’in-fluence, peut être considérée comme étant l’indica-teur le plus utile sur les zones corrodées. L’ouver-ture de fenêtres de contrôles, en parallèle auxmesures de potentiel, permet un étalonnage et l’in-terprétation des mesures.

L’interprétation, effectuée par des spécialistes, four-nit des renseignements sur la zone mesurée. Cesrenseignements sont surtout qualitatifs, mais aussien partie quantitatifs:– position et importance des zones corrodées;– état de corrosion des armatures;– présence de chlorures dans le béton.


L’exécution des mesures et leur interprétation nepeuvent être réalisées que par un spécialiste expé-rimenté. Les surfaces à mesurer doivent êtreaccessibles, que ce soit directement ou avec unélévateur, ou un échafaudage mobile, ou encorepour les ponts, avec un équipement mobile pouraccéder par dessous.

Des couches isolantes à l’électricité (revêtements,étanchéités, etc.), ou un film d’eau sur la surface,gênent ou empêchent la mesure.

L’interprétation des résultats des mesures, saufdans le cas de mesures très nombreuses, peut êtrefaite directement sur place.

Pour la mesure et l’interprétation, il faut compteravec un coût de Fr. 10.– à 30.– le m2, ce coût estfonction de l’accessibilité, de la géométrie de lasurface ainsi que du type de mesure.

Appréciation

La mesure de potentiel est bien appropriée pour dé-tecter rapidement, de manière non destructive, lesarmatures corrodées. Elle s’applique pour le relevéen temps opportun des défauts, pour l’appréciationde l’importance de ces défauts (mesure ponctuelle)et pour la localisation exacte des zones corrodées

(mesure du champ de potentiel). Il est aussi possibled’obtenir des données relatives à la présence dechlorures (épaisseur du béton à démolir).

Les résultats de mesures ponctuelles sont aussiutiles pour la détermination des emplacements decarottages et d’ouverture de fenêtres d’observation.Les mesures ponctuelles doivent être exécutées enfonction de l’examen visuel.

Bibliographie

1. Elsener B., Böhni H.: Elektrochemische Untersu-chung der Korrosion von Armierungsstahl imBeton; Schweizer Ingenieur und Architekt Heft14, 1984, S. 264-269.

2. Elsener B., Böhni H.: Lokalisierung von Korro-sion im Stahlbeton; Schweizer Ingenieur undArchitect, Heft 19, 1987, S. 528-533.

3. Hunkeler F.: Die Potentialmessung als Mittel derBauwerksinspektion am Beispiel von Brücken-platten; Schweizer Ingenieur und ArchitektHeft 12, 1991, S. 272-278.

Extrait de la représentation graphique d'un champ de po-tentiel

PI-BAT2. Structures

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– n’est pas normalisé– non destructif– le procédé présenté utilise un appareillage de

mesure qui par bien des aspects importants estencore en cours de développement


Mesure de la résistivité électrique du béton, à la sur-face d’éléments de construction ou d’ouvrages enbéton, mortier ou maçonnerie.


Résistivité ou conductivité électrique des bétons,mortiers ou maçonneries, comme caractéristiquereprésentative de l’humidité (porosité) ou du risquede corrosion pour les armatures.


Pour l’essai on mesure la chute de tension entredeux électrodes (B,C) dans un champ électrique(A,D). En fonction de la distance entre les électrodeson calcule la résistivité spécifique.

La mesure serait faussée par la présence d’unebarre d’armature épaisse située à proximité de lasurface. Cette influence peut être évitée en tournantl’appareil de 90°.

Interprétation

A l’aide de plusieurs mesures sur le même élémentde construction, on peut déterminer qualitative-ment les zones où l’humidité est la plus élevée(= plus grand risque de corrosion). Le résultat ab-solu des mesures reflète l’humidité, la porosité (fac-teur E/C, âge du béton, etc.) et la teneur en ions, ainsique toute une série de facteurs qui agissent tousdans le sens d’un risque aggravé de corrosion pourl’armature. Le résultat des mesures est directementlisible sur l’appareil, ce qui permet d’effectuer l’essaitrès rapidement.

La dispersion des résultats, en cas de répétition desmesures, est de l’ordre de 20 à 30%. Les différencesde conductibilité des diverses qualités de bétonaugmentent cependant cet ordre de grandeur! Ledanger d’une fausse interprétation existe lorsqu’onest en présence d’une couche de revêtement nondécelée ou lorsque les couches proches de la sur-face sont lamellées.

Mesure de résistivité électrique(béton / mortier / maçonnerie)

Equipement pour la mesure de la résistivité électrique

Principe de mesure


79


L’appareil de mesure peut être exploité par un pro-fessionnel formé à son utilisation. L’interprétationdes résultats exige de l’expérience ainsi qu’unebonne compréhension des différents facteurs quiinfluent sur la conductibilité du béton.

L’énergie nécessaire est fournie par une batterie.Pour la mesure, les quatre électrodes sont presséescontre la surface du béton. Les résultats sont relevéset peuvent être repris ultérieurement à l’aide del’ordinateur.

Lors de l’essai la surface doit être exempte de flaqued’eau. Il n’y a pas de restriction pour l’application decette méthode.

Le coût de l’équipement complet présenté est del’ordre de Fr. 11’000.–.

Appréciation

La méthode de mesure représente un complémentintéressant à la mesure de potentiel par électrodeunique. Elle peut aussi être utilisée dans d’autresdomaines particuliers.

Les résultats sont immédiatement disponibles(lorsque le recouvrement est homogène). D’autresessais simultanés ne sont pas nécessaires pour per-mettre une meilleure interprétation, mais ils peu-vent être souhaitables (essais sur carottes). Comptetenu des informations acquises, la dépense estfaible.

Bibliographie

1. Elsener B.: Elektrische Leitfähigkeit und lonen-migration im Beton; SIA-Dokumentation D 065,Elektrochemische Schutzverfahren für Stahlbe-tonbauwerke, 1990.

2. Millard et al.: Assessing the electrical resistivityof concrete structures for corrosion durabilitystudies, Corrosion of Reinforcement in Concrete,Publ. Elsevier Applied Science, 1990, p. 303-313.

3. Colebrand: Resistivity Logger; Documentation,APRO International SA, Rolle.

Appareillage en fonction

PI-BAT2. Structures

80


L’appareil pour cette technique d’auscultation estd’abord employé comme appareillage accessoirelors de l’injection des gaines des câbles de précon-trainte. Il peut cependant également être utilisé pourvérifier le remplissage des gaines de précontrainteet pour déterminer l’importance de cavités. La com-munication avec la gaine est réalisée par forage.


Avant tout pour déterminer la présence de cavitésdans les gaines de câbles de précontrainte.


Détermination de l’importance des cavités dans lesgaines de précontrainte. Cette information est né-cessaire pour la préparation de la quantité adéquatede mortier d’injection.

Principe de mesurage / Interprétation

L’appareil mesure la quantité d’air aspirée dans lacavité et détermine ainsi sa grandeur (en litres).

La condition pour l’engagement de cet appareil estque la cavité soit fermée et étanche.


Pour l’application du procédé par vacuum, il faut unappareillage spécial dont ne disposent que quel-ques entreprises spécialisées (techniques d’injec-tion).

Pour le forage jusqu’à la gaine de précontrainte, onutilise une carotteuse avec arrêt automatique (lamachine s’arrête automatiquement lorsque lacouronne vient en contact avec du métal). Aprèspercement de la gaine, un examen est effectué avecl’endoscope. Si une cavité est décelée on fixe untuyau d’injection. L’appareil vacuum peut alors yêtre fixé, avec la pompe à vide. L’appareil de mesuredu volume est placé entre la cavité et la pompevacuum. Il mesure le volume d’air aspiré dans lacavité.

Méthode vacuum (béton précontraint)

Pompe vacuum avec appareillage pour la mesure du vo-lume aspiré

Principe de la méthode vacuum pour la mesure des ca-vités


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Appréciation

L’appareil est adéquat pour déterminer le volumede cavités fermées et étanches. Le volume de lacavité peut être lu directement sur l’appareil. Levolume (connu) du tuyau de liaison entre la gaineet l’appareil de mesure doit être déduit. Des étudestrès complètes (voir bibl. 3) ont été exécutées sur laprécision du procédé. La précision est relativementmauvaise pour les petites cavités (écart d’environ50% pour une cavité de 1 litre). Elle est bienmeilleure pour les cavités plus importantes (environ10% pour une cavité de 10 litres). Les recherches ontété effectuées par comparaison avec les quantitésde mortier utilisées pour l’injection subséquente.

Bibliographie

1. Lange H.: Das Vakuumverfahren, eine neueMethode zum Injizieren von Spanngliedern;VII.FIP-Kongress, New York, 1974.

2. Kordina K,, Osterroth H.H.: Zum nachträglichenVerpressen schwer zugänglicher Spannglieder;Bauingenieur 62 (1987), S. 159-164.

3. Jungwirth D. et al.: Dauerhafte Betonbauwerke(S. 51f); Beton-Verlag, Düsseldorf, 1986.

4. VSL-Betonexpert, Wallisellen/Bern: Documenta-tion.

PI-BAT2. Structures

82


– n’est pas normalisé– non destructif (le prélèvement de carottes, pour

la vérification de l’interprétation, provoque undommage local à l’ouvrage)

– essai exécuté sur l’ouvrage– essai nécessitant peu de temps– perturbations limitées du trafic lors de contrôles

d’ouvrages du réseau routier– la thermographie infrarouge est appliquée

depuis longtemps pour le contrôle de l’isolationthermique des bâtiments. Son application a étéétendue à la recherche des défauts des réseauxélectriques et dans la construction des machines.


– Recherches en grandes surfaces sur des élé-ments de béton, béton armé, maçonnerie, etc.,(par exemple: revêtements de tunnels, tabliers deponts, etc.).

– L’accessibilité n’est nécessaire que sur une facede l’élément de construction.


– Répartition des températures à la surface d’unélément de construction (informations sur lessurfaces).

– Informations, à partir de la répartition des tem-pératures, sur l’humidité et sur la présence de dé-fauts (par exemple de cavités) dans le matériau.


La thermographie infrarouge est un procédé d’in-vestigation optique dans le domaine du rayonne-ment thermique invisible à l’œil humain, c’est-à-diredans le rayonnement infrarouge (longueur d’ondesde 0.75 µm à 800 µm). Le relevé est effectué avecune caméra spéciale ou avec un scanner. Le relevéau scanner permet de préparer et de traiter auto-matiquement les dessins. Le résultat de l’ausculta-tion est une image de la répartition des tempéra-tures à la surface de l’ouvrage. La température dela surface étant variable avec la conductibilité ther-mique du matériau, et celle-ci étant en particulierfortement influencée par la teneur en eau, on peuten tirer différentes déductions. L’existence d’unedifférence de température entre l’ouvrage et l’airambiant est une condition préalable indispensable.Les résultats peuvent être influencés par des revê-

Thermographie infrarouge(béton armé / maçonnerie)

Véhicule de mesure en cours d'enregistrement sur unpont

Principe de l'auscultation d'une chaussée de pont parthermographie infrarouge


83

tements de surface et par des perturbations ther-miques (par exemple dégagement de chaleur demoteurs et de véhicules!).

Interprétation

L’interprétation de la répartition des températuressuperficielles permet de tirer des conclusions surl’humidité et sur d’éventuels défauts à proximité dela surface. L’interprétation exige de l’expérience dela part du spécialiste. Un «étalonnage», à partir decarottes prélevées en parallèle, augmente la fiabilitéde l’interprétation. Lorsque le procédé est appliquéavec soin, la reproductibilité des contrôles estrelativement bonne. L’interprétation des résultatsest la principale source de difficultés du procédé. Unrelevé synchronisé avec un scanner optique facilitel’interprétation.


– L’exécution de l’auscultation n’est possible quepar un spécialiste expérimenté et avec unéquipement adéquat.

– Les surfaces à mesurer doivent être accessiblessur une face. Des recherches sur de grandessurfaces sont en général effectuées avec unscanner monté sur un véhicule (voir illustration).

– Dans la plupart des cas les mesures sonteffectuées de nuit (afin de supprimer l’influencedu rayonnement solaire).

– L’essai est rapide, les contrôles sur des ouvragesroutiers ne perturbent que faiblement lacirculation.

– Coût: environ Fr. 8.– à 20.– le m2.

Appréciation

La thermographie infrarouge est actuellementconsidérée comme étant d’intérêt pratique limité.Elle est toutefois adéquate, dans certains cas, pourun premier examen de grandes surfaces. Elle est ap-propriée pour suivre l’évolution de l’état d’un ou-vrage (par comparaison de relevés successifs). Pouratteindre une utilisation maximale, des développe-ments de la méthode sont encore nécessaires (amé-lioration de la précision des mesures, éliminationdes influences perturbant les mesures, etc.).

Bibliographie

1. Bosset de C.: Méthodes combinées pourl’auscultation des ouvrages; Mitteilungen Nr.118 der Schweizerischen Gesellschaft für Boden-und Felsmechanik, Zürich, 1988.

2. Boscomer Services SA, Neuchâtel: Le scanneroptique, principes et application; Documenta-tion.

3. Amberg R.: Thermographische Aufnahmever-fahren zur Erkennung des Zustandes von Tun-nelauskleidungen; Symposium «Sanierung vonTunnelbauwerken», 3.1987, TU München, Son-derheft der Zeitschrift Tunnel, März 1987, S. 14ff.

4. Köppel D.: Infrarot-Messtechnik und Bauther-mographie; Bauingenieur 62 (1987), S. 67ff.

Résultat d'un enregistrement au scanner infrarouge surun tablier de pont

PI-BAT2. Structures

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– n’est pas normalisé– non destructif (le prélèvement de carottes, pour

la vérification de l’interprétation, provoque uneatteinte locale à l’ouvrage)

– essai exécuté sur l’ouvrage– essai rapide– perturbations limitées du trafic lors de contrôles

d’ouvrages du réseau routier– le géoradar est utilisé depuis longtemps en

géophysique pour la reconnaissance descouches proches de la surface (entre autres pourla localisation de conduites). Depuis quelquesannées de gros efforts sont déployés pourdévelopper ses possibilités d’application dans lesecteur de la construction.


Des applications sont possibles pour des élémentsde construction de grande surface, en béton, bétonarmé et maçonnerie (briques, pierres naturelles),comme par exemple: tabliers de ponts, revêtementsde tunnels, murs de soutènement, routes en béton,etc. L’accès n’est nécessaire que sur une face del’élément de construction.


La recherche livre une image de l’impulsion élec-tromagnétique réfléchie à la limite de différentescouches. Les couches se différencient en fonctionde leurs caractéristiques diélectriques. L’interpréta-tion des mesures permet des déductions sur les in-homogénéités dans le matériau (cavités, présenced’incorporés métalliques, conduites, couches li-mites, etc.). Les mesures s’effectuent selon uneligne; on obtient des résultats sous forme de profils.


Un émetteur génère une courte impulsion électro-magnétique, dans une direction déterminée, à tra-vers le matériau à examiner. Le récepteur transmetles impulsions réfléchies, pour les stocker sur unebande magnétique. La fréquence utilisée(100 à 1000MHz) est fixée en fonction de la résolution souhaitéeet de la profondeur à pénétrer.

Géoradar (béton armé / maçonnerie)

Appareil géoradar

Géoradar en fonction

Principe de mesure du géoradar


85

Interprétation

L’interprétation des résultats s’effectue en deuxétapes. Dans une première étape les échos captéssont traités à l’aide de programmes d’ordinateurs.Ce n’est que dans une deuxième étape quel’interprétation est effectuée par des spécialistesexpérimentés. L’«étalonnage», avec des carottesprélevées dans l’ouvrage, effectué en parallèle avecl’examen au géoradar, est très utile à l’interpréta-tion. L’auscultation permet de tirer des conclusionssur d’éventuels défauts (cavités, grosses fissures,variations d’épaisseur), sur des différencesd’humidité (zones humides), ainsi que sur laprésence d’incorporés métalliques (par exempleposition et emplacement d’armatures).


– L’exécution de l’auscultation et l’interprétation nesont possibles que par des spécialistes dûmentformés et équipés.

– Les surfaces à contrôler doivent être accessibles.L’instrument de mesure (antenne avec liaison parcâble à l’enregistreur) peut être monté sur uncamion à nacelle.

– L’auscultation proprement dite ne demande quepeu de temps. Pour les ouvrages routiers lesentraves à la circulation sont réduites.

– Des revêtements métalliques empêchentl’auscultation. Des surfaces humides rendentl’auscultation plus difficile.

– Coût: il faut compter avec plus de Fr. 5’000.– parcampagne (Fr. 6.– à 30.– le m2 en fonction de ladensité souhaitée des profils de mesure et dunombre des paramètres d’interprétation).

Appréciation

La méthode du géoradar n’est pas encore suffi-samment au point pour des contrôles de routine desouvrages. Lorsque la méthode sera au point ellepourra être appliquée en combinaison avec d’autresméthodes (par exemple thermographie infrarouge)pour des recherches préliminaires sur de grandessurfaces (par exemple tabliers de ponts, revête-ments de tunnels, etc.). Une amélioration de la fia-bilité de l’interprétation, ainsi qu’une diminution dutemps nécessaire pour cette interprétation, sont lesaméliorations indispensables qui doivent être réali-sées. Les techniques modernes d’analyse électro-nique des images joueront un rôle primordial dansces développements.

Bibliographie

1. Bosset de C.: Méthodes combinées pourl’auscultation des ouvrages; Mitteilungen Nr.118 der Schweizerischen Gesellschaft für Boden-und Felsmechanik, Zürich, 1988.

2. Boscomer Services SA, Neuchâtel: Géoradar,Principe et application, Documentation, 1987.

3. Persoons J.E., Grangier M.: Der Georadar, Spit-zentechnik für Boden- und Materialuntersuchun-gen; Bau, Heft 3, 1991.

Image géoradar d'une paroi de tunnel

PI-BAT2. Structures

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– n’est pas normalisé– non destructif (à l’exception du prélèvement de

carottes pour l’étalonnage, ou de forages pourl’introduction de l’émetteur ou du récepteur)

– essai exécuté sur l’ouvrage– le contrôle des matériaux avec les ultrasons est

appliqué avec succès, depuis plusieurs années,dans le domaine des citernes, des conduites, desconstructions en acier et dans celui de laconstruction de machines (contrôles dessoudures, contrôles de pièces laminées, forgéesou coulées en métal ou en matière plastique).Pour la construction en bois les ultrasons sontutilisés pour le classement selon leur qualité.


– Contrôles de pieux coulés en place et de paroismoulées. Les tubes de contrôle doivent êtreincorporés lors du bétonnage.

– Examen d’éléments en béton accessibles surdeux faces.


Du temps de parcours de l’onde, ainsi que desvariations du signal (amortissement de l’amplitude)entre l’émetteur et le récepteur, on peut tirer desinformations sur la présence de cavités et, dans unecertaine mesure, sur le module d’élasticité et larésistance (étalonnage nécessaire).


C’est pour le contrôle du béton, matériau inhomo-gène, que la mesure de la vitesse du son est aupremier plan. L’émetteur et le récepteur sont placésen opposition sur les deux faces de l’élément deconstruction à contrôler. Le contact parfait dessondes avec la surface de l’élément est assuré parun produit spécial (par exemple avec de la vaseline).La qualité de ce contact joue un très grand rôle surla fiabilité des résultats. La fréquence utilisée varieavec le matériau et avec l’objectif de l’auscultation(pour le béton elle est souvent de 40 à 60 kHz, avecune longueur d’onde de 65 à 100 mm). Pour lecontrôle des pieux, l’émetteur et le récepteur sontintroduits dans des gaines parallèles incorporéesdans le pieu et remplies d’eau (Ø 1.5 à 2”).

Ultrasons (béton armé / pieux)

Equipement «Ultrasons» pour le contrôle des pieux

Principe des mesures aux ultrasons

Disposition des mesures pour le contrôle des pieux

3 tubes pour pieude Ø ≤ 1m

4 tubes pour pieude Ø > 1m


87

Interprétation

Des informations sur l’inhomogénéité ou sur desdéfauts du béton peuvent être tirées du temps deparcours de l’onde ou de l’amortissement d’ampli-tude le long de la ligne de mesure. L’interprétationest essentiellement qualitative. Les informationsqu’il est possible d’obtenir sont limitées par lalongueur d’onde, en effet, des défauts dont ladimension est inférieure à la longueur d’onde nepeuvent que difficilement être détectés. Dans leszones avec une forte concentration d’armatures,l’interprétation est quasiment impossible.

Les mesures sont relativement bien reproductibles.Pour éviter des erreurs, il est recommandé dedédoubler les mesures. Des incertitudes peuventsubsister dans l’interprétation.


– Les mesures et leur interprétation ne peuventêtre exécutées que par des spécialistes. Unéquipement spécial (portable) est nécessaire.

– Coût: pour une opération de mesure (pieux) leprix de base est de Fr. 1’000.– à 2’000.–, auquel ilfaut ajouter le prix des mesures, soit Fr. 15.– à 25.–par mètre de pieu. Le prix de la gaine de mesureest de Fr. 20.– à 30.– par mètre de tuyau.

Appréciation

Pour le contrôle des pieux coulés en place (domainedes fondations sur pieux), la méthode de contrôlepar ultrasons peut être considérée commeadéquate, même si certaines questions subsistent.Cette méthode de contrôle ne donne desinformations que sur le noyau de béton situé entreles tubes de mesure (pas de renseignement sur lerecouvrement des armatures). Une premièreinterprétation des résultats des mesures peut êtreeffectuée immédiatement.

Pour l’essai d’autres ouvrages en béton, la méthoden’a qu’un intérêt très limité. Elle ne sera prévue quepour des cas particuliers et devra être mise enœuvre par des spécialistes. Pour le contrôle de laqualité du béton, elle peut être envisagée encombinaison avec le scléromètre.

