Réparations provisoires sur buses métalliques

Bonjour la communauté !

Je souhaiterai avoir votre avis concernant des réparations provisoires de buses métalliques.

Nous avons le cas de deux buses métalliques présentant des désordres tels que de la corrosion perforante généralisée, sur le radier, au niveau des tôles coins ; un soulèvement du radier etc. (voir photos en pièce jointe). Ces buses ont été mises en place dans les années 70s.

Nous avions initialement prévu de réaliser un tubage de l'ouvrage avec des coques PRV. Cependant pour des raisons de gabarit hydraulique, cette solution n'est plus viable. Nous nous dirigeons alors vers une reconstruction des ces ouvrages afin de satisfaire aux exigences hydrauliques (passage crue centennale).  En attendant nous voulons mettre en place des mesures conservatoires.

Dans un premier temps nous avons réduit la circulation sur l’ouvrage à 10t max puis nous avions pensé à réaliser un radier en béton armé remontant sur les tôles coins de la buse afin de gagner du temps pour réaliser toutes les études nécessaires (modélisation hydraulique, conception etc.). Cependant vu l'état des tôles la mise en place de connecteur parait complexe.

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Avez-vous des exemples de travaux de mise en sécurité provisoires sur des buses métalliques?

Bien à vous !

2 votes :

Antoine BENION on 10/8/24 at 11:21 AM

En effet ce n'est pas joli du tout. Proche de la rupture.
Les autoroutiers ont fait pas mal de travaux sur ce genre d'ouvrage.

Quelle type de voie a t'on sur la voie portée?

Bonne journée.

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Terence FOLIWE
on 10/11/24 at 11:11 AM

Bonjour,

il s'agit d'une route départementale bi directionnelle, environ 14 000 véhicules/jour.

Cordialement,

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Marjorie BOURQUENCIER on 10/8/24 at 1:19 PM

Bonjour,

Effectivement, l'ouvrage est en piteux état. Le soudage de connecteurs ne sera envisageable que sur un métal "propre" (càd acier brut, dépourvu de corrosion ou de protection anticorrosion, y compris dépourvu de galva). Reste à voir si la zone où vous pouvez connecter est acceptable.

En ce qui concerne les connecteurs en eux-mêmes, il faut un peu sortir des sentiers battus : pas de goujon "classique OA". A voir si de tout petits goujons seraient acceptables (ce n'est vraiment pas sûr). L'option plus réaliste, je pense, est de souder des armatures (en forme de Pi, de S...) et dans ce cas, on peut passer outre la gorge minimale de 5mm prescrite par le F66 (et d'ailleurs, il faudra probablement déroger à d'autres préconisations du F66). En effet, si la gorge est trop importante, il y a risque de percer la tôle. A noter qu'avec une gorge faible (<5mm), il y a plus facilement risque de trempe, et de plus en cas de corrosion, la soudure est plus facilement "consommable (elle va disparaître plus vite). Ce n'est peut-être pas grave s'il s'agit d'une solution provisoire.

Si cette option est retenue, il faut s'assurer de la soudabilité des tôles. Il serait bon également de prévoir un essai sur site (décapage, retrait galva, soudage...) et de tester des échantillons en labo. Il y a quelques années, nous avions expertisé des soudures de ce type, et nous avions observé des fissures dans le cordon, ainsi que des formes de cordon peu favorables (effet d'entaille).

Enfin, il peut être difficile de protéger correctement le métal de la corrosion, surtout si les soudures ne peuvent pas être correctement enrobées (venues d'eau suite au retrait du béton, par ex.). Ou si elles ne peuvent pas être continues et contournées. Une résine à l'interface béton / buse est à envisager pour éviter les infiltrations.

Je pense donc que c'est peut-être possible, mais que cela nécessite des précautions.

Cordialement,

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Frédéric Rambault on 10/8/24 at 1:23 PM

Bonjour,

Vu les ruptures dans les angles, un étaiement en urgence + une surveillance renforcée parait necessaire jusqu'à la réparation / remplacement.

Sinon, pour une sécurisation provisoire avant démolition/reconstruction, vous pouvez faire un simple radier en béton sans forcement avoir des connecteurs, ca fonctionnera déjà un peu en butonnage et apportera un premier niveau de sécurité.

Cordialement,

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Frédéric Rambault on 10/8/24 at 8:54 PM

autre point : attention à bien faire les diag amiante et plomb pour ces ouvrages des années 70. 

