Tome 12 Ouvrages D Art [PDF]

Zitiervorschau

Formation Post-concours des Chefs d’Equipe d’Exploitation des TPE-RBA

TOME 12 OUVRAGES D’ART

PREAMBULE Le groupe des Directeurs de CIFP a validé le 4 septembre 1997 à AIX-EN-PROVENCE le principe d’une coopération inter CIFP dont l’animation sera confiée à l’un ou l’autre CIFP suivant le thème. Il a été décidé, s’appuyant sur des acquis de longue date, de confier au CIFP de NANTES la première mission portant sur la mise en place des conditions de cohérence des formations postconcours des Chefs d’Equipe au sein du réseau des CIFP. Les documents produits dans le cadre de cette mission seront remis aux stagiaires à l’issue de la formation post-concours pour servir de base au métier de Chef d’Equipe d’Exploitation des TPE et en particulier pour l’exercice des fonctions de : - surveillant de réseaux - surveillant de travaux - encadrement d’équipes de production Ils ne constituent ni un support de cours, ni un document relatif à la prise de poste. Le groupe de validation des documents est composé de l’ensemble des chefs de projets de la formation post-concours des CEE (R.B.A) des CIFP :

- AIX-EN-PROVENCE - ARRAS - CLERMONT-Fd - MACON - NANCY - NANTES - PARIS - ROUEN - TOULOUSE - TOURS

Claude CARBONEL Elisabeth GHYS Roger BRUN Françoise OLLIER Michel Yves GENOT Pierrette FALLOT Xavier TIRILLY Ariane GIMENEZ Jean Yves LE GOFF Pierre DIRHEIMER Michel PEQUIGNOT

sous l’égide du CIFP de NANTES

Ce groupe est chargé de : • définir le documents à distribuer aux stagiaires • répartir par CIFP les documents à rédiger ; qui sont pris en charge par un chef de projet CIFP et élaborés à l’aide de formateurs internes. • proposer la correction à l’ensemble des CIFP • valider les documents à diffuser La mise à jour et l’élaboration d’autres documents seront réalisées suivant le même processus.

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Liste des ouvrages

- TOME 1 - Rôle et missions du CEE - TOME 2 - Environnement interne et externe - TOME 3 - Environnement juridique et responsabilité du CEE - TOME 4 - Gestion comptable - TOME 5 - Gestion du domaine public routier - TOME 6 - Urbanisme - TOME 7 - Technologie routière - TOME 8 - Equipements de la route - TOME 9 - V.R.D. - TOME 10 - Dépendances bleues - TOME 11 - Dépendances vertes - TOME 12 - Ouvrages d’art - TOME 13 - Organisation de chantier - TOME 14 - Communication et animation d’équipe

Nous tenons à remercier tous les acteurs qui ont participé à la réalisation de ces ouvrages.

Bruno AURENTY -------------------------------------------------------- (DDE 05) André BERTON---------------------------------------------------------- (DDE 63) Louis Marie BOISMOREAU------------------------------------------- (DDE 85) Jean Louis BOUILHOL------------------------------------------------- (DDE 63) Georges CHALMET ---------------------------------------------------- (DDE O3) Fabienne CHOEUR----------------------------------------------------- (SN 59) Gérard CHUINE --------------------------------------------------------- (DDE 59) Jean Claude COCHIN-------------------------------------------------- (DDE 14) Lucienne GALEZ -------------------------------------------------------- (SN 62) Jacques GLEYAL ------------------------------------------------------- (DDE 46) Robert GUILLON -------------------------------------------------------- (DDE 56) Didier GUILMART ------------------------------------------------------- (CG 54) Nicole GUYOT ----------------------------------------------------------- (DDE 71) Michel LEHUE------------------------------------------------------------ (DDE 76) Bernard PANNINI ------------------------------------------------------- (DDE 03) Alain RIGAUD ------------------------------------------------------------ (DDE 71) Alain SERVANS --------------------------------------------------------- (DDE 82) Jean Pierre TESSIAUT ------------------------------------------------ (DDE 71) Club des formateurs en communication de l’interrégion du CIFP d’Aix-en-Provence

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PREAMBULE Les ouvrages d'art (ponts, murs, tunnels, ouvrages de protection... ) constituent un patrimoine important et vivant. Ce sont des constructions dont la stabilité est nécessaire à la sécurité d'une voie de communication.

Un patrimoine important numériquement. Plusieurs dizaines de milliers de ponts et quelques milliers de kilomètres de murs on été recensés sur les routes nationales, départementales ainsi que sur les voies communales de notre pays.

Un patrimoine important par sa valeur. La construction d'un pont courant revient actuellement, en 1998, à 10 000 francs environ le m2 de tablier.

Un patrimoine important pour l'économie du pays. Les ouvrages sont connus pour servir pendant une longue période (voisine du siècle).

Un patrimoine important pour l'image de marque. Certains ouvrages servent de vitrine du fait de leur importance ou de leur esthétique, mettant en valeur les choix des décideurs et les compétences des techniciens.

Un patrimoine vivant. Les ouvrages vieillissent et doivent donc être entretenus régulièrement. Il faut souligner que le défaut d'entretien se traduit en général par une diminution de la durée de vie de l'ouvrage et par une aggravation de son état, aggravation qui conduit a des dépenses d'entretien ou de réparation souvent fortement majorées. x-x-x-x-x

Chaque maître d’ouvrage (Etat, Départements, communes), propriétaire des ouvrages d’art, doit décider de sa propre politique, en particulier sur l’inventaire, la surveillance et l’entretien. Par défaut, les collectivités territoriales peuvent appliquer les instructions techniques établies pour l’Etat décrites ci-après dans ce document .