Bibliographie

1. SGBFM: Kapp H.: Zerstörungsfreie Pfahlprüf-methoden; Möglichkeiten und praktische Erfah-rungen; Fierz H.: Zerstörungsfreie Prüfung vonBetonpfählen; Mitteilungen Nr. 99 der Schwei-zerischen Gesellschaft für Boden- und Felsme-chanik, Zürich, 1978.

2. Hürzeler H., Wullimann R.: Pfahlprüfung mitUltraschall; Schweizer Ingenieur und Architekt,Heft 19, 1990, S. 508ff. (Diskussionsbeiträge zudiesem Artikel im Heft 38, 1990, S. 1067ff (SteigerA.), Heft 43, 1990, S. 1249ff (Scheller E.) sowieHeft 6, 1991, S. 125ff (Andres F.).

3. Teodoru G.: Zerstörungsfreie Betonprüfungen:insbesondere Anwendung von Ultraschall, kri-tische Betrachtungen; Beton-Verlag, Düsseldorf,1989.

4. Geotest AG, Zollikofen: Pfahlkontrolle mitUltraschall, Firmendokumentation.

5. Bruneau C.: Qualitätskontrolle von Pfählen; Bau,Heft 8, 1990.

Résultats des mesures d'un contrôle de pieu

PI-BAT2. Structures

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– procédé normalisé dans la norme DIN 50981(DIN/ISO 2808)

– non destructif– essai exécuté sur l’ouvrage ou en atelier– les CFF appliquent des prescriptions complé-

mentaires (voir bibl. 3)


Contrôles de l’épaisseur des peintures neuves, surl’ouvrage ou sur des éléments de construction enatelier. Ils peuvent se faire par étapes (contrôles dela couche de fond en atelier et de la couche totalesur le chantier). Contrôles d’anciennes peintures(valeurs résiduelles), par exemple avant l’applica-tion d’une peinture de rénovation (par recouvre-ment).


Le résultat des mesures est une indicationquantitative sur l’épaisseur de la couche appliquée(partielle ou pour toute la surface en fonction dunombre de points de mesure), mais sans indicationsur la qualité de la peinture.


Pour l’application sur des fonds en acier, la méthoderepose sur les caractéristiques magnétiques entrela sonde de mesure et l’acier sous la peinture. Plusla couche de peinture est épaisse, plus le champmagnétique est affaibli.

Des appareils simples, purement manuels, sontbasés sur ce principe. Ils ne peuvent fonctionnerque sur des fonds aimantables (acier, fonte).

Des appareils couplés à des microprocesseurspermettent de stocker les mesures, de calculer lesvaleurs moyennes et les écarts-types, et d’établirl’histogramme. Les valeurs mesurées peuvent êtreimprimées ou traitées par PC.

La mesure doit être exécutée sur la peinture sèche(durcie).

Mesure d’épaisseur de peinture(peinture sur acier)

Appareil pour la mesure de l'épaisseur de peinture selonle principe d'induction magnétique


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Interprétation

Les résultats des mesures dépendent de l’appareil.Les appareils simples, avec indication de la valeurisolée mesurée sans stockage, sont en général suf-fisants pour un premier contrôle. Ils ne sont pas adé-quats pour des contrôles complets et systéma-tiques.

Les appareils électroniques donnent rapidementdes résultats précis. Les valeurs isolées peuvent êtrestockées et exploitées ultérieurement.

L’importance du travail est fonction de l’appareilutilisé. La fiabilité et la précision augmentent avecle nombre de points de contrôle (voir la densité despoints de mesure nécessaires sous bibl. 1).

Le risque de fausses interprétations existe lors demesures sur des couches non durcies ou en casd’absence d’étalonnage (voir encadré).

Les mesures peuvent être répétées. La dispersionvarie avec le nombre des points de mesureconsidérés.


L’essai peut être exécuté par une personne (com-pétence: compréhension globale de la technique duprocédé et des principes de mesure employés),éventuellement assistée par une autre personnepour tenir le procès-verbal. Les appareils sont ali-mentés par des batteries ou des accumulateurs. Iln’y a pratiquement pas de limitation due aux condit-ions climatiques. Il est cependant recommandé desécher les surfaces avant la mesure. Un échafau-dage peut être nécessaire pour l’accès aux surfaces.

Avant de procéder aux mesures, on définira leszones à contrôler ainsi que la densité des mesures(bibl. 1, ch. 373). Pour les appareils simples, un bou-ton avec une échelle graduée permet de faire varierla distance entre l’aimant permanent et la surfacede l’acier. Lorsque la force d’attraction prédéfinieest atteinte, on peut lire la valeur de la mesure surune échelle graduée. Avec les appareils électro-niques, l’utilisation se fait selon le mode d’emploide l’appareil. Avec ces appareils, l’interprétation estautomatique (calcul de la valeur moyenne, de la va-eur minimale, etc.). Les coûts d’application du pro-cédé sont faibles. L’investissement pour un appareilélectronique représente quelques milliers de francs(en fonction du modèle).

L’étalonnage de l’appareil de mesure sur une sur-face de même structure, avec des feuilles d’étalon-nage, est indispensable pour la mesure de couchesde peinture minces (jusqu’à 90 µm d’épaisseurminimale) (voir encadré, extrait de bibl. 1).

Appréciation

La méthode est très bonne pour une déterminationfiable de l’épaisseur des couches. Des appareilsplus complets, avec indication digitale (illustration),permettent une exploitation complète des mesuresavec les valeurs moyennes, minimales et maxi-males, histogramme et écarts-types selon DIN50982, 2e partie. Le procédé ne peut s’appliquer quesur des peintures complètement sèches et durcies(pour la mesure des couches non durcies il existedes appareils spéciaux, dont la précision estmoindre). La mise en œuvre est rapide, les résultatsdes mesures sont disponibles immédiatement etdes essais complémentaires ne sont pas néces-saires. Le rapport qualité/prix est très bon. Desappareils semblables sont disponibles pour lamesure des peintures sur aluminium, cuivre, laitonet acier austénitique (inoxydable). Ils travaillentcependant sur le principe du courant de Foucault.

Bibliographie

1. CSCM: B3 Traitement de surface des construc-tions métalliques, CT-CSCM, 1982 (nouvelleversion en préparation pour fin 1991).

2. DIN: DIN 50 981, Messung von Schichtdicken,Magnetische Verfahren, 05.79.

3. SBB: Richtlinie für die Oberflächenbehandlungvon Stahlstrukturen (Brücken-und Hochbau), Nr.G 1.1 von 1.5.1981 (Anpassung an Lit. 1 ist inBearbeitung).

Plan de référence au niveau moyen de la rugosité

PI-BAT2. Structures

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– procédé normalisé dans la norme DIN 53 151(une norme européenne est prévue)

– l'essai de quadrillage provoque une détériorationlocale du revêtement. L’essai doit donc êtreconduit de manière sélective. Lorsque les pre-miers résultats sont insuffisants, il faut générale-ment étendre le contrôle à l’ouvrage entier, enprenant toutefois garde aux conséquences finan-cières pour la réparation!

– essai exécuté sur l’ouvrage. On peut éventuelle-ment prévoir des essais préliminaires sur deséchantillons traités avec la même peinture


Contrôles de l’adhérence des peintures sur desconstructions en acier, tant pour des peinturesneuves que pour d’anciennes couches (remplace-ment ou recouvrement). Particulièrement indiquépour contrôler l’adhérence de l’ancienne couche enplace, lors de recouvrements (terminologie voirbibl.1).


Appréciation visuelle du résultat de l’essai par com-paraison avec des figures de référence. Le résultatest une appréciation qualitative de la valeur de l’ad-hérence de la peinture (valeur 1 à 4).


Une peinture découpée en forme de réseau s’écaillelorsque l’adhérence au support est défectueuse. Ladistance entre les traits de coupe doit être choisieen fonction de l’épaisseur du revêtement. Le résul-tat de l’essai est obtenu par comparaison avec desfigures de référence.

Interprétation

L’importance du travail d’interprétation est très ré-duite; les résultats sont immédiatement disponiblessur place. Le résultat de l’essai est clair, une fausseappréciation est peu probable.

L’essai est destructif, il ne peut donc pas être répétéà un même endroit. Comme l’adhérence varie d’unendroit à l’autre en fonction de la qualité de lapeinture, cette variation se répercute sur la disper-sion des résultats de différents contrôles exécutéssur le même ouvrage.

Essai de quadrillage (peinture sur acier)

Appareil de quadrillage et disposition des coupes

Peinture (épaisseur d)

Surface de l’acier

Espacement des 6coupes en fonction del’épaisseur

a = 1 mm pour djusqu’à 60 µm

'a = 2 mm pour djusqu’à 120 µm

Coupes dans les deuxdirections jusqu’à lasurface de l’acier.


91


L’exécution de l’essai de quadrillage ne demandepas de connaissances spéciales de la part de l’opé-rateur. Le quadrillage est exécuté avec un appareilspécial, ou (pour un premier résultat provisoire)avec un couteau comme moyen de fortune. Lestraits sont droits et perpendiculaires les uns parrapport aux autres, avec un espacement fixé parl’épaisseur de la couche de peinture (mesurer préa-lablement l’épaisseur de la couche); cet espacementest normalisé.

Pour les essais en plein air le temps doit être sec.Des échafaudages peuvent être nécessaires enfonction de l’emplacement des mesures.

Pour le procès-verbal il est recommandé de fairedes photographies.

Le coût pour l’appareil de quadrillage et pour l’essaiest limité. La réparation des endroits testés et leséchafaudages éventuels sont par contre plusonéreux et ils varient en fonction des conditionslocales.

Appréciation

L’essai de quadrillage est un moyen performantpour apprécier l’adhérence des peintures sur l’acier(il est moins adéquat sur le bois). Pour une faibledépense l’essai donne une information exacte etfiable. Le coût des réparations des endroits testésdoit être pris en considération. Avant l’essai dequadrillage, il faut mesurer l’épaisseur de lapeinture. Des indications complémentaires peuventêtre obtenues avec un essai de résistance àl’arrachement. Pour de premiers renseignements ilest possible de faire un essai d’arrachement avecune bande autocollante.

Bibliographie

1. CSCM: B3 Traitement de surface des construc-tions métalliques CT, CSCM 1982 (nouvelleversion en préparation pour fin 1991).

2. DIN: DIN 53 151, Gitterschnittprüfung von Ans-trichen und ähnlichen Beschichtungen.

Figures de comparaison selon DIN 53151 (extraits) pourl'appréciation du degré d'adhérence

Degrés d’adhérence par essai de quadrillage

Gt0

Gt2

Gt4

Les bords des coupes sont parfaitement lisses.Aucune partie de la peinture n’est écaillée.

La peinture est écaillée le long des coupes et/ouà leurs intersections. Environ 15 % de la surfacedes carrés est écaillée.

La peinture est écaillée en larges bandes le longdes coupes et des carrés sont totalement oupartiellement écaillés. Environ 65 % ou plus dela surface des carrés est écaillée.

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– n’est pas normalisé– non destructif– l’essai peut être exécuté sur l’ouvrage ou sur des

éléments de la construction terminés en atelier


Le procédé est utilisé pour détecter des fissuresdans les constructions en acier. Il peut égalements’appliquer pour le contrôle périodique des an-ciennes structures porteuses exposées au risque defissuration par fatigue. L’application se fait sélecti-vement là où d’éventuelles fissures sont à craindre(soudures, points critiques de celles-ci; sur les an-ciennes constructions: liaisons mal conçues,couvre-joints, nœuds de poutres, rivets).


Mise en évidence des fissures.


Un liquide à basse viscosité a la possibilité de pé-nétrer même dans les fissures les plus fines. Les sur-faces à contrôler sont recouvertes avec une peintureadéquate, rouge dans la plupart des cas (à based’alcool). S’il y a une fissure, le colorant pénètredans celle-ci. La surface est ensuite soigneusementnettoyée avec un diluant (de la peinture). Une finecraie hygroscopique est pulvérisée sur la surface(généralement avec un spray, à base d’alcool). Cettecouche de craie va aspirer le colorant rouge qui apénétré dans la fissure; elle devient ainsi bien visiblesur le fond de craie blanche.

Essai de ressuage (acier)

Matériel pour l'essai de ressuage


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Interprétation

Une interprétation n’est pas nécessaire, une fissureéventuelle devient visible.

La condition nécessaire pour la réussite de l’essaiest un nettoyage soigné de la surface à contrôler.

Des erreurs d’interprétation, par exemple sur desrecouvrements de laminage, peuvent être pos-sibles. De tels cas sont cependant normalement re-connaissables à l’œil.

L’essai peut être répété au même endroit.


L’essai peut être exécuté par une seule personne,dûment instruite. La formation peut être assurée parles cours spéciaux organisés par l’Associationsuisse pour la technique du soudage, à Bâle. Pourl’examen d’éléments spéciaux (réservoirs souspression, composants d’installations nucléaires,etc.), l’opérateur doit être au bénéfice d’une licence.

Le matériel nécessaire pour le contrôle: couleur àbasse viscosité, généralement rouge et à base d’al-cool, pinceaux, chiffons pour le nettoyage, produitde nettoyage (diluant), craie pulvérisée en disper-sion (fréquemment en spray), est relativement bonmarché. Pour l’exécution de l’essai: voir principe demesurage.

L’essai ne peut être exécuté que par temps sec.Après une pluie, les zones à contrôler doivent êtrechauffées et séchées (en veillant à ne pas abîmerpar une flamme, même légère, une éventuellecouche de protection contre la corrosion).

Il est recommandé de faire des photographies envue de l’établissement du procès-verbal.

Le coût des essais proprement dits est faible; selonles cas des échafaudages peuvent être nécessaires.

Appréciation

L’essai de ressuage est un procédé adéquat et effi-cace pour détecter les fissures dans les construc-tions en acier. Une fissure devient visible. Les fis-sures très fines (< 2 à 3 µm) et les défauts delaminage les plus fins ne peuvent toutefois pas êtreobservés. Comme essais à mener en parallèle, ouen complément, on peut envisager la magnétosco-pie, les ultrasons ou la radiographie. Le rapportqualité/prix de l’essai de ressuage est très favorable.

Essai de ressuage sur l'ouvrage

Fissures visibles après l'essai de ressuage sur un élémentde l'ouvrage

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Le plan de cette fiche technique ne suit pas le schémahabituel. Pour l’appréciation de l’état existant d’untirant d’ancrage permanent on ne dispose pas,actuellement, de procédés fiables.Après concertation avec les milieux professionnels etcompte tenu de l’ensemble des problèmes posés, lesauteurs ont décidé de présenter les connaissancesactuelles sous une forme plus générale, s’écartantquelque peu de la structure habituelle des fichestechniques.

Principes

L’étude du projet et l’exécution de tirants d’ancragepermanents sont soumis depuis 1977 à la normeSIA 191 «Tirants d’ancrage» (bibl. 1). Depuis leprintemps 1989, on applique également la«Recommandation pour le projet et l’exécution dela protection contre la corrosion des tirantsd’ancrage» (bibl. 2), éditée par les fournisseurs detirants d’ancrage. Les CFF et le canton de Zurichappliquent, en complément, leurs propresprescriptions (bibl. 4 et 5).

Situation initiale

La construction et l’exécution de tirants d’ancragepermanents dépendent de manière importante duproduit utilisé (avant l’entrée en vigueur de lanorme SIA 191, ces variations étaient encore plusimportantes). L’appréciation de l’état d’un tirantexistant est rendue encore plus difficile par le faitque sa qualité varie beaucoup en fonction du soinapporté à sa réalisation. La pose n’est cependant engénéral pas exécutée par le fournisseur, mais parune entreprise de forage. Celle-ci assumeégalement souvent la mise en tension. L’entreprisede forage, qui choisit généralement elle-même lefournisseur des tirants, travaille aussi dans laplupart des cas en qualité de sous-traitant d’uneentreprise principale.

Relevé de l’état existant et appréciation

Les tirants d’ancrage permanents constituentfréquemment des éléments de construction trèsimportants pour la sécurité. Lors du relevé de l’étatexistant il faut leur accorder un degré de prioritéélevé. L’appréciation de tirants d’ancrage existantsest très difficile; dans beaucoup de cas elle exige lerecours à des ingénieurs spécialisés. Des mesuresde déformation de l’ouvrage, telles que prévuesdans la norme SIA 191, peuvent donner desrenseignements sur le fonctionnement des tirants.Pour des ancrages conçus selon la norme SIA 191,on doit prévoir un certain nombre d’ancrages decontrôle, sur lesquels le fonctionnement peut êtrevérifié (essais de décollement et de tension). Lesautres ancrages, non équipés comme les tirants decontrôle, ne peuvent, dans la plupart des cas, pasêtre examinés de plus près. Très souvent ils ne sontpas accessibles sans autre. Pour l’appréciation del’état de corrosion d’un tirant d’ancrage, il n’existeactuellement pas de techniques d’investigationssatisfaisantes.

Tirants d’ancrage en rocher et terrain meuble

Mesure de la traction par essai de décollement

Mesure de la résistance d'un ancrage permanent


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Malgré de grosses difficultés, quelques indicationscomplémentaires peuvent être données pour per-mettre l’appréciation de l’état des tirants d’ancrage.Le recours à des ingénieurs spécialisés a déjà étécité. Dans une première étape, on s’efforcera de ré-unir tous les documents possibles sur la mise enœuvre des tirants d’ancrage et sur les bases de leurdimensionnement. La distinction entre les tirantsd’ancrage par adhérence totale et les tirants à lon-gueur libre est importante pour la suite des essais.Les données des plans doivent impérativement êtrevérifiées sur place. Les données sur la fabricationdes ancrages et sur la qualité d’acier utilisée sont enpartie aussi archivées chez les fournisseurs. Là il estpeut être aussi possible de trouver les procès-ver-baux de mise en tension qui manquent dans lesdossiers de l’ouvrage. L’examen visuel sur placepeut encore apporter d’autres éléments sur l’état dutirant. Des venues d’eau sortant de la protection dela tête d’ancrage et la présence de rouille permet-tent, avec les autres données acquises sur la cons-truction des ancrages, de tirer des conclusions surdes défauts possibles. Des mesures de la traction etdes contrôles de déformation de l’ouvrage sont pré-vus dans la norme SIA 191. Dans certains cas biendéterminés, d’autres renseignements peuvent êtreobtenus par une mesure de résistance semblable àcelle présentée sous bibl. 2 et 6. Avec les mesurespar impulsions à réflexion (bibl. 8), aucun succès si-gnificatif n’a été enregistré jusqu’ici pour l’évalua-tion des tirants d’ancrage permanents.

Bibliographie

1. SIA: norme SIA 191, tirants d’ancrage, Zurich,1977.

2. Divers fournisseurs de tirants d’ancrage: Re-commandation pour le projet et l’exécution de laprotection contre la corrosion des tirants d’an-crage permanents. Berne / Lausanne / Hinwil /Zurich / Lyssach, mars 1989.

3. SIA: documentation D 057, Corrosion et protec-tion contre la corrosion, Zurich, 1990.

4. Tiefbauamt des Kanton Zürich: Boden- und Fels-anker, Vorschriften für die Projektierung undAusführung, Weisung des Kantonsingenieursvom 25. April 1990.

5. SBB: Weisung Bau GD/91, Permanent verankerteBauwerke, Weisung für die Projektierung, dieAusführung, die Überwachung und den Unter-halt (erscheint 1991).

6. Hunkeler F. et al.: Streustromschutzmassnah-men bei Boden- und Felsankern, Schweizer In-genieur und Architekt, Heft 33/34, 1987, S. 978 ff.

7. Steiger A. et al.: Permanentanker: Korrosions-schutz und Dauerhaftigkeit, Schweizer Ingenieurund Architekt, Heft 33/34, 1987, S. 973 ff.

8. Kapp H.: Korrosionsprüfung an Vorspannkabelnund Injektionsankern, Schweizer Ingenieur undArchitekt, Heft 38, 1987, S. 1093.

PerspectivePour clarifier les procédures d’appréciation de l’état destirants d’ancrage permanents, l’Office Fédéral desRoutes (OFR) a créé un groupe de travail (1991).

Tête d'ancrage dégagée et nettoyée

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Le plan de cette fiche technique ne suit pas le schémahabituel. Le relevé de l’état existant et l’appréciationd’éléments d’ouvrages en bois exigent, dans la plupartdes cas, la participation d’un spécialiste; il en est demême pour l’application des techniques d’auscultation.Pour cette raison les auteurs ont décidé, aprèsconcertation avec les milieux professionnelsconcernés, de présenter les informations les plusimportantes sous cette forme s’écartant de la structurehabituelle des fiches techniques.

Maintenance des éléments d’ouvrages en bois

Pour le bois, matériau naturel, comme pour tous lesouvrages, la préparation des mesures d’entretienou de renouvellement exige un relevé de l’étatexistant et son appréciation. Le bois, encomparaison avec la plupart des autres matériauxde construction, possède une plus vaste gamme decaractéristiques. De plus, dans certaines conditions,il peut être détruit biologiquement. La destructionbiologique est soumise à diverses lois. Tout cecirend l’évaluation de l’état existant plus difficile.Dans beaucoup de cas il faut alors faire appel à unspécialiste expérimenté. L’utilisation de moyensauxiliaires (procédés d’investigations particuliers)exige une grande expérience, ne serait-ce que pouréviter des erreurs d’interprétation.


Lors de l’exécution de mesures de maintenance surdes ouvrages anciens, on est souvent en présenced’éléments en bois qui participent à la structureporteuse, servent de séparation entre des locaux,ont un caractère décoratif, ou plusieurs de cesfonctions simultanément. Selon le type d’élémentet de ses fonctions, les exigences pourl’assainissement varieront. Pour des raisons facilesà comprendre, l’aspect sécurité est particulièrementimportant pour les éléments porteurs. Selon lesobjectifs fixés à l’assainissement (encadré) on seraconduit à des exigences différentes.