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Jean-Yves JOINEAU on 10/9/24 at 1:09 PM

Bonjour,

Pour informations, voiic un échange de mail sur le sujet pour éventuel complément par la communauté :

"Quelques remarques et retours rapides dans un premier temps :

- Au vu des dégradations, la mise en place d'une coque PRV peut être aussi rendue difficile par les déformations géométriques des tôles de coin. Pour les ouvrages hydrauliques, elles peuvent être préjudiciables pour le gabarit suivant le vide annulaire nécessaire ou par l'accélération de la vitesse d'écoulement, est ce le cas ?

  • Concernant le tubage effectivement les services de l'Etat nous ont recommandé de dimensionner l'ouvrage pour une crue d'occurrence centennale. L'ouvrage existant n'étant même pas dimensionné pour une crue décennale, son tubage en solution définitive a été exclu. De plus même si on réduit la rugosité de l'ouvrage on réduirait considérablement la section vu les déformations des buses. Nous nous dirigeons plus sur une reconstruction de l'ouvrage à terme afin de respecter un gabarit hydraulique pour un passage d'une crue centennale. Cependant en attendant, l'ouvrage étant en exploitation nous devons le sécuriser un minimum pour les usagers.

- Des mesures de profil ont elles été réalisées pour évaluer une éventuelle déformation des buses (aplatissement,..) ? Un relevé de profil et un scan 3D de l'ouvrage a été réalisé. Et un premier dimensionnement des coques PRV a été fait, le gabarit hydraulique est considérablement diminué.

- Dans le cas des buses hydrauliques, la corrosion perforante en radier et en coin (zone de marnage notamment) permet l'infiltration des eaux sous la buse, ce qui conduit souvent à une élimination partielle du massif de fondation, à une poussée hydraulique sous le radier et à l'inversion du rayon de courbure des tôles. Une insuffisance du massif de fondation et des remblais de compactage peut ausi être à l'origine en partie de ces déformations. De quand date ces buses ? La pose des buses date des années 70. 

- Concernant les mesures à prendre, il est en effet judicieux de mettre en place une limitation de tonnage. Je n'ai pas toutes les infos sur vos buses mais est il envisageable de les tuber et canaliser provisoirement le cours d'eau ?

- Pour la réparation par un radier en BA avec banquettes, c'est possible mais il faut s'assurer que la voute est saine et qu'il est possible de mettre en place des connecteurs sur des zones saines pour la connexion du radier. Ce type de réparation est pertinent si la corrosion est limitée. Si ces dispositions ne sont pas remplies, en effet, cela devient compliqué.

- En mesure d'urgence, si nécessaire, il est également possible de mettre des cerces métalliques pour reprendre les efforts et pérenniser la buse.Auriez-vous des illustrations de cette technique svp ? En quoi consiste-elle?

- A terme, en réparation, avez vous envisagé le chemisage par mortier et fibre de carbone ? Quelles sont les dimensions des buses ? Nous n'avons pas du tout envisagé cette option, elles font environ 3.57m de portée et 2.15m de flèche. Je suis intéressé par des informations sur cette technique également svp

- Au vu des déformations, le chemisage par BFUP projeté me semble inadapté. Ok c'est noté, de plus à ma connaissance le BFUP n'est pas encore utilisé en Guadeloupe..."

Bonne journée, à disposition si besoin.

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Eric DELAHAYE on 10/10/24 at 9:19 AM

Bonjour,

Pour compléter les précédents échanges, la mise en oeuvre d'un radier en béton armé, comme solution provisoire de sauvegarde de la buse avant sa reconstruction, constitue une solution rustique et efficace.

Dans le cadre du retour d'expérience (REX) sur la réparation de buses métalliques, nous avions recensé des cas de réparation de ce type, sans mise en oeuvre de connecteurs. Vu l'état avancé de corrosion des tôles de radier, et aussi l'urgence à intervenir, on peut se passer de connexion.

Dans le rapport du REX, nous avions écrit :

Concernant la hauteur de remontée du radier, il ressort que les pratiques les plus courantes, et pour lesquelles le retour d’expérience est positif, sont les suivantes :

  • se mettre hors d’eau par rapport au régime courant (pour éviter un contact permanent de l’eau sur la buse),

  • évaluer par mesure d’épaisseur résiduelle la tôle apparemment saine sur laquelle se raccorder,

  • aller le plus haut possible dans le respect du gabarit hydraulique nécessaire.

On note par ailleurs l’identification de problèmes de bétonnage dans le cas de pente longitudinale élevée.

Concernant la liaison du radier à la buse existante, le guide actuel préconise de souder des connecteurs sur la tôle saine de la buse et d’intégrer ces connecteurs au ferraillage du radier.