Relevé de l’état existant

Lors du relevé de l’état d’un ancien ouvrage en bois,certains points précis ont une importanceprimordiale, ainsi par exemple l’attaque par deschampignons et des insectes ou la qualité dumatériau utilisé (à l’époque déjà on utilisait souventle matériel le meilleur marché pour des raisonséconomiques).

C’est pour l’appréciation correcte de ces questionsque les connaissances professionnelles etl’expérience sont indispensables. De ce fait, il seradans la plupart des cas nécessaire de consulter unprofessionnel, par exemple un charpentier, uningénieur spécialisé ou un spécialiste de laprotection du bois. La décision de faire appel à unspécialiste pour le relevé de l’état existant doit êtreprise suffisamment tôt!

Eléments d’ouvrages en bois(porteurs)

Constat et relevé des dégâts:– défaut d’étanchéité– corrosion– attaque de champignons ou d’insectes– dégâts d’usure et mécaniques– structure porteuse trop faible (lors de la construction

ou à la suite de transformations ultérieures)– modifications en raison de sollicitations par des

charges dynamiques élevées (en particulier pour lesponts: déplacements d’éléments de la construction,dégradations mécaniques par des surchargesexcessives)

Modifications des sollicitations ou des conditionsd’utilisation:– physique de la construction (isolation)– répartition des locaux– transformation intérieure– augmentation des charges

Examens possibles lors de l’entretien d’élémentsd’ouvrages en bois


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Auscultation

L’auscultation de l’état d’un ancien élément en boiss’effectue surtout par un examen visuel; desappareils techniques ne sont que peu utiles.Souvent l’examen visuel est rendu difficile par lemanque d’accessibilité (par exemple poutraisonentre un revêtement de sol et un plafond qui nedoivent pas être endommagés). Les auscultationsénumérées dans l’encadré, avec les indicationscomplémentaires, peuvent servir de check-list pourla marche à suivre lors du relevé de l’état existant.Cette liste ne peut bien sûr pas être exhaustive.L’ordre d’énumération des points mentionnés n’estpas un ordre de priorité, la démarche doit êtreadaptée à chaque objet ausculté.

Qualité des bois(nodosité, inclinaison des fibres, densité, etc.)Les critères de la norme SIA 164, constructions en bois(bibl. 1.), peuvent être utilisés pour la classification desbois en fonction de leurs résistances.

Mode de débitage(avec ou sans aubier, avec ou sans moëlle, flaches, etc.)

Matériel et traitement des assemblages

Présence et qualité de traitements éventuels

Humidité du boisRisque de présence de champignons lorsque l’humiditédu bois dépasse 28 % (même localement). Mesurepossible, par exemple, avec un appareil de mesureélectrique de l’humidité du bois. Il est important de bienconnaître les endroits à risque du point de vue del’humidité (par exemple appuis de poutres dans lamaçonnerie, zones non étanches du toit, appuis deponts, zones exposées aux intempéries, etc.)

Destruction par les champignonsExamen visuel, odeur, zones tendres, sondage à laperceuse

Attaque par les insectesPrésence d’orifices et de poussières de bois

Dégradations mécaniquesPrésence de fissures (fissures de retrait exclues),écrasements, poinçonnements

Dégradations des assemblagesCorrosion, surcharge, usure

Influence néfaste de déformationsEn particulier pour les appuis et les assemblages

Information sur l’état de maintenance

Détermination du type et de la qualité des matériaux(de la construction originale)

L'appréciation de la qualité du bois exige une grande ex-périence professionnelle. La panne de la photo ci-dessusmontre des dégradations inadmissibles (déformationsdes fibres, nœuds, etc.)

Suite sur les deux pages suivantes

PI-BAT2. Structures

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Système porteur, système statiqueGénéralement systèmes de poutres simples, mais aussisystèmes plus complexes en raison de leur liaison avecd’autres éléments porteurs (par exemple parois)

Modification du système porteur d’origineDu fait de la grande ouvrabilité du bois et en fonctiondes besoins des usagers, on modifie parfois le systèmeporteur de manière très défavorable

Dimensions des sectionsY compris les zones de section réduite, les entailles, lestrous

Types des joints, assemblages et appuisEgalement avec la précision d’exécution des surfacesde contact qui doivent assurer la transmission desforces

DéformationsEn raison du séchage, de charges élevées; déforma-tions par fluage sous sollicitations de flexion, etc.

Déplacements relatifsEn particulier lors de tassements, manque de stabilisa-tion de la construction ou charges dynamiques (ponts)

La capacité portante résiduelle de cette poutre lamelléeest fortement dépendante de l’ampleur de l’attaque parles champignons. Cette valeur est difficile à évaluer. Dansle cas présent elle a été estimée plus précisément enpratiquant des sondages avec une perceuse à mèchelongue et fine.

Eléments d’ouvrages en bois(porteurs) suite

Une attaque par les champignons (du fait d’uneconstruction non adéquate) est rarement aussi apparenteque sur ce pont. Les défauts et dégâts cachés sont biensûr beaucoup plus délicats à juger.

Détermination des grandeurs géométriques


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Bibliographie

1. SIA : norme SIA 164, Constructions en bois; Zu-rich, 1981.

2. Dzierzon M., Zull J.: Altbauten zerstörungsarmuntersuchen, Bauaufnahme, Holzuntersuchung,Mauerfeuchtigkeit; R. Müller, Köln, 1990.

3. Mönck W.: Schäden an Holzkonstruktionen, Ana-lyse und Behebung; VEB Verlag für Bauwesen,Berlin, 1987.

4. Kolbitsch A.: Altbaukonstruktionen, Charakteris-tika, Rechenwerte, Sanierungsansätze; Sprin-ger-Verlag, Wien, 1989.

5. Dartsch B.: Bauen heute in alter Substanz; RudolfMüller, 1990.

Sources d’informations

EMPA, Laboratoire fédéral d’essai des matériaux etInstitut de recherches, Dübendorf, Division bois.

Lignum, Union Suisse en faveur du bois, Zurich etLe Mont-sur-Lausanne.

Défauts d’étanchéitéVenues d’eau(toit, parois, fenêtres, couvertures, etc.)

Humidité capillaireEntre autres dans les murs avec une forte porositécapillaire, par exemple maçonnerie de pierres

Eau de condensationProblème de physique du bâtiment

Défauts constructifsEgalement du fait de modifications ultérieures

Changement d’affectationCharges de service plus élevées, humidité ambiante,conditions thermiques, etc.

SurchargeEn particulier du fait de causes mécaniques, parexemple charge de service et trafic plus élevés sur lesponts

Les mesures des déformations permettent nonseulement de vérifier le dimensionnement d’un systèmeporteur, mais également de contrôler son état demaintenance. De tels essais, coûteux, ne sont cependantpossibles que dans des cas exceptionnels.

Détermination des causes de modifications et de dégâts

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Notes personnelles

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Notes personnelles

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Routes, définition et délimitation 107

3.1 Démarche pour l’auscultation des routes 108



Indication:

De plus amples informations pour l’auscultation des ouvrages d’art dans la construction routière (ponts,murs de soutènement, etc.) sont données dans le chapitre 2. Structures.

3. Routes

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3. Routes

PI-BAT3. Routes

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Notes personnelles

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Routes, définition et délimitation

Dans le cadre du présent manuel, la notion de routeest employée pour la superstructure des voies decirculation. Les ouvrages spéciaux, de même queles installations électro-mécaniques, sont pris encompte dans le chapitre structures. Les routes sontdes constructions linéaires reliées entre elles sousforme de réseau. Le nombre des participantsintervenant pour leur réalisation est en général pluslimité que pour les structures. Le projet etl’exécution se conforment aux normes VSS ainsiqu’aux directives complémentaires de diversmaîtres d’ouvrages. Le degré de normalisation et destandardisation y est élevé. En cas de fort trafic, lessuperstructures sont particulièrement exposées àune importante usure. Leur durée de vie est doncplus courte que celle des structures. Pourl’exploitation et l’entretien il existe en général unresponsable, propriétaire ou exploitant, bien défini.

La superstructure et plus particulièrement la surfacede roulement sont relativement bien accessiblespour l’auscultation. Eviter des perturbations dutrafic est une condition limite prioritaire etcaractéristique de l’auscultation des routes dans laplupart des cas.

3. Routes

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3. Routes

PI-BAT

MaintenanceL’ensemble de toutes les mesures prises en vue desurveiller et d’assurer le fonctionnement d’une route entant qu’élément d’exploitation et en tant qu’ouvrage.

Entretien d’exploitationMesures visant à assurer la sécurité de fonctionnementde toutes les parties d’une route, telles que: les travauxde nettoiement et de contrôle, l’entretien des surfacesvertes, l’entretien hivernal et les petites réparations(mesures d’urgence).

Entretien constructifRemise en état et renforcement– Remise en état:

Ensemble des mesures périodiques nécessaires àassurer le maintien de l’état initial, ainsi que lesgrandes réparations qui en découlent.

– Renforcement:Mesures pour garantir l’état de service requis, tellesque: augmentation de la portance de la route,renforcement d’ouvrages d’art ou d’installationsannexes.

ReconstructionRétablissement par le remplacement d’un tronçon oud’une partie de la voie de communication routière, pourautant qu’un renforcement ne permette pas d’atteindrepartiellement ou en totalité l’état de service requis.

3. Routes

108

3.1 Démarche pour l’auscultation des routes

Introduction

Pour les routes, la démarche n’est pas fondamen-talement différente de celle que l’on applique pourles autres secteurs de l’art de l’ingénieur. Cela si-gnifie que, pour les routes également, l’analyse desdégâts s’appuie d’une part sur le diagnostic (com-paraisons des symptômes ou de l’image des dégâtset des défauts des installations), et d’autre part surle remède proprement dit, soit le choix des mesuresde conservation et de maintenance adéquates. Il ya cependant quelques différences importantes quidoivent être soulignées.

Dans l’introduction de ce manuel nous avons men-tionné, comme valeur de référence pour la durée devie des superstructures, une période de 50 ans. Sice chiffre était valable pour la construction routière(avec une valeur de remplacement de 150 à 200 mil-liards de francs), ce secteur serait encore très jeune.De ce point de vue la nécessité d’entreprendre destravaux de maintenance de grande ampleur seraitencore très éloignée. Une telle conclusion mécon-naîtrait le fait que les critères de dimensionnementparticuliers qui s’appliquent à ce secteur sont fon-damentalement différents de ceux des autres do-maines de l’ingénieur, et qu’ils entraînent des du-rées de vie plus courtes. Alors que, pour lessuperstructures, les mesures prises pour éviter unedéfaillance de celles-ci contribuent à leur assurerune longue durée de vie, pour les routes, le dimen-sionnement de la superstructure et de leurs sur-faces en particulier se fait en regard de la capacitéd’utilisation, avec une limitation de l’usure. Du faitde la circulation, les routes sont soumises à uneusure importante et une durabilité d’environ 20 ansest alors généralement admise pour leur dimen-sionnement.

A partir de cette situation on arrive alors à la conclu-sion correcte que le réseau routier, avec un âge de20 à 40 ans, a un important besoin de travaux d’en-tretien et de rénovation, ce que confirme de maniè-re très concrète la situation réelle. Ceci n’exclut parailleurs pas que des travaux de maintenancepuissent être nécessaires, suite à l’apparition dedéfauts, avant l’échéance de la durée de vie admise,ou que d’autres tronçons, peu sollicités, remplissentencore leur fonction même après 50 ans.

Avec l’achèvement progressif du réseau des routesnationales, le besoin de constructions neuves dimi-nue. Simultanément les plus anciens tronçons de ceréseau atteignent aujourd’hui la limite de leur duréepossible d’utilisation. Les besoins croissants en tra-vaux d’entretien et de rénovation qui se manifes-tent, confirment cette tendance et conduisent à don-

Terminologie de la maintenance selon VSS: SN 640 900Management de la maintenance routière

PI-BAT

ner de plus en plus d’importance à la maintenancede ces ouvrages.

Les mesures de maintenance doivent être dévelop-pées dans le sens d’éviter le plus possible les en-traves à la circulation. Des entraves à la circulation,en particulier dans les situations de trafic dense, en-traînent des pertes économiques importantes. Leprojeteur et les entreprises sont donc soumis, pourrespecter cette condition, à de hautes exigencespour la préparation et l’exécution des travaux demaintenance.

Afin que les investissements consentis pour la cons-truction des routes ne soient pas perdus, lesmoyens nécessaires pour la maintenance doiventêtre planifiés et engagés en temps voulu. L’en-semble de cette activité est réuni sous la notion de«Management de la maintenance routière». Depuis1989, différentes normes sont parues sur ce thèmedans la collection des normes VSS.

Procédure par étapes

Relevé de l’état et analyse des dégâtsSelon les principes du management de la mainte-nance routière, les techniques d’auscultation ontune importance essentielle. Les résultats de la sur-veillance continue et systématique sont, en parallè-le avec le constat des dégâts, les bases de l’analysedes défauts. Pour cette analyse, des essais complé-mentaires seront, si nécessaire, exécutés de cas encas.

Le relevé systématique de l’état (même significationque surveillance ou inspection dans d’autres sec-teurs de la construction) est exécuté, en fonctiondes objectifs, avec la procédure suivante:

La planification générale à moyen terme des me-sures de maintenance est exécutée sur la base derelevés périodiques de l’état de surface du réseauroutier. Les intervalles entre ces relevés sont fixéspar la hiérarchie fonctionnelle des routes. Le relevépeut comporter les valeurs suivantes: planéitéslongitudinale et transversale, qualité antidérapanteet dégradation de la surface (relevé sommaire).

Le projet d’une mesure de maintenance spécifiqueest basé sur un relevé détaillé préalable des dégra-dations de la chaussée. Ce relevé représente ledébut effectif de l’analyse des défauts. Cette pre-mière étape peut conduire à entreprendre des aus-cultations complémentaires, nécessaires pour saisirl’étendue totale des dégâts et en déterminer lescauses. Parmi ces auscultations complémentaires,il s’agira en particulier d’essais de laboratoire surdes carottes prélevées dans le revêtement ainsi quede mesures de la portance. Des données détailléessur les essais de revêtements sont contenues dansle groupe de normes VSS «Réparations et réfectionsdes chaussées» (références bibliographiques).

3. Routes

109

OBJET

la route (endommagée)

Comparaison

Dégradation effective

Planification des mesures de réparation

acceptable non acceptable

Investigations complémentaires

ANALYSE DE LA

CONSTRUCTION

Dimensionnement Qualité des matériaux Conformité avec les normes ? Sollicitation par le trafic Fondation Hydrologie Climat Défauts

de la construction

ANALYSE DES

DÉGRADATIONS

Type de la dégradation Etendue Situation Apparu quand ? Développement Hypothèse sur la

cause de la

dégradation

Analyse des dégradations

PI-BAT

Le chapitre «Routes» de ce manuel traite de l’ausculta-tion de la superstructure et plus particulièrement de lasurface de roulement des routes. Des indications pourl’auscultation d’ouvrages spéciaux et des installationsélectro-mécaniques sont données dans le chapitre«Structures». Du point de vue du management de lamaintenance routière, il est nécessaire de donner lapriorité à la surveillance périodique de ces aménage-ments. Mais d’autres aménagements, par exemple lesglissières de sécurité, les parois antibruit, la signalisa-tion, etc., doivent être aussi surveillés et entretenus.

3. Routes

110

Dans les tableaux de vue d’ensemble qui suivent,l’accent principal est mis sur le relevé des propriétésde la surface de roulement. Pour ce travail, seulesdes techniques d’auscultation non destructivesentrent en ligne de compte. Pour déterminer lescauses d’un défaut constaté, des essais complé-mentaires, in situ ou en laboratoire, serontéventuellement à effectuer pour déterminer laqualité des matériaux, les liaisons entre les couches,la suite des couches, etc. En plus du prélèvement decarottes, dans des cas spéciaux, on sera amené àl’ouverture de tranchées de sondage ou à l’extrac-tion d’éprouvettes de grandes dimensions pardécoupe du revêtement.

En complément de la palette des essais normalisés(collection des normes VSS, volume VII), d’autresméthodes d’investigations non normalisées peu-vent également être appliquées. A ce sujet onsignalera que l’utilisation de plus en plus fréquentede liants à base de bitumes modifiés conduitégalement souvent les laboratoires routiers àrecourir à des techniques de recherche propres à lachimie (chromatographie en phase gazeuse,spectrographie à infrarouges, etc.).

Bibliographie

1. VSS: SN 640 900: Management de la mainte-nance routière, VSS, 1989, Zurich.

2. VSS: «Réparation et réfection des chaussées»;VSS collection des normes, volume V.

3. EVED: Etude des méthodes d’auscultation etd’observation des chaussées; EVED – Rapport derecherche 166, 1988.

Eléments particuliers de l’équipement routier

PI-BAT

Notes personnelles

3. Routes

111

PI-BAT3. Routes

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Notes personnelles

PI-BAT


Page


Liste des tableaux:

Superstructure 116

(revêtements hydrocarbonés ou béton)

Le chapitre «Routes» de ce manuel traite de l’auscultation de la superstructure et plus particulièrement dela surface de roulement des routes. Des indications pour l’auscultation d’ouvrages spéciaux et desinstallations électro-mécaniques sont données dans le chapitre «Structures». Du point de vue dumanagement de la maintenance routière, il est nécessaire de donner la priorité à la surveillance périodiquede ces aménagements. Mais d’autres aménagements, par exemple les glissières de sécurité, les paroisantibruit, la signalisation, etc., doivent aussi être surveillés et entretenus.

3. Routes

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PI-BAT3. Routes

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Notes personnelles

PI-BAT


Les techniques d’auscultation décrites de façon plusdétaillée dans les fiches techniques sont soulignéesdans les tableaux de cette vue d’ensemble. Unrenvoi (➧) disposé à côté de la techniqued’auscultation considérée indique le numéro de lapage de la fiche technique correspondante.






Les techniques d’auscultation mises entre paren-thèses dans cette vue d’ensemble, n’ont qu’un in-térêt pratique restreint. Ces techniques d’ausculta-tion sont en général d’un coût relativement élevé etleur interprétation est discutable. De telles tech-niques d’auscultation peuvent toutefois apporter,dans certains cas particuliers, une contribution àune meilleure appréciation d’un problème.

3. Routes

115


Les tableaux donnent une vue d’ensemble des techniques d’auscultation disponibles pour l’examen d’unepartie d’ouvrage ou d’un matériau déterminé. Il a été tenté de considérer, pour autant que possible, toutesles méthodes d’auscultation utilisables dans la pratique. Toutefois, dans quelques cas particuliers, il est faitmention de techniques d’auscultation dont l’utilisation pratique est restreinte. Il apparaît aussi dans cestableaux si d’autres données sur une technique mentionnée sont contenues dans le manuel, et où ellespeuvent être trouvées.

PI-BAT3. Routes

116

Objet de l'auscultation:Superstructure (revêtements hydrocarbonés ou béton)1)




Portance(revêtement en asphalte)

Mesure de la déflexion– poutre de Benkelmann 2)

– déflectographe ➧ p. 126– mouton ➧ p. 128– essai de charge avec

plaquesEssai de charge avec plaques sur lescouches inférieures de la superstructure etde l’infrastructure [tranchée]

Portance(revêtement en béton)

Mesure de la déflexion– mouton ➧ p. 128– charge avec plaques et

nivellementEssai de charge avec plaques sur lescouches inférieures de la superstructure etde l’infrastructure [tranchée]

Fissures Examen visuel ➧ p. 62ARAN (y compris vidéo) ➧ p. 122

Détermination du cheminement des fissures[carottage]

Planéité transversale 3) Latte de 4 mPlanumARAN ➧ p. 122Moiré

Planéité longitudinale 3) GoniographeEnregistreur d’angle ISETHARAN ➧ p. 122APL ➧ p. 120

Qualité antidérapante 4) PenduleDrainomètreSkiddomètreSRM 91 ➧ p. 139SCRIM

Dégâts de joints(revêtement en béton)

Examen visuel ➧ p. 62ARAN ➧ p. 122Collographe ➧ p. 124

Essai d’arrachement du joint(Adhérence du joint)

Epaisseurs des différentescouches

Géorada r ➧ p. 84 Sondages [carottage, tranchée]

Qualité des matériaux 5) Essais de laboratoire selon les normes SN(VSS); éventuellement autres essaiscomplémentaires[carottage, tranchée ou autre type deprélèvement d’échantillon]

1) SN 640 924 Relevé et évaluation de l'état des routes2) SN 640 330 Déflexions3) SN 640 520a/521a Planéité; contrôle de la géométrie, exigences4) SN 640 510b/511b Qualité antidérapante; méthode de mesure, appréciation5) Norme VSS, volume 7, matériaux hydrocarbonés


PI-BAT


Page



APL, Analyseur de profil en long 120

ARAN, Automatic Road Analyser 122

Collographe LCPC 124

Déflectographe Lacroix 126

Mesure de la déflexion avec mouton 128

SRM 91, Mesure du frottement (Stuttgarter Reibungsmesser) 130

Diverses techniques d’auscultation des routes sont décrites de manière détaillée dans le recueil des normesVSS. Ces normes sont largement diffusées et donc faciles d’accès. C’est la raison pour laquelle les techniquesd’auscultation décrites dans les normes VSS ne sont pas reprises dans les fiches techniques du présentmanuel.

3. Routes

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PI-BAT3. Routes

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Notes personnelles

PI-BAT






Sur quelles caractéristiques peut-on obtenir desinformations?Les informations sont-elles directes ou indirectes?Les informations sont-elles qualitatives ouquantitatives (précision), ponctuelles ou étendues?



Interprétation


3. Routes

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Equipement, appareils, équipe de mesures,exigences requises des équipes de mesures?Nécessité de raccordement en eau, électricité?Autres conditions:intempéries, accessibilité, etc.?

Description du déroulement du travail (travauxpréparatoires, emploi des appareils, évaluation,etc.) et perturbations éventuelles de l’exploitation.

Coût (ordre de grandeur).

Appréciation


Bibliographie

Principales références bibliographiques pourl’obtention de renseignements complémentaires.


A part quelques exceptions, toutes les fiches techniques sont établies selon le même schéma. La recherchedes informations souhaitées est ainsi simplifiée. Des commentaires sur les différentes rubriques des fichessont donnés ci-dessous. Ces commentaires ont aussi servi de fil conducteur pour l’établissement des fiches.Les informations données n’ont pas été établies dans l’esprit de servir de mode d’emploi pour la pratiqueou l’utilisation des appareils; elles doivent toutefois pouvoir aider l’ingénieur chargé de l’auscultation d’unouvrage à trouver les bons «outils». Les fiches techniques contiennent les informations nécessaires àl’ingénieur dans son travail de coordination lorsqu’il est nécessaire de faire appel à des spécialistes.

PI-BAT3. Routes

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Le système de mesure APL permet la saisie rapidede la planéité longitudinale de chaussées sans in-terruption du trafic. Le système permet le relevé duprofil réel. L’évaluation des mesures selon SN640’520 est l’une des différentes possibilités d’ap-préciation.

Domaine d’application– Relevé systématique de réseaux routiers

complets.– Relevé détaillé d’un tronçon particulier, en vue de

travaux de maintenance spécifiques.– Préparation (détermination des zones où un

renforcement est nécessaire) et réception detravaux de revêtement.

– Mesure des dénivellations au droit des joints deroutes en béton.

– Mesures des longueurs des ondulations sur despistes d’aérodrome ou des voies de roulement(des ondulations jusqu’à 80 m de longueurpeuvent être saisies à une vitesse de 140 km/h).

Caractéristiques recherchées– Relevé des irrégularités du profil en long.– Coefficients de planéité longitudinale (valeurs W

et Sw selon bibl. 1; valeurs de la planéité LCPC;CP–; IRI– et QI).

Principe de mesurage / interprétation

Le principe de mesurage est basé sur un penduleinertiel, avec une bande de fréquence de 0.5 à 20 Hz,qui fait office de pseudo-niveau de référencehorizontal. Les inégalités sont saisies en continu,l’angle mesuré entre le bras de mesure et le pendulede référence étant transformé en un signalélectronique. Ce signal directement proportionnelau profil en long réel, ainsi que l’indication précisede la distance (roue à impulsions), sont numériséset stockés en continu.

Le profil en long tracé correspond exactement auprofil réel, la gamme des longueurs des ondesmesurées variant avec la vitesse de la mesure (parexemple: 0.5 – 20 m à 35 km/h, 1 – 40 m à 70 km/h,2 – 80 m à 140 km/h).

Toutes les méthodes d’interprétation basées surl’analyse du profil des inégalités sont en principeapplicables. Le nombre des méthodes d’évaluationn’est ainsi pas limité.

APL, Analyseur de profil en long

Remorque de mesure APL

Résultats des mesures: irrégularités de la planéité longi-tudinale

PI-BAT


L’opération demande une équipe de mesure dedeux hommes. La vitesse de saisie est générale-ment adaptée au trafic. Des vitesses de mesurejusqu’à 140 km/h sont possibles. Lorsque les me-sures sont effectuées sur la piste de dépassementou à l’intérieur des localités, une voiture de sécuritéest nécessaire.

Les mesures brutes sont saisies pendant la coursede mesure et stockées dans un ordinateur pour êtreexploitées ensuite au bureau (rapport, tableaux,graphiques et statistiques). Si nécessaire le profilsaisi peut être dessiné à l’échelle souhaitée. Lesrésultats des mesures exploitées peuvent êtrestockés dans une banque de données électronique.

Coût: en fonction de l’engagement et de l’étenduedes mesures, environ Fr. 200.– à 300.– par kilomètremesuré.

Appréciation

Système de mesure flexible et rapide pour lecontrôle systématique ou détaillé de la planéitélongitudinale. Pas ou peu de gêne pour le trafic.

L’exploitation des mesures et l’élaboration durapport demandent un délai de 1 à 3 jours.

Bibliographie

1. VSS: SN 640’520a, Planéité, contrôle de la géo-métrie; 1977.

2. VSS: SN 640’521a, Planéité, exigences; 1977.3. EVED: Etude des méthodes d’auscultation et

d’observation des chaussées; EVED-Rapport derecherche 166, 1988.

4. S.A.C.R. SA, Ecublens/Zurich: Documentation dela société.

3. Routes

121

Exploitation des résultats: niveau de qualité de la planéité

Exploitation des résultats: répartition des ondulations

PI-BAT3. Routes

122


Véhicule de mesure pour le contrôle de différentescaractéristiques des surfaces de chaussées, parméthode non destructive et sans interruption dutrafic (jusqu’à environ 100 km/h). Valable pour lerelevé systématique et l’évaluation (selon bibl. 1).


– Relevé systématique de réseaux routiers com-plets.

– Recherches détaillées sur des tronçons endom-magés en vue des mesures de maintenancenécessaires.

– Contrôles de la construction (planéités longitudi-nale et transversale, pente transversale).

– Contrôles de la signalisation et du marquage (parvidéo).

– Inventaire des aménagements (par vidéo).– Relevé de routes en continu par vidéo.


– Coefficients de planéité longitudinale, relevé duprofil en long, mesures de la planéité transversa-le (profondeur de l’ornière, profondeur d’eau), re-levé du profil en travers, calcul de la quantitéd’enrobé nécessaire au reprofilage, quantifica-tion des dégradations de surface selon bibl. 1.,géométrie de la chaussée (pentes longitudinaleset transversales, rayons de courbure de la route).


Planéité longitudinale: les caractéristiques du profilen long sont déterminées au moyen d’un systèmeconstitué par deux accéléromètres, montés l’un surl’essieu arrière et l’autre sur le châssis, permettantde ce fait également la détermination du profillorsque le véhicule circule à une vitesse variable.

Planéité transversale: les déformations du profil entravers sont mesurées par des capteurs à ultrasonsmontés sur un axe transversal, avec un écartementde 100 mm.

Relevé des dégradations de surface: introductionmanuelle sur un clavier d’ordinateur des dégrada-tions de surface schématisées, prenant en compteleurs gravités et leurs extensions.

Pentes et dévers: mesures par un système constituéde gyroscopes.

ARAN, Automatic Road Analyser

Véhicule de mesure ARAN, en cours de mesures

Vue de l'unité de saisie avec son écran

PI-BAT

Distance: mesure à partir du tachymètre.Adaptation du résultat des mesures et de leurinterprétation aux normes; la pente transversale estdéfinie comme la pente de la droite de régressiondéfinie par les points mesurés du profil.


Le travail est effectué par une équipe de deuxhommes, dûment formés. Pour la mesure du profilen travers, une permission spéciale est nécessairepour les largeurs supérieures à 2.5 m (jusqu’à 3.5 mau maximum). Lors d’engagement avec surlargeur,l’accompagnement par un véhicule de sécurité estexigé sur les routes à fort trafic.

Les mesures brutes effectuées dans le véhicule demesure sont stockées dans un ordinateur pour êtreensuite exploitées au bureau (rapport avec ta-bleaux, graphiques et statistiques, préparation desrésultats des mesures pour la mise sur disquettesdestinées au transfert dans des banques dedonnées). Le système fournit également une bandevidéo donnant l’image de la surface de la route ainsique de son environnement, avec surimpression durepérage de la position sur la route.

Coût: environ Fr. 200.– à 600.– par kilomètre mesuré,en fonction du type et de l’ampleur des mesureseffectuées.

Appréciation

Procédé rapide pour l’analyse systématique del’état d’une route, avec peu ou pas d’entraves à lacirculation. Pour l’exploitation des résultats d’unejournée de mesure et l’établissement du rapport, ilfaut compter un à trois jours de travail de bureau.Les résultats sont saisis sur un support informa-tique permettant un travail complémentaire ulté-rieur.

Bibliographie

1. VSS:SN 640 925, Relevé et évaluation de l’étatdes routes; 1990.

2. EVED: Etude des méthodes d’auscultation etd’observation des chaussées; EVED-Rapport derecherche 166, 1988.

3. Highway Products International; Paris, Ontario,Documentation de la société.

4. Viaconsult AG, Zürich: Documentation.

3. Routes

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Une possibilité d'exploitation des mesures: profils en tra-vers

PI-BAT3. Routes

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Appareil de mesures non destructives pour le relevéde l’état de la fondation et des joints de routes enbéton, ainsi que de l’adhérence des couches sur lesouvrages d’art. Lorsque la couche de revêtementest régulière et en bon état, l’appareil permetégalement d’apprécier la stabilisation des sols auciment (relevé de points faibles).


– Relevé de données pour l’appréciation des routesen béton.

– Appréciation de l’état du support (recherche desvides) des dalles de béton.

– Appréciation de la transmission des charges etdes mouvements relatifs au droit des joints.

– Mise en évidence des défauts d’adhérence entreles couches sur les ouvrages d’art (liaison entrel’étanchéité et le revêtement).

– Appréciation de l’état des stabilisations de solsau ciment (localisation des zones où la portanceest réduite).


– Déflexion dynamique de la surface de lachaussée, en valeurs relatives dans l’élémentanalysé (par étalonnage on peut transformer lesvaleurs mesurées en valeurs absolues).


L’appareil travaille selon le principe d’un rouleau vi-brant provoquant une déflexion dynamique avecune fréquence de 60 Hz. Pour simuler l’action deroues jumelées, l’enveloppe du rouleau est entou-rée de deux bandages en caoutchouc. La déflexiondynamique est relevée par quatre géophones mon-tés dans une roue spéciale remplie d’eau. Cette roue«hydrophonique» joue le rôle d’un filtre (filtrage dessignaux parasites tels que ceux provoqués par desvéhicules circulant sur la chaussée voisine ou pardes irrégularités du revêtement contrôlé). Le signalmesuré, après un nouveau filtrage est ensuite tracésur papier et/ou stocké sur bande magnétique. Latempérature du revêtement est régulièrementmesurée. Les points de repère (par exemple: joints,fissures, kilométrage, etc.) sont également relevés.L’interprétation comporte l’appréciation du tracéainsi que de l’amplitude du signal mesuré.

Collographe LCPC

Collographe LCPC

PI-BAT


Le travail est effectué avec une équipe de deuxhommes dûment instruits. La mesure est effectuéeà une vitesse de 3 à 4 km/h, réglée selon l’état de lasurface du revêtement. En fonction des conditionslocales, il faut prévoir soit l’accompagnement parun véhicule de sécurité, soit la fermeture de la piste(tracés avec visibilité limitée).

Les valeurs brutes mesurées sont saisies sur papieret/ou sur bande magnétique pendant la course,pour être ensuite exploitées au bureau (rapport,tableaux, graphiques et statistiques). Si nécessairele profil de déflexion relevé peut être établi à uneéchelle appropriée. Les résultats de l’appréciation(caractéristiques des plaques, état des joints, etc.)peuvent être étudiés et stockés dans une banque dedonnées électronique.

Coût: Fr. 350.– à 750.– par kilomètre, en fonction dutype et de l’importance des mesures ainsi que desexigences pour la représentation graphique.

Appréciation

Appareil éprouvé pour le relevé en continu de ladéflexion dynamique. Le procédé fournit, enparticulier pour les routes en béton, de nombreusesinformations. La circulation à petite vitesse pour lesmesures provoque des entraves à la circulation.

Pour l’exploitation des mesures et l’établissementdu rapport, il faut compter deux à trois jours detravail.

Bibliographie

1. Le collographe; Bulletin de liaison deslaboratoires des Ponts et Chaussées, numéro126, 1983; description de l’appareillage.

2. S.A.C.R. SA, Ecublens/Zurich: Documentation.

3. Routes

125

Résultats des mesures du collographe LCPC

PI-BAT3. Routes

126


Véhicule de mesure permettant de déterminer laportance de la superstructure d’une route, par lamesure de la déflexion lors de passages à vitesseréduite. Le système est particulièrement bienadapté pour la saisie de la portance en continu, soitcomme base pour l’appréciation de la portanceselon bibliographie 1, soit pour la détermination desrenforcements nécessaires pour les revêtementsbitumineux selon bibliographie 2.


– Mesures avec un maillage serré des valeurs de ladéflexion de tronçons routiers complets.

– Saisie de données en vue de la détermination del’épaisseur du renforcement nécessaire.

– Découpage de la route en tronçons «homo-gènes» pour la planification des mesures derenforcement nécessaires.

– Contrôle de l’homogénéité des différentescouches d’une chaussée en béton.


– Déflexion de la surface d’une chaussée, en tantque caractéristique de sa portance.


Les déplacements verticaux déterminant ladéflexion sont mesurés par des capteurs disposéssur un cadre fixé au châssis par un dispositifassurant sa liberté de mouvement dans le senslongitudinal et dans le sens vertical. La mesure esteffectuée dans le trajet des deux roues jumelées,avec une charge normalisée de 5 ou de 6.5 t (charged’essieu de 10 ou 13 t). Les capteurs agissent toutd’abord sur un bras mobile qui, par rotation,transforme le signal en un déplacement verticalcorrespondant à la déflexion de la pointe de contact.L’intervalle des mesures de la déflexion, souschaque trajet des roues jumelées, est de 4 à 6 mselon le type de déflectographe. A côté de la mesurede la déflexion maximale, l’inflexion de la courbedes déflexions est également représentée.

La température de la surface de la route est mesuréeavec une sonde à infrarouge.

Déflectographe Lacroix

Déflectographe Lacroix

PI-BAT


Le travail est exécuté par une équipe de deuxhommes dûment formés. Les mesures sont effec-tuées à une vitesse de circulation de 2 à 4 km/h. Lorsde mesures avec une charge d’essieu de 13 tonnes,une autorisation spéciale est nécessaire.

En fonction des conditions locales, il est nécessairede prévoir soit l’accompagnement par un véhiculede sécurité, soit la fermeture de la piste pour lesroutes à fort trafic.

Les mesures brutes sont saisies sur disquettes pen-dant la course de mesure, pour être ensuite exploi-tée au bureau sous forme de rapport, graphiques etstatistiques. Les mesures exploitées peuvent êtreconservées dans une banque de donnéesélectronique.

Coût: Fr. 500.– à 700.– par kilomètre contrôlé, selonle type et l’étendue des mesures.

Appréciation

Appareillage de mesure éprouvé pour le relevé d’ungrand nombre de mesures de déflexion. Pour lesroutes en béton, l’installation est de moindre intérêt(très petites valeurs de la déflexion/tassements,larges inflexions de la courbe des déflexions).

La circulation à petite vitesse pour les mesuresprovoque des entraves à la circulation.

Pour l’exploitation des mesures et l’établissementdu rapport, il faut compter un à trois jours de travailpar jour de mesure.

Bibliographie

1. VSS: SN 640 925, Relevé et évaluation de l’étatdes routes; 1990.

2. VSS: SN 640 738, Réparations et réfections deschaussées, Renforcement de la superstructureavec matériaux hydrocarbonés; 1977.

3. EVED: Etude des méthodes d’auscultation etd’observation des chaussées, EVED-Rapport derecherche 166, 1988.

4. Laboratoire Central des Ponts et Chaussées,Paris: Documentation.

5. S.A.C.R. SA, Ecublens/Zurich: Documentation.

3. Routes

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Déflectographe Lacroix; détail de l'équipement de me-sure

PI-BAT3. Routes

128


L’essai n'est pas normalisé.L’équipement est montésur une remorque pour la mesure de la portance defaçon non destructive. L’essai est approprié pourcaractériser la portance, la détermination descouches de renforcement nécessaires ainsi quepour vérifier l’état des différentes couches de lasuperstructure et de la fondation.


– Recherche de la portance d’éléments déterminés.– Etablissement de données pour la détermination

des renforcements.– Découpage de la route en tronçons «homo-

gènes» pour la planification des mesures derenforcement nécessaires.

– Contrôle de l’état des différentes couches d’unechaussée.


– Valeur de la déflexion sous l’impulsion d’unecharge dynamique.

– Modules d’élasticité des différentes couches.


On laisse tomber, d’une hauteur déterminée, unemasse de grandeur variable (mouton) sur uneplaque de charge disposée sur la chaussée. L’im-pulsion ainsi créée simule bien l’effet d’une chargeroulante en ce qui concerne la force exercée et ladurée de la sollicitation. L’équipement de mesurecomprend d’une part un appareil pour mesurer laforce exercée et d’autre part des géophones qui,placés à différentes distances du point de chute,saisiront les déplacements verticaux des différentspoints de mesure (valeurs de la déflexion).

Interprétation

Pour l’interprétation, l’appréciation de l’état desdifférentes couches résulte du calcul des modulesd’élasticité des couches à partir de l’inflexion de lacourbe des déflexions. Pour ce faire, il estnécessaire de connaître l’épaisseur de toutes lescouches, de même que la température dans lescouches liées au bitume.


Mesure de la déflexion avecmouton

Appareillage pour la mesure de la déflexion par moutonen cours de mesure

PI-BAT

Le travail est exécuté par une équipe de deuxhommes dûment instruits. Pour l’exécution d’unemesure (un cycle de charge), le véhicule de mesure(voiture légère avec remorque) doit s’arrêter durant2 minutes environ. Le contrôle du stationnement esteffectué depuis la voiture tractrice. Celle-ci contientégalement l’appareillage de commande ainsi quel’unité pour la saisie et l’exploitation des données(Personal-Computer). Les mesures brutes sontstockées sur un support électronique. L’exploitationde ces valeurs est effectuée au bureau (calculs desmodules d’élasticité à partir de formules et modèlesspéciaux). Les mesures exploitées sont présentéessous forme de rapport comprenant des tableaux,des graphiques et des statistiques. Par ailleurs cesrésultats peuvent être stockés dans une banque dedonnées électronique. Un véhicule de sécurité estnécessaire en fonction des conditions locales, le caséchéant la fermeture d’une piste peut s’avérernécessaire pour les routes à fort trafic.

Coût: à partir d’environ Fr. 5’000.– par jour demesure (capacité de mesure journalière: environ300 points).

Appréciation

Procédé performant et offrant un vaste champd’application pour des recherches détaillées surl’état de la structure des revêtements routiers.

Circulation entravée du fait de l’arrêt nécessairepour effectuer les mesures.

Exploitation des résultats et préparation du rapport:de deux jours à une semaine par jour de mesure, enfonction de l’importance de l’interprétation deman-dée.

Bibliographie

1. EVED: Etude des méthodes d’auscultation etd’observation des chaussées, EVED-Rapport derecherche 166, 1988.

2. Dynatest Engineering A/S, Vedbaek, DK: Docu-mentation de la société.

3. KUAB Konsult & Utveckling, Rättvik, S: Docu-mentation de la société.

4. A/S Phoenix, Vejen, DK: Documentation de lasociété.

3. Routes

129

Schéma du fonctionnement de l'appareillage de mesurede la déflexion par mouton

PI-BAT3. Routes

130


Véhicule de mesure pour le contrôle de la qualitéantidérapante, par la mesure du frottement lors decourse rapide. Système adéquat pour la saisie encontinu de la qualité antidérapante, conformémentaux documents cités sous bibl. 1. et bibl. 2.


– Contrôles systématiques de la qualité antidéra-pante de réseaux routiers complets.

– Contrôles de travaux.– Expertises en cas d’accidents.


– Coefficient de frottement de la chaussée mouillée,avec roues bloquées ou freinées.


La mesure est effectuée avec un véhicule lourd spé-cial, tractant des roues de mesures dans les deuxtraces de roues de la route. Le mode d’action desdeux roues de mesure, normalement équipées avecles pneus de mesure AIPCR, correspond à celui del’appareil Skiddomètre (SN 640 510b). C’est-à-direque des mesures sont possibles, tant avec la rouede mesure bloquée, qu’avec un patinage constant(environ 14 %). L’eau d’arrosage est transportéedans une citerne chargée sur le véhicule. L’arrosageconforme à la norme est assuré par une pompe. Ladétermination du coefficient de frottements’effectue par la mesure de l’effort sur la roue.


Le travail est exécuté par une équipe de deuxhommes, dûment instruits. Le coefficient defrottement est mesuré en continu, jusqu’à unevitesse de 120 km/h. Pour les mesures à une vitessesupérieure à 80 km/h, une autorisation spéciale estnécessaire.

Les mesures brutes sont stockées sur un supportélectronique pendant la course de mesure, pourêtre ensuite exploitées au bureau (rapport avectableaux, graphiques et statistiques). Les mesuresmises en valeur peuvent être stockées dans unebanque de données.

SRM 91, Mesure du frottement(Stuttgarter Reibungsmessernouvelle version)

Véhicule de mesure SRM

Véhicule SRM vu de l'arrière, panneau de signalisation etroue de mesure

PI-BAT

Coût: aucune valeur n’est encore disponible pourl’instant (mise en service du véhicule de mesure enSuisse: en 1992).

Appréciation

Appareillage permettant la saisie rapide et sans en-trave pour la circulation, de la qualité antidérapantede tronçons de chaussées, simultanément dans lesdeux traces de roues de la route. La capacité de laciterne d’eau (jusqu’à 4’000 l) assure une grandecapacité de mesure.

Pour l’exploitation des résultats d’une journée demesure, il faut compter deux à trois jours de travail.