L’expérience montre que cette connexion n’est pas systématiquement réalisée par crainte d’introduction de points durs dans la structure ou de difficulté à réaliser des soudures acceptables sur des tôles fines. Pour autant ce type de connexion a été mis en œuvre avec succès (buse St Jean -DIRMED, buse Fontclaireau – DIRA) ce qui a permis de démontrer qu’un soudage efficace est possible (essais de traction satisfaisants).

Enfin l’intégration d’une cunette dans le radier pour ménager une hauteur d’eau suffisante au passage des poissons s’avère être un dispositif efficace. "

 

Au vu des photos, et comme précisé dans la question, on observe des déformations des tôles de radier en plus de la corrosion perforante dans les coins, ce qui rend la situation encore plus critique et proche de la ruine de l'ouvrage.

Difficile de se prononcer sur la base de photos, mais je pense qu'il faut se poser un certain nombre de questions :

- déformations du radier : sont-elles récentes, ont-elles évolué, est-ce qu'une limitation de tonnage est suffisante au regard de la criticité de la situation ?

- les déformations du radier sont-elles acceptables pour la conception d'un radier en BA ?

- y a-t-il un réel problème de sécurité pour faire intervenir du personnel d'entreprise dans la buse pour y réaliser des travaux ?

D'autres solutions, de type pontage par un pont provisoire, moins risquées, sont-elles envisageables ?

Nous avions eu le cas d'une réparation d'une buse dangereuse où l'entreprise avait proposé une méthodologie comprenant une mise en sécurité préalable par pose de cerces (profilés TH) à l'avancement.

A disposition. Cordialement.

4 votes :

Hervé DAVIAS
on 10/11/24 at 11:05 AM

Bonjour Eric,

Je serais assez intéressé par le REX mise en sécurité par pose de cerces...

Merci

1 vote :

Renaud LEGLISE on 10/10/24 at 2:22 PM

Merci bcp à tous les nombreux contributeurs ! Et que d'autres personnes n'hésitent pas si elles ont des compléments éventuels à apporter.

1 vote :

Terence FOLIWE on 10/11/24 at 11:12 AM

Bonjour à tous,

je vous remercie pour toutes ces réponses très constructives!

La sécurisation immédiate de l'ouvrage est une priorité, quelque soit la méthode (radier BA connecté ou non, cerces métalliques...) tout en assurant la sécurité du personnel de l'entreprise réalisant ces travaux (risque de ruine de l'ouvrage, présence d'amiante ou plomb...). Une surveillance renforcée de l'ouvrage pourrait être fortement envisagée également en attendant une reconstruction. 

Pour information un rapport de visite de 2012 notait déjà les dégradations observées actuellement. Après difficile à dire avec précision le degré d'évolution de ces désordres avec les photos à disposition...

Encore merci à vous! Je vous tiens au courant.

Bien cordialement,

1 vote :

Renaud LEGLISE
on 10/11/24 at 11:36 AM

Et merci à toi d'être un fidèle de la communauté ponts :)

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Arnaud Floquet on 10/11/24 at 4:52 PM

Bonjour à tous,

 

Quelques complément à ce qui a déjà été dit:

1) Sécurisation de l'ouvrage : Pour parler du système de cerces Freyssistent, l'avantage c'est la rapidité d'exécution et de mise en place qui permet de les disposer à l'avancement et de permettre ainsi de sécuriser le perosnnel d'exécution à l'avancement. Ca a également l'avantage de peu impacter la section hydraulique.

- Pour des visuels, slide 17 de ce powperpoint qui date un peu, mais qui présente une buse-arche de géométrie similaire : https://www.cerema.fr/system/files/documents/2020/04/10_innovations_buses-metalliques_aix2020.pdf

- C'est également une solution lauréate de l'appel à projet Routes et rue en 2016 , et aussi en 2023 pour proposer une verison "+" visant à compléter par un renforcement à long terme en béton projeté https://www.cerema.fr/fr/actualites/8-laureats-edition-2023-appel-projets-innovation-routes-rues

 

2) Renforcement de l'ouvrage : Sur la faisabilité d'un renforcement en BFUP Projeté, c'est compliqué d'être catégorique à partir des photos. Il faudrait avoir les coupes transversales avec la visualisation des déformations pour se prononcer. La difficulté principale à mon sens, c'est qu'on a une section fortement variable notamment dans les reins où les contraintes vont être les plus élevées et ça complique la modélisation aux EF du renforcement.

 

A disposition

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Renaud LEGLISE
on 10/11/24 at 9:42 PM

Merci bien pour ces compléments. Personnellement, j'ai un pb d'accès aux liens donnés. Je ne sais pas si je suis le seul ?

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AURELIE HOPPE
on 10/14/24 at 8:36 AM

Renaud LEGLISE j'ai pu ouvrir les liens

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