Bibliographie

1. VSS: SN 640 510b, Qualité antidérapante,méthode de mesure; 1986.

2. VSS: SN 649 925, Relevé et évaluation de l’étatdes routes.

3. Institut für Verkehrsplanung, Transporttechnik,Strassen- und Eisenbahnbau ETHZ: InterneDokumentation.

3. Routes

131

SRM, roue de mesure

PI-BAT3. Routes

132

Notes personnelles

PI-BAT

Page

Réseaux de conduites, définition et délimitation 135

4.1 Démarche pour l’auscultation des réseaux de conduites 136



Indication

D’autres informations pour l’auscultation de structures qui font partie de réseaux de conduites (ouvragesspéciaux, réservoirs, installations de répartition, etc.) sont données dans le chapitre 2. Structures.

Lors de l’auscultation de réseaux de conduites, il est toujours nécessaire de tenir compte des lois, desprescriptions et des directives des associations professionnelles et des institutions concernées (IFICF, IFP,PTT, ASE, Services électriques, SSIGE, etc.). L’ingénieur chargé de la coordination et de la conduite desauscultations est responsable de faire respecter toutes les directives concernées.

4. Réseaux de conduites

133


PI-BAT4. Réseaux de conduites

134

Notes personnelles

PI-BAT

Réseaux de conduites, définitionet délimitation

Dans le cadre du présent manuel, la notion de ré-seaux de conduites est employée pour desconduites enterrées situées à l’extérieur des bâti-ments. Ce sont des réseaux d’approvisionnement etd’évacuation, et ils constituent des réseaux souter-rains ramifiés très étendus. Le nombre des partici-pants intervenant pour leur réalisation est engénéral limité. Le projet et l’exécution de réseaux deconduites sont fortement standardisés. Il est néces-saire de se conformer aux lois ainsi qu’aux pres-criptions et directives de diverses organisations. Lesréseaux de conduites sont, selon leur exploitation,exposés à des usures très différentes. Leur durée devie est toutefois comparable à celle des structures(50 à 100 ans), ceci si l’on fait abstraction des solli-citations accrues consécutives à l’augmentation del’utilisation. Pour la réalisation ou le renouvellementde réseaux de conduites, les coûts des conduiteselles-mêmes sont en règle générale faibles encomparaison des coûts des fouilles et de la remiseen état des chaussées. Pour l’exploitation etl’entretien il existe en général des responsablesexploitants et propriétaires bien définis. Desproblèmes apparaissent, dans la majorité des cas,à cause de la proximité dans un espace restreint dedivers réseaux et des compétences des diversresponsables dont la coordination donne lieu à desdifficultés.

Les réseaux de conduites sont difficilement acces-sibles pour l’auscultation. Par ailleurs il faut aussiconsidérer les exigences liées aux perturbations del’exploitation, et ceci non seulement pour le réseaului-même mais souvent aussi pour le trafic dans lazone du réseau.


135

Le manuel donne des indications pour l’auscultationdes canalisations et des réseaux de distribution d’eauet de gaz (avec limitation aux conduites sans protectioncathodique). Vu le grand nombre de types de réseaux(par exemple: chauffage à distance, électricité, télé-phone, radio et télévision, mise à terre, etc.) une limi-tation était indispensable. Les réseaux traités dans leprésent manuel représentent un volume d’investisse-ment considérable, réparti sur un grand nombre demaîtres d’ouvrages (communes, entreprises, associa-tions d’intérêts, etc.). Pour la maintenance (surveillan-ce, entretien et renouvellement) de ces réseaux, il estaussi plus souvent fait appel à des bureaux d’ingé-nieurs privés que pour les autres réseaux.


PI-BAT

L’exposé «Démarche pour l’auscultation des réseauxde conduites» traite en premier lieu des réseaux dedistribution d’eau et de gaz à basse pression. Les com-mentaires sont cependant également valables pourd’autres réseaux de conduites enterrées, par exemplepour le transport de liquides ou de gaz dangereux pourl’environnement; dans de tels cas on prendra enconsidération des exigences plus élevées. Les réseauxde canalisations ne sont en général pas sous pressionet, pour diverses raisons, ils peuvent être réalisés avecdes tuyaux de matières très différentes. L’auscultationdes réseaux de canalisations est actuellement effectuéepresque exclusivement avec la caméra de télévisionpour canalisations ou par visite directe. La fichetechnique «Caméra de télévision pour canalisations»(➧ p. 152) donne de nombreuses informations à ce sujet.


136

4.1 Démarche pour l’auscultation des réseauxde conduites

Introduction

Les réseaux de conduites enterrées servent autransport de gaz et de liquides et représentent, avecles autres équipements d’infrastructure, un élémentimportant de notre vie. Pour assurer à l’industrie,aux ménages et à l’artisanat une alimentation sûre,de qualité, à la pression de service nécessaire et enquantité constamment suffisante, il faut que les ré-seaux de distribution soient maintenus dans un étatoptimal. Une surveillance régulière et avec desobjectifs précis est de ce fait importante pour toutesles sociétés de distribution.

Pertes

Les réseaux de canalisations enterrées échappent àla surveillance visuelle directe. La durée de vie pré-vue pour ces installations est de 50 à 80 ans.

Du fait de diverses influences telles que l’âge, lacorrosion, les courants vagabonds, les sollicitationsorganiques ou galvaniques, les tassements et lescontraintes, etc., les réseaux de canalisationsperdent leur étanchéité.

De telles fuites et les pertes qui en résultent sont iné-vitables. On s’efforcera cependant constamment deles minimiser, ceci pour des raisons de sécuritégénérale, de sécurité de l’approvisionnement et dudevoir d’entretien. La signification économique etécologique de cette lutte contre les pertes estaujourd’hui plus importante que jamais. L’eau, entant qu’aliment, n’est disponible qu’en quantitélimitée qui ne peut être augmentée. Les pertes degaz provoquent en premier lieu un problème desécurité, mais il faut aussi les éviter pour des raisonsécologiques (le méthane contribue de manièreimportante à l’effet de serre). La protection del’environnement est devenue primordiale dès qu’ils’agit d’éléments dangereux pour l’environnement(gaz ou liquides). Les exigences en vigueur sontbasées sur ces dangers.

Problématique de la détection des fuites

De nombreux procédés permettent, avec plus oumoins de succès, de détecter et de localiser lespertes. Des pertes graves et soudaines sont le plussouvent vite décelées et réparées. Les pertes faiblesou moyennes ne sont constatées que lors derecherches systématiques ou par des informations.Pour l’auscultation des différents réseaux deconduites, les techniques applicables sont sem-

Les conduites enterrées sont difficilement accessibles

Des plans mis à jour d'un réseau sont les conditions préa-lables à toute mesure de maintenance

PI-BAT

blables. Grâce à la miniaturisation actuelle desappareils électroniques, le développement despossibilités d’investigations des réseaux avec desrobots intelligents se généralise.

Analyse d’un réseau de conduites

Une étude systématiques des pertes est unecondition préalable à l’assainissement d’un réseau.Une première étape porte sur l’analysecomparative, par secteurs géographiques, desvariations des consommations locales par rapportaux consommations moyennes. Si les moyens desurveillance du réseau sont insuffisants, il faut lesdévelopper. L’étape suivante pour la localisationrapide de défauts consiste à installer, de manièrepermanente, des postes de mesure permettant delocaliser les pertes par zones de dimensionsréduites. Il est alors possible de procéderrapidement et de façon précise à une analyse fine,par mesure de la «consommation nulle». Pour lesconduites de gaz, la détection des fuites avec desappareils «renifleurs» (détecteurs de traces de gaz)prend une grande importance.

Lors de la surveillance de réseaux de conduites en-terrées, il faut donner autant d’importance à la re-cherche des causes des dégâts qu’à leur localisa-tion. Beaucoup de dégâts sont imputables à lacorrosion (voir «Corrosion dans les réseaux deconduites») due au sol (conditions électrochi-miques défavorables) ou à d’autres conditionsmarginales à proximité de la conduite (courantsvagabonds, formation de macro-éléments avec lesstructures en béton armé, etc.). De nombreuxdégâts (par exemple dégâts de tassements) sontdus aux caractéristiques du sol. Dans le cadre de lasurveillance, on exécute donc des recherchesspécifiques (par exemple sondages, mesures de laconductibilité du sol, mesures des courants vaga-bonds et du potentiel de corrosion, etc.).

Mesures d’organisation

Lors d’une étude d’extension d’un réseau, il fautprendre toutes les mesures préventives possiblespour éviter les pertes (voir «Construction neuve etsurveillance»). L’entreprise de distribution jouedans ce cas un rôle essentiel. Les points faibles dusystème peuvent être analysés avec l’aide desbilans de consommation, de la documentation surle réseau et des données sur les dégâts.


137

Année eau eaude de la total vente perte

sources nappe en en en1000 m3 1000 m3 1000 m3 1000 m3 1000 m3

1983 255 171 426 290 136

1984 280 190 470 329 141

1985 300 205 505 375 130

1986 310 120 430 336 94

1987 344 230 574 414 160

1988 345 251 596 477 119

1989 305 178 483 411 72

1990 310 295 605 527 78

Les statistiques des consommations représentent unedonnée importante pour la lutte contre les pertes

Plan d'une installation permanente de mesurage. Les ins-tallations permanentes de mesurage fournissent des don-nées importantes pour la première analyse


138

Notes personnelles

PI-BAT

Notes personnelles


139


140

Notes personnelles

PI-BAT


Page


Liste des tableaux:

Canalisations (≥ 800 mm) 144

Canalisations (< 800 mm) 145

Conduites de distribution d’eau 146

Conduites de distribution de gaz 147

Lors de l’auscultation de réseaux de conduites, il est toujours nécessaire de tenir compte des lois, desprescriptions et des directives des associations professionnelles et des institutions concernées (IFICF, IFP,PTT, ASE, Services électriques, SSIGE, etc.). L’ingénieur chargé de la coordination et de la conduite desauscultations est responsable de faire respecter toutes les directives concernées.


141


142

Notes personnelles

PI-BAT


Les techniques d’auscultation décrites de façon plusdétaillée dans les fiches techniques sont soulignéesdans les tableaux de cette vue d’ensemble. Un ren-voi (➧) disposé à côté de la technique d’auscultationconsidérée indique le numéro de la page de la fichetechnique correspondante.






Les techniques d’auscultation mises entre paren-thèses dans cette vue d’ensemble, n’ont qu’un in-térêt pratique restreint. Ces techniques d’ausculta-tion sont en général d’un coût relativement élevé etleur interprétation est discutable. De telles tech-niques d’auscultation peuvent toutefois apporter,dans certains cas particuliers, une contribution àune meilleure appréciation d’un problème.


143


Les tableaux donnent une vue d’ensemble des techniques d’auscultation disponibles pour l’examen d’unepartie d’ouvrage ou d’un matériau déterminé. Il a été tenté de considérer, pour autant que possible, toutesles méthodes d’auscultation utilisables dans la pratique. Toutefois, dans quelques cas particuliers, il est faitmention de techniques d’auscultation dont l’utilisation pratique est restreinte. Il apparaît aussi dans ces ta-bleaux si d’autres données sur une technique mentionnée sont contenues dans le manuel, et où elles peuventêtre trouvées.

PI-BAT

1) Conditions générales et prestations pour le contrôle par caméra de télévision, VSA 1986 (en cours de révision)2) Norme SIA 190, Canalisations


144

Objet de l'auscultation:Canalisations (accessibles, Ø ≥ 800 mm)




Dégâts des tuyaux Visite / Examen visuel ➧ p. 154Essai de coloration

Dégâts des joints Visite / Examen visuel ➧ p. 154Essai de coloration

Dépôts Visite / Examen visuel ➧ p. 154

Branchements Visite / Examen visuel ➧ p. 154Caméra de télévision1)

➧ p. 152Essai de rinçage

Etanchéité Visite / Examen visuel ➧ p. 154Essai de pressionEssai de colorationObturateur double

Déformations NivellementNivellement hydrostatiqueInclinomètreMesure de profil

PI-BAT 4. Réseaux de conduites

145


1) Conditions générales et prestations pour le contrôle par caméra de télévision, VSA 1986 (en cours de révision)2) Norme SIA 190, Canalisations

Objet de l'auscultation:Canalisations (non accessibles, Ø < 800 mm, à écoulement à nappe libre)




Dégâts des tuyaux Caméra de télévision1)

➧ p. 152Robot pour canalisationsEssai de coloration

Dégâts des joints Caméra de télévision1) ➧ p. 152Chariot (calibrage)Essai de coloration

Dépôts Caméra de télévision1) ➧ p. 152Contrôle par miroirs

Branchements Caméra de télévision1) ➧ p. 152Essai de rinçage

Caméra de télévision [accès spécial]1)

Etanchéité Essai de pression2) Chariot à double chambreEssai de colorationObturateur double

Avec les moyens connus, les canalisations sous pression ne peuvent être auscultées que de façon trèslimitée.


146

1) Les impacts sur l'ouvrage dépendent du mode de construction de la partie du réseau concernée (branchements,regards d'accès pour les appareils, etc.)

2) Pour conduites métalliques

Objet de l'auscultation:Conduites de distribution d'eau

Caractéristique recherchée ouélément examiné

Technique d'auscultationnon destructive

Analyse des pertes Mesure de la consommation nocturne ➧ p. 156Mesure des pertes par grands secteurs1) ➧ p. 158Mesure des pertes par petits secteurs ➧ p. 160Mesure de la consommation nulle ➧ p. 160Essai de pression par secteurs ➧ p. 160Méthode acoustique de contrôle des pertes ➧ p. 162Repérage acoustique des pertes depuis la surface ➧ p. 164Méthode par corrélation acoustique ➧ p. 166Méthode par variation des pressionsMéthode par variation des débitsMéthode par variation des débits et corrélationComparaison avec la consommation 1)

Méthode par onde de pression 1)

Méthode avec chariotEssai de pressionMéthode par mesure des débits d’entrée et de sortie

Localisation des pertes Repérage acoustique des pertes depuis la surface ➧ p. 164Méthode par corrélation acoustique ➧ p. 166Détermination des volumesMéthode par insufflation d’airMéthode par insufflation de gaz (Hélium)Méthode avec chariot et chute de pression1)

Chariot avec hydrophone et enregistreur 1)

Etat des conduitesCorrosion

Chariot «intelligent»Mesure de potentiel 2)

Caméra de télévision pour canalisationsExamen du sol

Etat des conduitesDéformations

Calibrage avec chariot1)

Examen du sol

Des indications en ce qui concerne le problème de la corrosion de conduites métalliques sont données dansla fiche technique «Corrosion dans les réseaux de conduites». ➧ p. 170

PI-BAT 4. Réseaux de conduites

147

1) Pour conduites métalliques

Objet de l'auscultation:Conduites de distribution de gaz (basse pression)

Caractéristique recherchée ouélément examiné

Technique d'auscultationnon destructive

Analyse des pertes Mesure de la consommation (selon l’équipement du réseau, il est aussi possible d’utiliser des méthodes analogues à celles utilisées pour les conduites d’alimentation en eau: mesure de la consom - mation nocturne ➧ p. 156 mesure des pertes par grands secteurs ➧ p. 158 etc.Essai de pressionChariot

Localisation des pertes Méthode acoustique de contrôle des pertes ➧ p. 162Localisation des fuites avec le détecteur de gaz , avec trou de sondage ➧ p. 168 avec sonde aspirante, traceur de fuite ➧ p. 158

Etat des conduitesCorrosion

Chariot «intelligent»Mesure de potentiel 1)

Examen visuel [fouille] Examen du sol

Etat des conduitesDéformations

Chariot spécial pour mesuresRadiographieUltrasonsExamen du solEssai de flexion [prélèvement d’un tronçon de conduite]


Les réseaux de conduites de distribution de gaz faisant l'objet de ce tableau traitent des réseaux à bassepression, exécutés sans protection cathodique.

Des indications en ce qui concerne le problème de la corrosion de conduites métalliques sont données dansla fiche technique «Corrosion dans les réseaux de conduites». ➧ p. 170


148

Notes personnelles

PI-BAT


Page



Réseaux de canalisations:

Caméra de télévision pour canalisations 152

Visite de canalisations de Ø ≥ 800 mm 154

Réseaux de distribution d’eau:

Mesure de la consommation nocturne 156

Mesure des pertes par grands secteurs 158

Mesure des pertes par petits secteurs avec by-pass 160Mise en pression par secteurs,Mesure de la consommation nulle

Méthode acoustique de contrôle des pertes 162

Repérage acoustique des pertes depuis la surface 164

Méthode par corrélation acoustique 166

Réseaux de distribution de gaz:

Localisation des fuites avec le détecteur de gaz 168

Corrosion:

Corrosion dans les réseaux de conduites 170

Lors de l’auscultation de réseaux de conduite il est toujours nécessaire de tenir compte des lois, desprescriptions et des directives des associations professionnelles et des institutions concernées (IFICF, IFP,PTT, ASE, Services électriques, SSIGE, etc.). L’ingénieur chargé de la coordination et de la conduite desauscultations est responsable de faire respecter toutes les directives concernées.


149


150

Notes personnelles

PI-BAT






Sur quelles caractéristiques peut-on obtenir desinformations?Les informations sont-elles directes ou indirectes?Les informations sont-elles qualitatives ouquantitatives (précision), ponctuelles ou étendues?



Interprétation



151


Equipement, appareils, équipe de mesures,exigences requises des équipes de mesures?Nécessité de raccordement en eau, électricité?Autres conditions;intempéries, accessibilité, etc.?

Description du déroulement du travail (travauxpréparatoires, emploi des appareils, évaluation,etc.) et perturbations éventuelles de l’exploitation.

Coût (ordre de grandeur).

Appréciation


Bibliographie

Principales références bibliographiques pourl’obtention de renseignements complémentaires.


A part quelques exceptions, toutes les fiches techniques sont établies selon le même schéma. La recherchedes informations souhaitées est ainsi simplifiée. Des commentaires sur les différentes rubriques des fichessont donnés ci-dessous. Ces commentaires ont aussi servi de fil conducteur pour l’établissement des fiches.Les informations données n’ont pas été établies dans l’esprit de servir de mode d’emploi pour la pratiqueou l’utilisation des appareils; elles doivent toutefois pouvoir aider l’ingénieur chargé de l’auscultation d’unouvrage à trouver les bons «outils». Les fiches techniques contiennent les informations nécessaires àl’ingénieur dans son travail de coordination lorsqu’il est nécessaire de faire appel à des spécialistes.


152


Pour les investigations dans les canalisations avecla caméra de télévision, l’ASPEE a établi un cata-logue de prestations avec des exigences générales.


La caméra de télévision pour canalisations est miseen œuvre pour l’investigation des canalisations deØ 200 à 700 mm et des raccordements aux im-meubles de Ø 100 à 300 mm. L’application est pos-sible pour n’importe quel type de matériau des ca-nalisations.


Avec la caméra de télévision pour canalisations,l’opérateur peut observer l’intérieur d’une portionde la canalisation. L’état de cette portion peut ainsiêtre évalué, en distinguant les défauts particulierssuivants:– dégâts mécaniques;– présence de racines;– zones non étanches;– branchements saillants ou mal exécutés.


L’équipement est constitué par une caméra vidéomontée sur une luge mobile. La caméra se déplaceà l’intérieur de la canalisation sur cette luge mobiletélécommandée. La caméra, l’objectif et la luge doi-vent être choisis en fonction du diamètre de la ca-nalisation. Le relevé est conservé sur bande ma-gnétique, permettant ansi, en tous temps, lacomparaison avec le relevé précédent. Une pre-mière interprétation est possible immédiatement àpartir du moniteur situé dans la voiture de com-mande. La localisation des points relevés est pos-sible avec une précision de l’ordre de ± 20 cm.


Une présentation détaillée de l’équipement d’unecaméra de télévision pour canalisations se trouvedans les «Conditions générales et prestations pourles contrôles par caméra de télévision pour canali-sations» de l’ASPEE. Du fait de l’équipement spécialnécessaire, on doit recourir à une entreprisespécialisée et équipée en conséquence. Les exi-gences (bibl. 1) fixent une longueur de câble pour

Caméra de télévision pour canalisations

Véhicule pour caméra de télévision pour canalisations

Véhicule pour caméra de télévision pour canalisa-tions en cours d'auscultation

Vue de l'intérieur d'un véhicule pour caméra detélévision pour canalisations

PI-BAT

la caméra d’au moins 180 m. Pour l’identification durelevé, l’indication en surimpression de l’image dela date d’exécution, de la désignation de l’objet, dela distance et de la numérotation des photos estobligatoire; l’indication du diamètre de la canalisa-tion et de la pente longitudinale est facultative. Pourle constat de dégâts ou de points particuliers, onutilise une caméra fixe, commandée directement àpartir du moniteur. La voiture de mesure doit dis-poser de sa propre production de courant.

Une investigation avec la caméra de télévision pourcanalisations doit être soigneusement préparée, ilfaut:– réunir les plans et les documents disponibles;– nettoyer la canalisation avant l’investigation;– préparer les bases du procès–verbal.

L’interprétation doit être faite par un spécialiste oupar un ingénieur communal.

Pour les offres il est recommandé de se baser surles conditions de l’ASPEE (offres comparables!).Les coûts de l’investigation proprement dite varientde Fr. 130.– à 170.– par heure d’engagement. La ca-pacité journalière est, selon les circonstances, de600 à 1’200 m de canalisations.

Appréciation

L’auscultation avec la caméra de télévision pour ca-nalisations est souvent la seule méthode d’examenpossible pour les canalisations. La méthode estéprouvée et, utilisée par des spécialistes correcte-ment équipés, elle donne de bons résultats. L’inter-prétation des relevés requiert des spécialistes oudes ingénieurs expérimentés. L’interprétation nedevrait qu’exceptionnellement être confiée à la so-ciété qui fait le relevé.

Le rapport de l’auscultation avec les relevés vidéodoit être structuré en fonction de l’urgence des in-terventions nécessaires.

Selon les circonstances, des essais complémen-taires sur le sol de fondation, le matériau de lacanalisation et d’autres paramètres peuvent aiderl’interprétation.

Bibliographie

1. ASPEE: Conditions générales et prestations pourles contrôles par caméra de télévision pour ca-nalisations; 1986 (actuellement en révision).

2. Stein D., Niederehe W.: Instandhaltung vonKanalisationen; Ernst & Sohn, Berlin, 1987.


153

– Branchement– Manchon– Joint– Paroi– Fissure– Trou– Cassure– Affaissement– Courbe– Retenue

– A gauche– Voûte– Radier– A droite

– Longitudinalement– Transversalement– Léger– Important

– Obstrué– Libre– Saillant– Mauvaise insertion– Mal nettoyé– Pas nettoyé– Délavé– Rongé– Cassé– Calcifié– Rouillé

– Racine– Arrivée d’eau– Armature– Ancrage– Visible

– Interruption TV

Eléments distincts d’un rapport d’auscultation

Images obtenues avec la caméra de télévision pour ca-nalisations


154


Les canalisations à partir d’un diamètre de 800 mmsont considérées comme accessibles à la circulationdes personnes. L’inspection est effectuée lors devisites.


Tous les types de tuyaux se prêtent à l’inspectiondes canalisations par visites.


Les caractéristiques étudiées et leurs interpréta-tions sont identiques à celles recherchées avec lacaméra de télévision pour canalisations.


Les points à relever sont localisés par mesurageavec un mètre à ruban.Pour le contrôle de la pente, on peut utiliser un ni-veau à laser.


Lors de la visite de canalisations, il faut respecter lesprescriptions et directives de sécurité (en particuliercelles de la CNA).

Une investigation par visite demande égalementune bonne préparation:– collecte des plans et documents disponibles;– nettoyage de la canalisation;– prévoir éventuellement la dérivation de la

canalisation (éventuellement par pompage).

Le relevé des points particuliers et les observationsqui s’y rapportent peuvent, de manière pratique,être dictés sur un enregistreur. Ces relevés sontensuite évalués et interprétés au bureau, puistranscrits sur un procès-verbal.

Appréciation

Mêmes remarques que pour la caméra de télévisionpour canalisations.

Bibliographie

1. ASPEE: Principes pour l’entretien des conduiteset des installations des canalisations et des drai-nages (en préparation).

Visite de canalisations de Ø ≥ 800 mm

Visite d'une canalisation

PI-BAT

Notes personnelles


155


156


La comparaison des valeurs statistiques de laconsommation d’eau et du pourcentage de perteavec les valeurs de l’année précédente permet unepremière analyse grossière en vue de la détectiondes pertes.

La mesure périodique pour les différentes zones dedistribution de la consommation nocturne entre02h00 et 04h00 permet la détection rapide despertes d’eau et la vérification du résultat des répa-rations effectuées.


Le procédé est applicable dans tous les réseaux dedistribution d’eau. Si le réseau n’est pas équipéd’installations de mesurage et d’enregistrementautomatique, il est possible d’exécuter périodique-ment des mesures isolées.


Mesure approximative des pertes dans des zonesde distribution déterminées. Détection des varia-tions de la consommation nocturne en tenantcompte du jour de la semaine, de la saison et desconsommateurs nocturnes.


Les installations automatiques de mesure à distan-ce pour la surveillance du réseau doivent permettred’enregistrer le minimum et le maximum de laconsommation journalière, ainsi que la consom-mation nocturne horaire, ceci pour les différenteszones de distribution.

Si ces installations de surveillance n’existent pas ousont insuffisantes, les données sur la consom-mation sont établies à partir des niveaux desréservoirs ou de stations de mesure spécialementinstallées à cet effet.

Interprétation

Les valeurs mesurées de la consommation noctur-ne sont comparées aux valeurs mesurées de ma-nière identique lors de contrôles précédents, et avecun réseau intact.

Pour l’évaluation approximative de la valeur despertes, la consommation nocturne normale ne de-

Mesure de la consommationnocturne

Graphique des consommations horaires

Mesure de la consommation nocturne, consommationpar minute

PI-BAT

vrait pas dépasser 1% de la valeur moyenne jour-nalière. Lors des premières mesures, à part les va-leurs de la consommation, il faut aussi relever lalongueur des conduites, le nombre d’habitants, ladensité de la population, la consommation journa-lière moyenne de la zone considérée, ainsi quetoutes autres données nécessaires à l’interprétationdes mesures.

En fonction de la densité de la population, on peutdéduire de la consommation totale relevée 1 à 2 l/p h(par personne et par heure), ainsi que 90 à 120 l/hpar km de conduite principale.

Lors de mesures instantanées dans des zonesjusqu’à 2’500 habitants, on ne déduira que la pertepar km de conduite principale.

Les réseaux de distribution d’eau, dont la perte cal-culée par km de conduite principale est inférieure à2 – 3 l/min, sont considérés dans les limites de tolé-rance, soit sans perte.


La consommation d’eau est mesurée pendant la pé-riode nocturne de faible consommation. Les heuresidéales pour les mesures se situent entre 02h00 et04h00. Les variations de niveau du réservoir sontmesurées toutes les 5 minutes, soit à l’indicateur deniveau, soit directement à partir du niveau de l’eau.En parallèle avec ces mesures de la consommationnocturne, il faut évaluer ou mesurer la consomma-tion des consommateurs nocturnes tels que lesindustries, les bains, les hôpitaux, etc.

Lorsqu’on dispose de compteurs de débits dans leréservoir, les valeurs instantanées doivent être sai-sies avec des enregistreurs électroniques ou des ap-pareils de collecte de données. Les consommateursnocturnes devraient aussi être équipés de comp-teurs d’eau amovibles, avec enregistrement desdonnées.

Les points de consommation continue devraient,pour autant que possible, être fermés. Si cela n’estpas possible, il faut déterminer la consommationexacte de ces points.

Appréciation

La mesure de la consommation nocturne est uneméthode d’investigation simple et efficace pour ladétection des pertes d’eau.

Bibliographie

1. Mutschmann J., Stimmelmayr F.: Taschenbuchder Wasserversorgungen; Achte Auflage, Stutt-gart, 1983.


157

Comparaison des variations de la consommation


158


La mesure des pertes par grands secteurs permet ladétection et la connaissance exacte des pertes d’eaudans des secteurs du réseau équipés pour être iso-lés.

Par grands secteurs on entend des réseaux avec 5 à20 km de longueur de conduites principales et 2’000à 3’000 habitants.

La saisie des mesures se fait à partir de valeurs ins-tantanées ou à intervalles rapprochés. Pour ce faire,on doit disposer d’installations de mesure amo-vibles ainsi que de points de mesure fixes dans leréseau. Des contrôles et des mesures périodiques,répétés 2 à 3 nuits, permettent un contrôle optimaldes pertes et une bonne analyse comparative desquantités.

Domaine d’utilisation

Le procédé s’applique à tous les réseaux préalable-ment découpés en secteurs bien déterminés etcontrôlés.


Détection rapide de pertes soudaines non déce-lables par des pertes de pression, des bruits ou desarrivées d’eau en surface.

Diminution de la durée des fuites par des contrôlespériodiques. Analyse comparative des quantitéslors de mesures ultérieures de pertes.


Pour toutes les méthodes de mesure, il fautdéterminer le débit exact, en l/min ou en m3/h. Despoints de mesure fixes, installés sur le réseau etdans des regards, ainsi que des installations demesure mobiles, conviennent pour ces mesures.Pour l’exécution de l’essai, l’eau est prélevée dansle réseau et introduite, au travers d’une installationde mesurage, dans la partie isolée du réseau. De cepoint de mesure, on peut donc saisir et enregistrerla quantité totale consommée dans le secteur isolé.A la place d’appareils enregistreurs ou collecteursde données disposés sur place, le transfert directdes valeurs mesurées à une centrale d’exploitationest possible si l’on dispose de l’infrastructureadéquate.

Mesure des pertes par grandssecteurs

Installation fixe pour moulinet de mesurage des débits

Diagramme des valeurs instantannées. Procès-verbal desdébits présenté sous forme de courbe des mesures

PI-BAT


Les zones de mesure sont déterminées à partir d’unplan d’ensemble valable du réseau de distributiond’eau. Les gros utilisateurs, les consommateurspermanents, de même que les installations géné-rales de distribution et de livraison de l’eau doiventêtre relevés. Les principales vannes et soupapes dusecteur testé doivent être contrôlées du point de vuede leur étanchéité.

On calcule ensuite les consommations nocturnesmaximales et minimales et on installe l’équipementde mesure des débits.

Les mesures proprement dites sont effectuées,selon le système de mesure choisi, de manièreautomatisée, avec ou sans personnel de service.

Les mesures peuvent être interprétées sur place oureprises ultérieurement à l’aide de programmesd’ordinateurs.

Appréciation

Des stations de mesure et des raccordements fixes,ou des points équipés pour des appareilsamovibles, constituent l’équipement d’auscultationle plus efficace pour la surveillance périodique et ladétection rapide des pertes d’eau importantes.

Avec l’installation de plusieurs points de mesure, onpeut ainsi, en une opération, contrôler en une nuitun réseau d’alimentation desservant jusqu’à 10’000habitants.

Bibliographie

1. Friedrich E.: Untersuchung des Wasserrohr-netzes der Stadt Düren auf Wasserverlust mittelsGrossbezirkmessungen; DELIWA-Zeitschrift,Heft 1/83, S. 12-15.

2. Hoch W.: Zuflussmessungen und Zuflussaus-wertung nach dem Streubreitverfahren; VerlagR. Oldenburg, München, 1987.


159

Disposition d'un point de mesure dans un réseau


160


La mise en pression par petits secteurs, pour la me-sure de la consommation nulle, représente la troi-sième étape de la mesure des pertes sur une petiteportion isolée d’un réseau.

Ce procédé d’auscultation est également souventutilisé isolément, sans recours préalable aux tech-niques d’auscultation par mesure de la consomma-tion nocturne ou par mesure des pertes par grandssecteurs.

La mesure de consommation nulle remplace, dansla plupart des cas, la méthode acoustique decontrôle des pertes, et ceci surtout pour les réseauxdont les éléments sont essentiellement en matièreplastique.

Pour la mise en pression de la partie isolée duréseau, différentes techniques peuvent êtreutilisées:a) avec un by-pass entre la prise d’eau et le

raccordement au secteur examiné;b) avec le passage à travers une installation fixe

permettant la mesure du volume d’eau injecté;c) avec un camion citerne de pompier ou tout autre

véhicule équipé d’une citerne et d’une pompe àdébit réglable.

Pour chaque type de mesure on saisit et on enre-gistre la consommation instantanée.


Dans les réseaux maillés, avec tous types dematériaux et pour tous niveaux de pression.

Particulièrement indiqué dans les parties de réseauà faible pression et dans les branchements, ainsique pour le contrôle de l’état des conduites lors demodification de la pression ou de travaux de réfec-tion routière. Les mesures quantitatives ainsi obte-nues permettent d’effectuer un classement des ré-parations en fonction de leurs priorités.


Détection des fuites sur la portion la plus petitepossible d’un réseau et mesure exacte des pertes.


Mesure quantitative des pertes dans une portionisolée d’un réseau ou d’une conduite.

Mesure des pertes par petitssecteurs avec by-passMise en pression par secteurs, mesure de laconsommation nulle

Appareillage de mesure pour la mesure des pertes par pe-tits secteurs

Dispositif de mesurage

PI-BAT

Mesure instantanée des pertes sur la portion la pluspetite possible d’un réseau.

Contrôle d’un secteur après des travaux deréparation.

Etablissement d’un rapport avec l’indication dessecteurs contrôlés et la présentation graphique desmesures. Stockage des données pour permettredes comparaisons lors de contrôles ultérieurs.


Le réseau de conduites d’eau est découpé, sur labase des plans, en secteurs pouvant être isolés.L’arrivée d’eau dans l’un de ces secteurs est inter-rompue par une vanne ou un clapet. Une prise d’eausituée avant la vanne permet de soutirer de l’eau etde l’amener, par un tuyau souple et au travers d’uneinstallation de mesure mobile, dans une prise d’eausituée après la vanne où elle est injectée dans l’élé-ment isolé. La quantité et la pression sont mesuréesà un instant donné et ces valeurs peuvent être im-médiatement interprétées. Par exemple, si la cour-be des volumes injectés montre, dans un laps detemps déterminé, une ou plusieurs valeurs égalesà zéro, on pourra en déduire qu’il n’y a aucune fuitedans l’élément ausculté. Au contraire, si une«consommation nulle» n’est jamais mesurée, on endéduit qu’il y a soit des pertes, soit des consomma-teurs permanents dans la portion de réseau auscul-tée. En réduisant de plus en plus les dimensions dusecteur isolé, on arrive à localiser la perte.

Toutes les méthodes de mesurage reposent sur cemême principe. Grâce à la grande mobilité de l’ap-pareillage et aux multiples possibilités d’injection,le procédé permet de réduire au maximum le sect-eur à ausculter. La mise hors service des raccorde-ments, nécessaire en raison de la puissance de lapompe installée, est possible.

Appréciation

La mesure des consommations nulles par petitssecteurs est la technique d’auscultation la plus pré-cise pour déterminer quantitativement les pertes.Dans les réseaux mal entretenus, les vannes et lesclapets non étanches posent des problèmes.

Bibliographie

1. Hammerer M., Jäckle E.: Wasserverluste, Wasser-rohrnetzüberwachung; 3 R International 1979,Heft 3/4.


161

Diagramme des débits et des pressions à un momentdonné

Diagramme des valeurs instantanées


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La méthode acoustique de contrôle des pertes estune technique d’auscultation simple, ne demandantqu’un appareillage réduit. Cette technique exige ce-pendant beaucoup d’expérience et une oreille exer-cée de la part de l’opérateur.

La technique est utilisée avec succès dans les zonescomprenant beaucoup de branchements et devannes. Toutes les pertes ne peuvent toutefois pasêtre décelées en raison du très grand nombre depossibilités de fuites.


Applicable sur tous les réseaux métalliques.

Principalement pour un contrôle rapide de petitespertes et le contrôle des raccordements aux im-meubles, des vannes et des prises d’eau.

Méthode recommandée pour les réseaux dont lapression de service est supérieure à 3 bars.


Détection des fuites dans les vannes et lesconduites, sans indication quantitative del’importance des pertes.


Détection avec un appareil électronique des ondessonores émises par un point de perte. Latransmission de l’onde sonore à partir du point deperte est fonction du matériau de la conduite, de sondiamètre, de la pression de l’eau, ainsi que du typede dégât. Lorsque de l’eau sous pression sort d’uneconduite, elle émet un bruit caractéristique qui sepropage de part et d’autre le long de la conduite. Lavitesse du son dans la conduite est fonction dumatériau et de la pression. La fonte et les autremétaux, ainsi que l’amiante-ciment, sont de bonsconducteurs du son (vitesse de transmission de1’000 à 1’300 m/s). Les conduites en matièreplastique sont de mauvaises conductrices du son(vitesse de 160 à 450 m/s). Les bruits émis par lespoints de fuites sont donc mieux transmis dans lesconduites métalliques que dans les conduites enmatière plastique.

Méthode acoustique de contrôle des pertespar contact direct avec le réseau de conduites

Appareil pour la méthode acoustique de contrôle despertes

Appareil d'écoute en fonction

PI-BAT


Auscultation acoustique systématique des vanneset des conduites avec un appareil d’écoute électro-nique adéquat.

Détermination et relevé des bruits constatés en vuede la localisation des points de perte.

Des pertes d’eau et des dégradations mécaniquesaux vannes et aux prises d’eau peuvent ainsi êtreimmédiatement décelées et notées dans lesformulaires adéquats.

Appréciation

Méthode simple moyennant un équipementadéquat et une instruction suffisante.

L’équipement pour cette technique d’auscultationdoit faire partie de l’équipement de base de chaqueréseau de distribution.

Bibliographie

1. Mutschmann J., Stimmelmayr F.: Taschenbuchder Wasserversorgung; Achte Auflage, Stutt-gart, 1986.


163

Contrôle à partir d'éléments de l'installation

Schéma du principe de mesurage


164


Le succès d’une auscultation avec un microphonede sol dépend en premier lieu de la parfaiteconnaissance du tracé des conduites. Lorsqu’on nedispose pas de plans à jour, il faut repérer lesconduites avec un appareil de détection et marquerleurs emplacements. Pour la localisation des pertes,il faut des professionnels instruits et expérimentés.En cas de doute, il est toujours préférable de faireappel à une société spécialisée plutôt que de faired’inutiles et coûteuses tranchées de sondage.


Normalement, utilisable pour tous les réseaux.

Les différents matériaux des canalisations n’ont pasd’influence sur le repérage acoustique depuis lasurface. Lorsque les bruits de l’environnement sonttrès intenses (industrie, aérodrome et routes à forttrafic), la technique n’est applicable que pendant lesheures calmes de la nuit.


Repérage ponctuel des dégâts en vue de leursréparations.


Repérage acoustique des défauts à l’aide d’unappareil d’auscultation équipé de microphones desol.

Une fuite d’eau dans une conduite sous pressionémet un bruit caractéristique. Le repérage despoints défectueux n’est cependant pas basé surl’onde sonore qui se propage dans la conduite, maissur le bruit du jet d’eau contre le terrain.

Repérage acoustique des pertesdepuis la surfaceavec microphones de sol

Equipement pour le repérage acoustique des pertes de-puis la surface

Appareil en fonction

PI-BAT


Ecoute systématique le long des conduites préala-blement repérées. Avec un espacement de 1 – 2 m,exactement au-dessus de la conduite, on pose le mi-crophone de sol et on cherche, à l’aide d’un ampli-ficateur et d’un indicateur optique, l’endroit où l’in-tensité sonore est la plus forte.

Des phénomènes de résonance dus aux disposi-tions constructives du réseau, ainsi que desréflexions phoniques, peuvent fortement influencerla localisation de la perte et rendre le travail difficile.

Appréciation

Technique d’auscultation éprouvée pour la locali-sation des pertes, également utilisée pour le contrô-le des autres techniques de repérage. Une localisa-tion précise dépend beaucoup de la compétence del’opérateur. Diverses perturbations peuvent condui-re à des erreurs de localisation.

Bibliographie

1. Weidling D.: Handbuch für Wassermeister;Oldenburg Verlag, München, 1988, S. 201–212.


165

Schéma du repérage acoustique des pertes depuis la sur-face, prélocalisation (en haut), localisation (en bas)


166


La méthode par corrélation acoustique est particu-lièrement appropriée pour la détection des fuites(prélocalisation) ainsi que pour la localisation exac-te de celles-ci.

La technique de corrélation utilisée joue cependantun grand rôle. Pour la localisation exacte on peutdéjà obtenir des résultats intéressants avec des fac-teurs de corrélation relativement simples. Pour ladétection (prélocalisation) il faut faire intervenir desfacteurs de corrélation en temps réel ou un en-semble de facteurs de corrélation cohérents.


Recherche et localisation des fuites dans les ré-seaux et les installations de distribution d’eau, degaz ou de chauffage à distance. Localisationd’obstructions dans les conduites, de réductions dediamètre ainsi que de branchements inconnus.


Détection et localisation de pertes dans les réseaux,sans intervention directe sur le réseau.

La technique d’auscultation n’est pas influencée parles conditions climatiques, ni par le bruit del’environnement dans la zone de la fuite.


Lorsque de l’eau sous pression sort d’une conduite,elle émet un bruit caractéristique qui se transmet depart et d’autre le long de la conduite. Lesmicrophones (récepteurs des sons) appliqués surles vannes ou les prises d’eau enregistrent les sonsprovenant de la fuite. Ces bruits sont filtrés,amplifiés et transmis au corrélateur par antenne oupar câble. L’interprétation est immédiate.

Un procès-verbal avec les données nécessaires estétabli pour chaque tronçon contrôlé ou pour chaquefuite localisée.

Méthode par corrélation acoustique(recherche et localisation des fuites)

Equipement pour la méthode par corrélation acoustique

Schéma du principe de mesurage

PI-BAT


En fonction de la structure du réseau, de sa dispo-sition, des matériaux des conduites et des condit-ions de la distribution, on dispose sur des élémentsaccessibles du réseau des capteurs d’oscillations,des hydrophones ou des microphones aériens,avec un espacement de 50 – 150 m. La mise en placede façon permanente de ces capteurs permet uncontrôle continu du réseau.

Les branchements privés éloignés de plus de 30 mde la conduite principale sont contrôlés séparé-ment. D’éventuelles fuites sur ces tronçons peuventêtre localisées avec exactitude.

Tous les points de fuites sont signalés, ils peuventégalement être localisés.

Appréciation

L’auscultation avec la méthode par corrélationacoustique peut être considérée comme étant laplus moderne et la plus économique. Cette tech-nique d’auscultation n’exige aucune interventiondirecte sur le réseau, ne provoquant ainsi nidérangement, ni interruption de la distribution. Deplus, l’environnement est sans influence sur latechnique, qu’il s’agisse du bruit, du gel ou d’unedisposition anormale des conduites.

La mise en œuvre de cette technique d’auscultationest généralement confiée à des entreprisesspécialisées.

Bibliographie

1. Fuchs H.V.: Neue DELIWA-Zeitschrift, Heft 6/90,Fraunhoferinstitut für Bauphysik, 7000, Stutt-gart.

2. Kober E.: Grenzen des Korrelationsverfahrens anLeitungen aus mehreren Werkstoffen; 3Rinternational, Heft 1/2, 1986, Stuttgart.

3. Berge H., Laske Ch.: Korrelationsverfahren zurWasserverlustminderung; gwf-wasser/abwas-ser, Heft 6, 1986, S. 288-293.


167


168


Diverses techniques d’auscultation pour la détec-tion des fuites de gaz dans les conduites enterrées(gaz naturel, gaz liquide, etc.) sont décrites dans lalittérature technique (voir par exemple bibl. 4.). Cesméthodes sont aussi recommandées par la SSIGE.La périodicité de ces contrôles est fixée dans lesdirectives de la SSIGE, G2 (bibl. 2.).


La technique d’auscultation est utilisée pour lesconduites de gaz enterrées (en métal ou en matièresynthétique).


Ces techniques donnent une information indirecte,soit la concentration de gaz mesurée à la surface dusol. Une interprétation est nécessaire pour obtenirdes données quantitatives. Les points de fuite éven-tuels doivent être localisés par des auscultationscomplémentaires.


Pour pouvoir lutter efficacement contre les fuites degaz, il est nécessaire d’avoir une connaissance aussiexacte que possible de l’état du réseau. Pour ce faireil faut réunir et analyser systématiquement lesmesures comparables. C’est sur la base de cetteévaluation que l’on pourra décider des mesuresd’entretien à entreprendre.

Les méthodes de surveillance adéquates sont lessuivantes:– enregistrement des odeurs décelées;– contrôle acoustique depuis la surface (➧ 164);– aspiration de l’air au niveau du sol et mesure de

la concentration en gaz avec des appareils àhaute sensibilité.

Les résultats ainsi rassemblés sont reportés sur leplan du réseau, ce qui permet de déterminer etd’interpréter les variations (positives et négatives)qui se produisent au cours du temps. Pour assurerle succès de l’utilisation du détecteur de gaz il fautconnaître avec précision la position des conduites.Un plan cadastral du réseau, soigné et à jour, estdonc la condition préalable primordiale pour larecherche des fuites. Lors de l’interprétation desmesures de concentration de gaz à la surface, il fautprendre en considération la dispersion du gaz dans

Localisation des fuites avec ledétecteur de gaz

PI-BAT

les cavités du sol (par exemple le long d’autrescanalisations). De ce fait la fuite ne se trouvera pasnécessairement dans le voisinage direct de l’endroitoù le gaz est détecté en surface.


Méthode par trou de sondage:Cette technique, qui dans le passé était la seuleutilisée, consiste à forer, à la main ou avec des outilspneumatiques, des trous de sondage de 30 à 40 cmde profondeur et avec un écartement de 2 m. Unesonde reliée au détecteur de gaz est introduite dansles trous. L’échantillon de gaz est aspiré dans le trou,si possible au-dessous d’une protection contre l’airenvironnant. Cette technique est de plus en plusremplacée par la technique d’aspiration avectraceur de fuites.

Sonde aspirante traceur de fuites:L’auscultation est effectuée sur la route à l’aided’une cloche ou d’un tapis d’aspiration; le détecteur,très sensible, enregistre les concentrations localesde gaz, donc les fuites éventuelles. Comme l’appa-reil est sensible à tous les hydrocarbures, les gaz devoiture, l’essence et les huiles sont donc égalementenregistrés et peuvent être confondus avec unefuite de gaz. Avec des filtres exclusivement per-méables au méthane, cet inconvénient peut êtreéliminé.

Pour la localisation exacte de la fuite dans la zoneprésumée on utilise, dans une deuxième étape, laméthode par trou de sondage.

Appréciation

La recherche systématique des fuites par la tech-nique d’auscultation décrite ci-dessus est actuelle-ment la seule méthode, à côté des méthodes baséessur l’examen des consommations, qui donne desrésultats concrets sur l’étanchéité d’un réseau degaz. Le personnel doit être bien instruit et disposerd’une expérience pratique.

Bibliographie

1. Pucknat D.: Leckstellen in Gasnetzen: Ortung undBeurteilungskriterien; gwf-gas/erdgas 121(1980), Nr. 5, S. 190-196.

2. SSIGE: G2, Directives pour la construction,l’entretien et l’exploitation des conduites de gazjusqu’à une pression de service de 5 bars, 1986.

3. SSIGE: Assainissement des réseaux de gaz;SSIGE, cahier spécial, 1975.

4. Votapek E.: Gasverluste und Spürgeräte zuderen Ermittlung; Gas Wasser Abwasser, HeftNr. 4, 1974, S. 135.


169

Recherche de fuite avec la méthode par trou de sondage

Recherche de fuite avec la sonde aspirante


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Situation du problèmeEn Suisse le réseau de distribution de gaz et d’eauest réalisé à 90 % avec des matériaux métalliques(fonte grise, fonte ductile et acier) et à 10 % avec desmatériaux non métalliques (amiante-ciment et ma-tières synthétiques). Pour les réalisations nouvelleson utilise actuellement de plus en plus les matièressynthétiques.

En beaucoup d’endroits l’âge moyen des conduitesdépasse actuellement 60 ans dans certains cas, cequi est un indice très clair que le taux de renouvel-lement est souvent insuffisant. Une augmentationcontinue du taux de dégradation et de la nécessitéde renouvellement en sont les conséquences.

Les directives pour la construction, l’entretien etl’exploitation des conduites d’eau et de gaz (bibl. 1.– 3.) contiennent des instructions pour la protectioncontre la corrosion. Malgré cela, des problèmes decorrosion existent en Suisse sur des conduites dontl’âge n’est que de 5 à 20 ans. Des rupturesd’anciennes conduites en fonte grise, souventimputées à tort à des surcharges anormales (parexemple trafic, tassements, etc.), sont dans laplupart des cas causées en partie par la corrosion.

La fréquence des dégâts est très variable: 0.1 à 0.6cas par km de conduite et par année. Lesconséquences économiques d’un cas de corrosionsont également très variables (dégât d’eau,explosion, etc.).

Les conduites pour les hydrocarbures et pour lesgaz sous haute pression sont soumises aux pres-criptions de l’Inspection fédérale des pipelines (IFP),elles doivent être munies d’un dispositif de protec-tion cathodique et faire l’objet d’une surveillance.

Les ruptures de conduites à la suite de tassementsdu sol de fondation (tassements en général, froid,sécheresse) ne sont pas examinées ici. De même nesont pas traitées les causes de corrosion des tuyauxde canalisations (corrosion du béton détruit parl’action des bactéries sulfato-réductrices). Commeles canalisations sont en général construites avecdes matériaux non métallique, les causes de dégâtsne sont, dans la plupart des cas, pas les mêmes (parexemple dégâts dus au trafic, joints non étanches,etc.).

Auscultation de l’état existant et interpréta-tion

Des auscultations systématiques pour l’apprécia-tion de l’état de corrosion des réseaux de conduitessont rares. Une auscultation sur cet état n’est géné-ralement entreprise que lorsque les dégâts se mul-tiplient et/ou que des réparations s’avèrent néces-saires.

Corrosion dans les réseaux deconduites

Le plan de cette fiche technique ne suit pas le schémahabituel. Pour l’observation de l’état de corrosion desconduites métalliques il n’existe pas, actuellement, deméthode établie. Ce problème est cependant de la plushaute importance dans le cadre de la maintenance denos réseaux d’infrastructure.

En accord avec les milieux professionnels concernés,les auteurs ont décidé de présenter de manièregénérale l’état actuel des connaissances dans cedomaine, sous une forme qui diverge du schémahabituel des fiches techniques.

PI-BAT

Il est possible de faire la distinction entre corrosioninterne et corrosion externe. La corrosion par cou-rants vagabonds est traitée dans le cadre de la cor-rosion externe.

Corrosion interne

Les conduites d’eau sont en général beaucoupmoins touchées par la corrosion interne que par lacorrosion externe.

La corrosion interne se manifeste en particulier surles tronçons de conduites où la circulation de l’eauest très faible (par exemple dans les conduites pourla protection incendie et les prises d’eau peuutilisées).

Lors d’une auscultation, il faut donc tout d’abord dé-terminer les conditions existantes de circulation del’eau (conditions d’exploitation) dans les réseauxsouvent redondants. Ce problème peut être corrigéen recherchant une circulation de même importan-ce dans tous les tronçons de conduites d’un réseau.

Sous réserve de prélèvement et d’analysecorrectement exécutés, la composition chimique del’eau peut être déterminée relativement facilement.Dans certains cas une influence perturbatrice estcependant possible. Dans certaines conditions unelégère augmentation du pH est possible.

Corrosion externe

Les nombreuses causes de corrosion externe sontindiquées dans l’encadré. Les conduites situées àproximité de fondations en béton armé (parexemple branchements d’immeubles) sont particu-lièrement exposées au risque de corrosion en rai-son du danger de formation de macro-élémentsentre la conduite et la fondation. Les mesures deprotection exigées sont traitées dans les directivesC2 (bibl. 4.) de la Commission de corrosion. Lespossibilités de mise à terre sans conduite d’eau sonttraitées dans les instructions de 1987 de l’Inspectionfédérale des installations à courant fort (IFICF)(bibl.5.).

Pour la recherche des causes on ne dispose prati-quement que des mesures de potentiels decorrosion, de résistivités et de courants sur le réseaude conduites, ainsi que d’auscultations du sol (parexemple mesure de la résistance spécifique du sol,etc.). Des tranchées de sondage ne sont querarement exécutées (coût!). En cas de corrosion parcourants vagabonds, il faut mesurer les potentielsde corrosion, les résistivités et les courants sur leréseau de conduites et sur le réseau de retour ducourant des chemins de fer à courant continu (bibl.6. et 7.).

L’auscultation avec des robots intelligents intro-duits dans les conduites est actuellement encorelimitée, ceci pour des raisons de coût mais aussi detechnologie, aux conduites de gros calibres et


171

– par exemple conditions d’exploitation (vitesse decirculation insuffisante)

– protection intérieure inexistante ou insuffisante– composition de l’eau

Causes de corrosion interne

– Macro–éléments• conduite/cathode étrangère, par exemple

fondation en béton armé• lit de pose non homogène: succession de sols de

caractéristiques différentes• lit de pose localement sale, par exemple présence

de bois, d’argile ou de sels

– Courants vagabonds de chemin de fer à courantcontinu

– Protection extérieure inexistante ou insuffisante

Causes de corrosion externe

Principe de la mesure de potentiel, selon bibl. 4.

Suite page suivante


172

particulièrement importantes. Grâce à la miniaturi-sation l’utilisation de ces systèmes dans de pluspetites conduites sera possible dans le futur. Cedéveloppement doit aujourd’hui déjà être pris enconsidération lors de la planification et de l’exécu-tion de nouveaux tronçons ou de rénovations(prévoir les accès pour les robots).

La caméra de télévision pour canalisations nefournit que des données très limitées en ce quiconcerne l’état de corrosion des conduites. Parexemple elle ne donne pas d’informations surd’éventuelles zones faibles, ni d’indications sur lesépaisseurs résiduelles des parois. De ce fait ellen’est que rarement utilisée.

Conclusion

La protection contre la corrosion des conduites mé-talliques exige des soins particuliers lors de laconception et de la réalisation de nouvellesconduites, ceci afin d’assurer une protection du-rable contre les corrosions interne et externe. Cetteexigence s’impose aujourd’hui de plus en plus, carle remplacement de conduites est en général trèscoûteux, sans compter les inconvénients que celareprésente pour la distribution et pour la circulation.

Bibliographie

1. SSIGE: G2, Directives pour la construction,l’entretien et l’exploitation des conduites de gazsoumises à une pression de service jusqu’à 5bars, 1986.

2. SSIGE: W4, Directives pour la construction desconduites d’eau potable, 1975 (en révision).

3. SSIGE: W12, Directives pour la surveillance etl’entretien d’installations de distribution d’eau,1971.

4. ASE: Commission de corrosion: C2, Directivespour la protection contre la corrosion d’installa-tions métalliques enterrées appartenant à desconstructions ou à d’autres installations qui ontdes armatures ou des prises de terre defondation, 1984.

5. ASE: 4118, Mise à la terre avec ou sans utilisationdu réseau de distribution d’eau, 1984.

6. ASE Commission de corrosion: C3, Directivespour la protection des structures métalliquescontre les corrosions provoquées par lescourants vagabonds d’installations à courantcontinu, 1981.

Corrosion dans les réseaux deconduites(suite)

Influences d'une fondation en béton armé sur le potentielde corrosion d'un branchement particulier, selon bibl. 4.

Mesure de l'épaisseur de la paroi d'une conduite avec unrobot intelligent selon bibl. 8.

Bibliographie (suite)

7. Stalder F., Hunkeler F.: Korrosion durch Streu-ströme; Gas Wasser Abwasser, Vol 66 (1986)Heft 12.

8. Lenz I.: Sanierung von Rohrleitungen undunterirdischer Rohrvortrieb; Vulkan Verlag,Essen, 1989.

Profil de potentiel le long de la conduite métal-lique sous l’effet du courant de macro-élément

Zones dangereuses dans

– lit de pose en béton inexistantvitesse de corrosion < 0.1 mm/an

– lit de pose mixte traitillé — — — — —vitesse de corrosion jusqu’à 1 mm/an

– lit de pose argileux trait-point —— • • • ——vitesse de corrosion jusqu’à 10 mm/an

PI-BAT

Page

5.1 Principes 175

5.2 Exemple dans le domaine du bâtiment 180Revêtement de façade de la nouvelle gare de Lucerne

5.3 Exemple dans le domaine des ponts 181Exposé du problèmeAppui de pont avec lecture à distanceContrôle des réactions d’appuisSurveillance des déformations par nivellement hydrostatique

5. Construction neuve et surveillance

173


PI-BAT5. Construction neuve et surveillance

174

Notes personnelles

PI-BAT

5.1 Principes

Existe-t-il une relation entre la constructionneuve et la surveillance?

Beaucoup de professionnels commenceraient pro-bablement par contester l’existence d’une telle re-lation. Construction neuve et surveillance sont deuxtâches tellement fondamentalement différentes!

Mais celui qui a déjà été confronté à la surveillanced’ouvrages se souvient certainement de conditionsmarginales défavorables et d’un travail ardu. La sur-veillance est rendue difficile et coûteuse du fait del’absence de documents techniques (entre autresdes plans d’utilisation, de sécurité, de surveillanceet d’entretien), d’une accessibilité difficile ou im-possible, de l’absence d’installations de contrôles,d’une conception erronée de la surveillance et del’entretien. Il devient alors facile de comprendrequ’il faut établir une relation entre la constructionneuve, sa conception et sa surveillance.

Normes SIA 160 et 162

Les normes SIA 160, «Actions sur les structuresporteuses» et 162, «Ouvrages en béton», entrées envigueur en 1989, indiquent clairement qu’il fautprendre en considération la surveillance et l’entre-tien déjà lors de l’établissement du projet. Selon lanorme SIA 160, les plans de sécurité et d’utilisationétablis dans le cadre du projet doivent servir debases pour la surveillance et l’entretien. Dansl’article 2.23 de la norme SIA 162 (voir encadré ci-contre) on trouve des indications précises sur lesaspects qui doivent être pris en considération lorsde l’étude du projet d’une structure porteuse; parmieux trois points au moins concernent directementla surveillance et l’entretien.


175


Outre les exigences relatives à la sécurité et à l’aptitudeau service il faudra, dans la mesure du possible,également prendre en considération lors de l’étuded’une structure porteuse les aspects suivants:– les exigences fonctionnelles, comme par exemple la

physique du bâtiment, les installations techniques,etc.;

– les changements prévisibles d’affectation, voire lasuppression et la démolition de l’ouvrage;

– l’économie, la durabilité et l’entretien;– l’aspect de l’ouvrage et de ses éléments;– l’accessibilité aux éléments d’ouvrages néces-

sitant un entretien;– des dispositions de construction assurant la

durabilité des éléments d’ouvrages non con-trôlables;

– un comportement mixte adéquat entre élémentsd’ouvrages constitués de matériaux différents.

Norme SIA 162, 2.2 Elaboration du projet, article 2.23(caractères gras: choix de l’auteur du présent article)

PI-BAT

La surveillance a pour but de déceler à temps les dé-fauts, les dégradations ou les modifications dans l’ou-vrage ou dans son environnement pouvant provoquerdes dommages aux personnes ou aux choses. La sur-veillance doit également permettre d’établir toutes lesdonnées nécessaires à l’entretien.


176

Recommandation SIA 169

La recommandation SIA 169 «Maintenance des ou-vrages de génie civil» est entrée en vigueur en 1987.Elle définit les notions de la phase de maintenance:surveillance, entretien et renouvellement, qui assu-rent l’utilisation de l’ouvrage. Le chapitre 4 traite duconcept de la surveillance. La recommandationconsidère deux formes de surveillance, la sur-veillance continue et la surveillance périodique.

La surveillance continue, par des contrôles fré-quents ou permanents, a pour objet de constater entout temps que l’ouvrage est apte au service.

La surveillance périodique, par des inspections à in-tervalles définis, doit permettre de vérifier que l’étatet l’aptitude au service de l’ouvrage sont conformesau plan d’utilisation.

La surveillance dans la pratique

La surveillance continue est généralement unetâche du service d’entretien. Les équipes d’entre-tien, qui normalement ne comprennent pas d’ingé-nieurs, doivent toutefois pouvoir accomplir leurstâches même par conditions difficiles (mauvaistemps, ouvrage en service, etc.). Dans ce but il estimportant de prendre des mesures facilitant la sur-veillance continue déjà lors de la conception et del’exécution. Dans une moindre mesure cetteexigence est également valable pour la surveillancepériodique.

Exigences bien connues

Quelques exigences – elles sont indiquées dansl’encadré ci-contre – sont connues depuis long-temps et sont actuellement généralement prises enconsidération lors du projet et de l’exécution. Parmielles certaines correspondent bien à la notion de«conception favorable pour la surveillance et l’en-tretien».

But et raison de la surveillance(recommandation SIA 169, article 4 11)

– Conception de l’ouvrage facilitant la surveillance etl’entretien.

– Accessibilité à toutes les cavités.– Les éléments mobiles doivent être contrôlés du point

de vue de leur aptitude de fonctionnement.– Prévoir des installations fixes pour l’accessibilité

lorsque des contrôles fréquents sont nécessaires.– Assurer, pour autant que possible, la possibilité d’ef-

fectuer les contrôles fréquents sans être tributaire del’exploitation.

– Les pièces soumises à une forte usure, telles que lesappuis, les joints de chaussée, etc., dont la durée devie est plus petite que celle de l’ouvrage, doiventpouvoir être remplacées facilement.

– Dossier de l’ouvrage exécuté.

Exigences bien connues

PI-BAT

Objectifs

Ces dernières années des professionnels de la re-cherche et du développement, mais aussi de laconception, de l’exécution et de la maintenance, ontbeaucoup analysé les problèmes de la surveillance.Deux conditions marginales sont au premier plan:1. La surveillance continue (contrôles fréquents par

le service d’entretien) doit pouvoir, dans la me-sure du possible, être exécutée sans demanderbeaucoup de temps et par du personnel sansgrande compétence professionnelle.

2. Les contrôles ne doivent pas perturberl’exploitation.

De manière simplifiée: des mesures doivent êtreprises pour assurer une surveillance simple, facileet indépendante de l’exploitation. Ce but ne peutêtre atteint que par des dispositions prises lors duprojet et de l’exécution.

Plan de surveillance

Pour réaliser ces objectifs une première conditionest l’établissement d’un concept de surveillance, sipossible avant le début des travaux, mais au plustard avant leur achèvement. Sans concept on nepeut ni projeter, ni réaliser des mesures adéquates.Ce concept doit s’appuyer sur les bases retenuespar les plans de sécurité et d’utilisation, enparticulier celles qui sont liées à un risque.

Le concept de surveillance sert de base pour le plande surveillance. Le plan de surveillance doit quanti-fier d’importantes conditions, par exemple dansquelles limites un déplacement des appuis reste-t-il acceptable, ou quels tassements peuvent êtreadmis sans nécessiter d’autres mesures ou investi-gations. Si ces indications manquent, l’interpréta-tion par l’équipe d’entretien est impossible.

Dispositions sur l’ouvrage

Les valeurs limites peuvent, dans de nombreux cas,figurer de manière directement visible sur l’ouvrage(voir exemples ci-après). Des indications sur l’ou-vrage, par exemple par marquage de valeurs li-mites, permettent de constater une modificationdéfavorable lors d’un contrôle, sans devoir se réfé-rer à un document. De telles marques doivent êtrefaciles à comprendre, claires et au niveau techniquede l’équipe d’entretien.

Un point qui reste toujours négligé est l’accessibilitéaux points de contrôles. L’ingénieur-projeteur doitêtre conscient qu’un accès difficile aura une in-cidence sur la surveillance et l’entretien pendanttoute la durée de vie de l’ouvrage. Dans les cas lesplus graves les contrôles peuvent s’avérer difficiles,voire impossibles! Il existe de nombreuses possibi-


177

simple

facile à comprendre

indépendant de l’exploitation

Exigences pour les dispositifs de contrôle

«Le programme de surveillance définit la nature et l’am-pleur de la surveillance, la liste des points soumis à unesurveillance particulière et les mesures pour réduire lesdommages inhérents aux risques acceptés.»

Recommandation SIA 169, définition de l’annexe A 1

Bien marquer les valeurs limites qui entraînent unedécision

Assurer l’accessibilité ou la visibilité des points decontrôle

PI-BAT

Définir le repérage des points de contrôle et le systèmede référence, puis les marquer sur l’ouvrage


178

lités de dispositions favorables (par exemple lectureà distance) pour corriger un tel défaut. Pour lesréseaux de conduites, par la désignation «accessi-bilité» on peut entendre par exemple les dispositifsspéciaux pour l’introduction de robots dans lesconduites, ou un étagement du diamètre desconduites (soit tuyaux accessibles de Ø ≥ 800 mm,soit petits tuyaux de Ø ≤ 400 mm qui peuvent êtrecontrôlés avec la caméra de télévision pour canali-sations).

Un autre point concerne le repérage ou le systèmede référence. Pour les routes et les réseaux deconduites le kilométrage est une notion courante; ilpeut toutefois être difficile à rétablir sur le terrain.Des améliorations sensibles ont été réalisées sur cepoint au cours de ces dernières années, et ceci avecdes moyens simples.

Par repérage il faut par ailleurs également entendreun report correct de chaque conduite sur le plancadastral ou tout au moins sur un plan de l’ouvrage.Ceci, et de loin, ne va pas encore de soi aujourd’hui.Il existe encore de nombreuses communes oùtoutes les informations sur un réseau sont perduesavec le décès d’un contremaître.

Pour les structures, de grands progrès sont encorepossibles pour le repérage des éléments del’ouvrage. En plus d’une numérotation deséléments, pour éviter les erreurs les plus grossières,il est imaginable d’effectuer une décomposition del’ouvrage spécialement en vue de la surveillance,par un marquage durable (par exemple:désignation des culées, des appuis, des piliers etautres éléments de la structure porteuse, etc.).

StructuresMarquer le système de référence sur l’ouvrage (voir texte).Repérer les piliers, les appuis, par exemple avec des marquessur le caisson du pont.Indiquer les valeurs limites sur l’ouvrage (par exempledéformation des appuis).

AccèsLes équiper avec des escaliers, des échelles et deséchafaudages de sécurité fixes. Portes d’accès fermant à clé(mais pas une clé différente pour chaque porte du système defermeture).

RoutesMarquer les points de référence en bordure de la route.

Réseaux de conduitesConcevoir des tronçons de réseau en vue de la surveillance ul-térieure et les équiper avec les organes de fermeture adéquats.Equiper les installations de mesure permanentes avec enre-gistrement continu et transmission à distance.Prévoir les accès pour l’introduction de robots de contrôle.Faire la mesure de référence pour le potentiel de corrosion,etc.

CanalisationsChoix du diamètre: ≥ 400 mm, favorable pour la caméra de té-lévision pour canalisations ou ≤ 800 mm accessible à l’homme.Eviter les diamètres intermédiaires dans les nouveaux projets.

Quelques exemples de dispositions(complément aux exemples)

PI-BAT

Dossier de l’ouvrage

Le dossier de l’ouvrage est un outil indispensablepour la maintenance. L’importance de laconstitution d’un dossier adéquat et complet, aprèsl’achèvement de l’ouvrage, est souvent négligée demanière impardonnable, tant par le projeteur et ladirection des travaux, que par de nombreux maîtresd’ouvrage. Le dossier de l’ouvrage n’est passimplement constitué par la collection des plans,actes et notes qui se sont accumulés pendant lesphases du projet et de l’exécution. Ces documentsdoivent être repris, réduits à l’essentiel et mis enordre. L’encadré ci-contre indique les éléments quidoivent constituer le dossier de l’ouvrage selon larecommandation SIA 169. Le dossier demaintenance est constitué d’extraits du dossier del’ouvrage et doit contenir tous les documentsnécessaires à la surveillance et à l’entretien. Laprestation partielle «dossier de l’ouvrage»(règlement SIA 103, Règlement concernant lesprestations et les honoraires des ingénieurs civils)ne comprend qu’une partie du travail pourl’établissement du dossier de l’ouvrage et dudossier de maintenance. Il est donc nécessaire dediscuter assez tôt des honoraires relatifs à cetteprestation. Le maître de l’ouvrage doit, pour sa part,prévoir le poste correspondant dans le cadre de sonbudget.

Exemples

Les exemples qui suivent, pris dans le domaine dubâtiment et de la construction de ponts, présententun choix de concepts et de solutions mûrementréfléchis, réalisés au cours de ces dernières années.Ils doivent rendre plus compréhensibles lesconsidérations développées ci-dessus. Lesexemples sont basés sur des données misesgracieusement à disposition par les professionnelsqui ont participé aux réalisations. Nous tenons à lesremercier ici au nom du programme d’impulsion.

Il est toutefois évident que des mesures desurveillance coûteuses, telles qu’une partie decelles qui sont présentées dans les exemples,doivent être justifiées par des risques particuliersliés à l’ouvrage.


179

– la liste des pièces du dossier,– les plans de sécurité et d’utilisation,– les règles d’utilisation,– les programmes de surveillance et d’entretien,– les plans de l’ouvrage exécuté,– le mémoire technique,– les notes de calcul,– les rapports d’expertises,– la liste des normes, règlements, directives et

recommandations appliqués,– les contrats et rapports concernant la construction,– la liste des entreprises et des spécialistes,– le tableau récapitulatif du décompte final des frais

de construction,– les documents relatifs au mode d’exécution de

l’ouvrage,– les documents et plans concernant: les matériaux

de construction, les peintures et enduits deprotection, les étanchéités, les revêtements, lescanalisations et les équipements,

– les résultats des mesures des mouvements etdéformations,

– les publications techniques,– les documents de nature juridique.

Contenu du dossier de l’ouvrage(recommandation SIA 169, article 2.42)

– la liste des pièces du dossier de l’ouvrage,– les règles d’utilisation,– le programme de surveillance,– le programme d’entretien.

Contenu minimum du dossier de maintenance(recommandation SIA 169, article 2 52)

PI-BAT

– Examen du système de fixation choisi en fonction dudimensionnment, de l’aptitude au service et du choixdes matériaux.

– Examen des mouvements de la façade en raison duretrait, du fluage et des variations de température,en tant que bases pour le dimensionnement.

– Toutes les plaques de façade doivent êtredémontables.

– 5% des plaques de façade, disposées à des endroitsreprésentatifs, doivent pouvoir être démontéesfacilement et sans grands frais, ceci en vue descontrôles périodiques; pour les autres plaques unedépense plus importante peut être acceptée.

– Surveillance pour une exécution conforme au projet.– Contrôle périodique tous les cinq ans.


180

5.2 Exemple dans le domainedu bâtimentRevêtement de façade de la nouvellegare de Lucerne

Situation initiale

La gare de Lucerne, construite au siècle dernier, futdétruite par un incendie en février 1971. De 1983 à1991 on a reconstruit au même emplacement unenouvelle gare moderne. Pour des raisonsd’architecture et de situation, les architectes ontchoisi un revêtement de façade suspendu en pierrenaturelle. Le revêtement de façade couvre unesurface totale d’environ 2’000 m2. Les revêtementsde façade doivent être classés dans les «Structuresporteuses» car, en cas de défaillance, des vieshumaines peuvent être mises en danger (SIA 160,chiffre 0 12). Les revêtements de façade doiventdonc être inclus dans les éléments étudiés du pointde vue de la sécurité. Pour ces éléments de laconstruction la norme prescrit par ailleurs unesurveillance adéquate.

Concept de la solution

Pour la reconstruction de la gare de Lucerne lesingénieurs responsables ont reconnu le problèmesuffisamment tôt. En collaboration avec le maître del’ouvrage, l’ingénieur responsable des contrôles etl’architecte ont établi un concept de sécurité pour lafixation des revêtements de façade. Les principauxéléments de ce concept sont résumés dansl’encadré ci-contre.

Remarques

Pour la solution du problème posé, bien qu’enSuisse de nombreuses façades semblables aientdéjà été réalisées, il n’a pas été possible de se référerà une norme. Une simple analyse des points faiblesa montré la voie pour l’élimination des partiesdélicates d’un système de fixation de façades. Pourfixer le nombre des plaques devant être facilementdémontables pour les contrôles, l’ingénieurresponsable s’est référé, par analogie, aux donnéessur le nombre d’ancrages de contrôle de la normeSIA 191, tirants d’ancrage.

L’exemple illustre bien comment une solutiond’ensemble satisfaisante et originale peut êtretrouvée, moyennant la définition du problème entemps utile.

Nouvelle gare de Lucerne

Concept pour la fixation des façades

Les données de cette page ont été aimablement misesà disposition par la «Communauté d’ingénieurs de lagare de Lucerne».

PI-BAT

5.3 Exemple dans le domainedes ponts

Exposé du problème

Les ponts sont bien connus comme étant à la pointede l’art de l’ingénieur. La fonction de liaison debeaucoup de ponts est certainement l’une desprincipales raisons de cette considération. En tantque support du trafic, les ponts sont des artèresvitales de notre société du point de vueéconomique, culturel et social. La fermeture d’unetelle liaison pendant une longue période constitueune entrave considérable pour la populationconcernée. Il faut aussi tenir compte des risquespour les personnes, les animaux et les choses encas d’écroulement d’un tel ouvrage.

Les ponts sont soumis à de nombreusessollicitations. En plus de celles provoquées par lesutilisateurs prévus – le trafic – les ponts sont soumisaux sollicitations qui résultent du sol (tassements,glissements, etc.), à celles qui découlent desconditions climatiques (température, gel, vent,pluie, neige, etc.), sans parler des catastrophesnaturelles (avalanches, inondations, etc.). Il est alorstout à fait compréhensible qu’il soit nécessaired’ausculter périodiquement un pont pour connaîtreson état existant, ceci afin de prendre en temps utileles mesures nécessaires lors d’un constat dedésordre, et de protéger ainsi des vies et des biens.Les exemples qui suivent montrent quelquespossibilités, parfois complexes, qui peuvent faciliterla surveillance d’un pont.

Appui de pont avec lecture à distance

Un dispositif simple peut permettre le contrôle desdéplacements d’appuis mobiles avec la possibilitéde mesure à distance (par exemple avec desjumelles). Ce dispositif peut être constitué par uneéchelle de mesure bien visible avec des repères deslimites admissibles. Ce dispositif est de règle danscertaines régions de la Suisse; il est en généralprévu dans les nouvelles «Directives pour les détailsde la construction des ponts» de l’OFR (nouvelleédition 1990).

Les frais additionnels limités entraînés par cedispositif sont plus que justifiés par les économiesréalisées lors de la surveillance.

Contrôle des réactions d’appuis

Des affaissements de piliers ou de culées peuventêtre relevés très exactement avec un niveau de pré-cision. Un nivellement de précision est cependantrelativement coûteux et n’est pas réalisable danstoutes les conditions (intempéries); généralement


181

Appui de pont avec repère et échelle graduée visibles àgrande distance, par exemple avec des jumelles


182

une entrave au trafic est par ailleurs inévitable. Lesmêmes phénomènes agissent sur les réactionsd’appuis des ponts dont le système statique est in-déterminé. Selon le type et l’endroit du mouvement,celui-ci peut provoquer soit une augmentation soitune diminution de la réaction sur un appui.

Pour les ponts particulièrement susceptibles d’êtremis en danger par des mouvements des fondations,il existe depuis quelque temps la possibilitéd’équiper les appuis avec des appareils de mesuredes forces.

L’investissement initial permet une simplificationconsidérable de la surveillance. Les réactionsd’appuis peuvent être mesurées avec un appareilportable simple et l’interprétation des mesurespermet de tirer des conclusions sur la gravité desmouvements. Lorsque des valeurs limites donnéessont dépassées, on peut par exemple ordonner unnivellement de précision.

Il est important que la mesure puisse être exécutéesans installations particulières (échelle, échafauda-ge, etc.). L’accès à la station de mesure doit êtrefacile; pour atteindre ce but il faut souvent prévoirquelques mètres supplémentaires de câbles deraccordement.

Surveillance des déformations par nivelle-ment hydrostatique

Dans de nombreux cas le poids propre d’un ouvra-ge représente une part importante de la charge to-tale à prendre en compte pour le dimensionnementd’une structure porteuse. La structure porteusesupporte donc une charge permanente importantequi provoque des déformations en rapport aveccette charge.

Le poids propre étant approximativement constant,la structure porteuse devrait toujours se trouverdans le même état de déformation, ceci après éli-mination des autres déformations, par exemplecelles dues au retrait ou au fluage des matériaux,aux variations de température, etc. Une modifica-tion de la déformation ne pourrait alors êtreimputée qu’à une modification de la résistance dela structure porteuse. De l’état de la déformation oude la forme géométrique d’une structure porteuseet de ses éléments il est alors possible de tirer desconclusions sur l’état de cette structure.

Par ailleurs on observe également que les élémentsparticuliers d’une structure porteuse, par exempleles fondations, les culées, etc., subissent générale-ment des déformations verticales.

Les méthodes d’auscultation pour la surveillancedes niveaux d’une structure porteuse sont généra-lement coûteuses. La méthode la plus éprouvée etla plus utilisée dans ce but est le nivellement de pré-

Appuis du pont de Caselertobel dans le canton des Gri-sons, équipés pour la mesure des forces. Le pont traver-se une zone de glissement, ce qui justifie une surveillan-ce intensive.

Déformations visibles d'un pont

PI-BAT

cision, ou un nivellement normal dans les cas oùdes résultats moins précis peuvent suffire. Pourcertains ouvrages la visibilité nécessaire pour unnivellement ne pose pas de problèmes; par contrepour d’autres ouvrages (par exemple à l’intérieurd’une construction ou pour un ouvrage enfermé ensite urbain) des problèmes de visibilité peuvent seposer.

Une installation fixe de repères ou de marques surl’ouvrage (voir illustration) peut fortement simplifierla surveillance d’un ouvrage par nivellement. Il estaussi possible de prévoir des orifices de mesure lorsde l’étude du projet. Dans un pont on peut parexemple prévoir des repères de nivellement àl’intérieur du caisson, ce qui permettra lasurveillance sans entraver le trafic.

L’EPF de Lausanne a développé un système de ni-vellement hydrostatique permettant l’observationde l’état de déformation d’une structure porteusesans instruments spéciaux. L’installation est com-posée de points de mesure (voir image) reliés entreeux par un tuyau rempli d’eau. Le principe du sys-tème est basé sur celui des vases communicants.Des déplacement relatifs d’éléments de la structureporteuse peuvent être observés par l’équipe d’en-tretien sous forme de décalages des niveaux d’eausur un ou plusieurs des points de mesure. Cesystème de surveillance a déjà été installé sur unedemi-douzaine de ponts, principalement en Suisseromande.

A première vue le système semble être très simple.Toutefois de nombreux problèmes ont dû êtrerésolus lors de la mise au point du système, enparticulier pour le choix du liquide de remplissageet pour la constitution des dispositifs de lecture(pertes par évaporation, influence des phénomènesde gel, etc.). La mise en place d’un tel système exigela prévision des déformations normales à longterme (par exemple du fait du retrait et du fluagedes matériaux) et à court terme (par exemple du faitdes variations de température) de l’ouvrage. Sanscette évaluation préalable, les avantages dusystème ne peuvent être exploités que dans unemoindre mesure.


183

Marque de lecture fixée sur l'ouvrage pour nivellementoptique (à gauche, dispositif de lecture pour nivellementhydrostatique (à droite)

Nivellement optique (en haut) et hydrostatique (en bas)

Dispositif de lecture d'un nivellement hydrostatique à l'intérieur d'un caisson de pont


184

Bibliographie

1. Favre R. et al.: Observation à long terme de ladéformation des ponts; EVED ASB Rapport derecherche N° 203, EPFL, 1990. (Peut être obtenuchez VSS).

Les informations pour les exemples de laconstruction de ponts ont été aimablement mises ànotre disposition par le Prof. R. Favre et le Dr R.Suter de Lausanne.

PI-BAT

Page

6.1 Répertoire des tableaux de vues d'ensemble 187

6.2 Répertoire des fiches techniques 188

6.3 Liste des abréviations 190

6.4 Provenance des illustrations 191

6. Annexes

185

6. Annexes

PI-BAT6. Annexes

186

Notes personnelles

PI-BAT

6.1 Répertoire des tableaux de vues d’ensemble

Le répertoire présente, séparément, par ordre alphabétique, les titres des tableaux de vues d'ensemble(pages bleues) et ceux des fiches techniques (pages vertes)

Page

Acier d’armature 48

Acier de construction 50

Acier de précontrainte 49

Béton 46

Bois (constructions en) 53

Canalisations (≥ 800 mm) 144

Canalisations (< 800 mm) 145

Conduites de distribution d’eau 146

Conduites de distribution de gaz 147

Constructions, parties d’ouvrages, équipements 44

Eléments de fixations en acier inoxydable 54

Equipements électro-mécaniques 55

Fondations et sols de fondations 45

Maçonnerie 51

Matières synthétiques 53

Pieux, parois moulées 45

Protection des maçonneries (enduits, etc.) 52

Protection des maçonneries (plaques de parement) 52

Routes (superstructures) 116

Tirants d’ancrage 54

6. Annexes

187

6. Annexes

PI-BAT6. Annexes

188

6.2 Répertoire des fiches techniques

Structures

Page

Eléments d’ouvrages en bois (porteurs) 96

Endoscopie 64

Essai d’absorption (béton / maçonnerie) 72

Essai d’arrachement (béton / maçonnerie) 74

Essai de quadrillage (peintures sur acier) 90

Essai de ressuage (acier) 92

Examen visuel 62

Géoradar (béton armé / maçonnerie) 84

Mesure de l’enrobage des armatures (béton armé) 70

Mesure d’épaisseur de peinture (peinture sur acier) 88

Mesure de potentiel (béton armé et précontraint) 76

Mesure de résistivité électrique (béton / mortier / maçonnerie) 78

Méthode vacuum (béton précontraint) 80

Prélèvement d’échantillons / mandat de laboratoire 66

Scléromètre 68

Thermographie infrarouge (béton armé / maçonnerie) 82

Tirants d’ancrage en rocher et terrain meuble 94

Ultrasons (béton armé / pieux) 86

Routes

Page

APL, Analyseur de profil en long 120

ARAN, Automatic Road Analyser 122

Collographe LCPC 124

Déflectographe Lacroix 126

Mesure de la déflexion avec mouton 128

SRM 91, Mesure du frottement (Stuttgarter Reibungsmesser) 130

PI-BAT

Réseaux de conduites

Page

Caméra de télévision pour canalisations 152

Corrosion dans les réseaux de conduites 170

Localisation des fuites avec le détecteur de gaz 168

Mesure de la consommation nocturne 156

Mesure des pertes par grands secteurs 158

Mesure des pertes par petits secteurs, avec by-pass, 160mise en pression par secteurs, mesure de la consommation nulle

Méthode acoustique de contrôle des pertes 162

Méthode par corrélation acoustique 164

Repérage des pertes par détection de gaz 166

Visite de canalisation de Ø > 800 mm 154

6. Annexes

189

PI-BAT6. Annexes

190

6.3 Liste des abréviations

Associations

ASE Association suisse des électriciens,Seefeldstrasse 301, Case postale, 8034 Zurich

ASPEE Association suisse des professionnels de l’épuration des eaux, Grütlistrasse 44, Case postale, 8027 Zurich

SIA Société suisse des ingénieurs et des architectes Selnaustrasse 16, Case postale, 8039 Zurich

SSC Société suisse de protection contre la corrosion,Seefeldstrasse 301, Case postale, 8034 Zurich

SSIGE Société suisse de l’industrie du gaz et des eaux,Grütlistrasse 44, Case postale, 8027, Zurich

VSS Union suisse des professionnels de la route,Seefeldstrasse 9, 8008 Zurich

Autres

CNA Caisse nationale suisse d’assurance en cas d’accidents, Lucerne

DAfStB Deutscher Ausschuss für Stahlbeton

IFP Inspection fédérale des pipelines

IFICF Inspection fédérale des installations à courant fort

LCPC Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Paris

LFEM Laboratoire fédéral d’essai des matériaux, Dübendorf

LIGNUM Union suisse en faveur du bois, Le Mont/Lausanne

OCF Office des constructions fédérales, Berne

OFR Office fédéral des routes, Berne

SI Services industriels

PI-BAT

APRO International SA 78, 791180 Rolle

Boscomer Services SA, 82–852000 Neuchâtel

CONCRET AG, 76, 77Beratende Ingenieure für Bauerhaltung,8052 Zürich

EMPA, Abteilung Holz 96–998600 Dübendorf

Favre R. Prof., 183IBAP-EPFL,1015 Lausanne

Fischer Helmut. 88Electronik und Messtechnik AG,6331 Hünenberg

Geotest 66, 67, 86, 873052 Zollikofen

Imdorf Matthias 8-13, 34–38, 406005 Luzern

Merkl AG, 136, 137, 156, 167Ingenieurbüro9410 Heiden

Müller Roman, 18–22, 62H.U. Peter AG8052 Zürich

OLYMPUS OPTICAL (Schweiz) AG, 648603 Schwerzenbach

PROCEQ SA, 69, 69, 70, 71, 72, 74, 75, 1181, 1828034 Zurich

S.A.C.R. SA 120, 121, 124, 125Ingenieurbüro und Labor für den Strassenbau8008 Zürich

SSC 171, 172Schweiz. Gesellschaft für Korrosionsschutz,8034 Zürich

SSIGE 169Schweiz. Verein des Gas- und Wasserfaches8027 Zürich

6. Annexes

191

6.4 Provenance des illustrations

Les nombreuses illustrations que contient le présent manuel sont d’un intérêt primordial pour la présentationdes différentes techniques d’auscultation. Cette qualité de présentation n’aurait pas été possible sansl’amabilité des nombreuses personnes et entreprises qui ont bénévolement mis ces illustrations à notredisposition. Au nom de PI-BAT, nous tenons à les remercier très vivement.

PI-BAT6. Annexes

192

Stahlton AG 94, 958034 Zürich

Steiger Andreas, 63Beratender Ingenieur6003 Luzern

Tiefbauamt der Stadt Zürich, 152, 153, 154Stadtentwässerung8064 Zürich

Viaconsult AG, 122, 123, 126, 1338050 Zürich

VSL Beton-Expert, 64, 65, 808034 Wallisellen / 3000 Bern

ZWAG Zschokke Wartmann AG, 92, 935312 Döttingen

453_F

Documents