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SOMMAIRE Au cours des différentes missions qui lui sont confiées, le chef d'équipe d’exploitation va rencontrer un jour, avec la complicité de "Mme la Route" : "Monsieur le Patrimoine des Ouvrages d'Art".

Il lui faudra alors : Faire sa connaissance :

INVENTAIRE des OA : Etat des lieux : Champ d'application : Intervenants : Dossier d'ouvrage : Commentaires :

Page : 3 page 4 page 6 page 9 page 10 page 11

Utiliser son langage :

TERMINOLOGIE des OA : Nomenclature : Terminologie : Morphologie : Commentaires :

Page : 12 page 13 page 31 page 37 page 63

Suivre et comprendre sa vie :

SURVEILLANCE des OA : Objectif : Définition : Champ d’application : Intervenants : Vie d’un ouvrage : Constatation :

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Veiller à sa bonne santé :

ENTRETIEN des OA : Objectif Définition Intervention Matériaux Commentaires

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INVENTAIRE DES O.A.

ETAT DES LIEUX... ...avec quelques chiffres!

Pour ne citer que les ponts, par exemple ...

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Sur l'ensemble du réseau national et départemental, il existe un peu plus de 100 000 ponts en France. Nous retiendrons par département et sur ces mêmes réseaux, une moyenne de 1 000 ponts environ dont l'ouverture (au sens de la brèche franchie) est supérieure ou égale a 2 mètres. Selon l'inventaire du 15/12/1976 (ponts d'ouverture > 2 m.), l'histogramme cidessous fixe pour un département moyen, la répartition des ponts selon leur ouverture. Il apparaît que les plus petits sont les plus nombreux!

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(selon un inventaire du 15/12/1976, des ponts d’ouverture > 5 m)

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CHAMP D'APPLICATION... ...qui sont ces OA?

Instruction technique du 19 octobre 1979 définit précisément ce champ d’application. Ce document, en deux parties, est la référence actuelle en matière de surveillance et d'entretien des ouvrages d'art. Compte tenu des modifications d’organisation des DDE depuis 1979 elle a été modifiée’ ( mais pas abrogée ) par décision du Ministère le 29 Décembre 1995.

1ere partie : Dispositions réglementaires applicables à tous les ouvrages.

2eme partie : Fascicules techniques par type d'ouvrage.

LA DEFINITION D'UN OUVRAGE D'ART Ouvrage de franchissement provisoire ou définitif - Ponts, viaducs, aqueducs de 2,00 m. d'ouverture. - Passerelles piétonnes ou cyclables. - Buses préfabriquées ou métalliques de 2,00 m. d'ouverture.

Tunnels et tranchées couvertes - de toutes longueurs et de toutes ouvertures.

Les ouvrages dont la stabilité est nécessaire a la sécurité d'une voie - murs de soutènement de 2,00 m. de hauteur. - Galeries de protection contre les chutes de pierres. - Déblais et remblais de grandes hauteurs.

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LA DEFINITION D'UN OUVRAGE D'ART (définition par type d'ouvrage)

LES PONTS Un pont est un ouvrage qui permet à un itinéraire de franchir un obstacle naturel (voie d'eau, brèche, ravin ...) ou artificiel (route, autoroute, chemin de fer, ...). On distingue les ponts routes, les ponts rails, les ponts canaux (au sens de la voie portée).

LES PONCEAUX Un ponceau est un pont de faible importance, de petites dimensions. C'est la plupart du temps un ouvrage hydraulique, type voûte ou dalot.

LES PASSERELLES Une passerelle est un ouvrage réservé aux piétons, cyclistes, ou destiné à soutenir des canalisations.

LES AQUEDUCS Un aqueduc est un canal destiné à conduire l'eau, souterrain ou hors du sol. Nom donne aux petits ouvrages hydrauliques.

LES VIADUCS Un viaduc est un ouvrage de franchissement de grande longueur et de grande hauteur au-dessus d'une brèche. Il est souvent constitué de plusieurs travées ou arches successives. La voie portée est une route ou une voie ferrée.

LES DALOTS Un dalot est un petit ouvrage hydraulique constitué d'une dalle.

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LES BUSES Une buse est un ouvrage dont la section permet le passage d'une voie d'eau (égouts, eaux pluviales, ruisseaux, torrents, etc...) ou d'une voie de communication (chemin, route, autoroute, voie ferrée, etc...). Les buses sont différenciées par leur section géométrique (circulaire, elliptique, ovoïde, carrée, rectangulaire, en arche, etc...) et le matériau qui les constitue (béton, métal).

LES PONTS MOBILES Un pont mobile est un pont levant, tournant ou basculant.

LES TUNNELS ET GALERIES Un tunnel, une galerie, sont des ouvrages qui permettent le franchissement d'un relief (éperon rocheux, colline, montagne ...) d'une section d'itinéraire dangereux (couloir d'avalanche, couloir de pierres, etc...) ou d'une voie de circulation terrestre, fluviale ou maritime (route, autoroute, voie ferrée, canal, port, bras de mer, etc...).

LES MURS DE SOUTENEMENT Un mur de soutènement est un écran destiné a prévenir l'éboulement ou le glissement d'un talus raide, et a reprendre les efforts de poussée dus au terrain. Ils sont mis en place, la ou l'on veut réduire d'emprise d'un talus pour permettre la construction d'une chaussée, d’un bâtiment ou d'un ouvrage d'art. On distingue les soutènements en déblai et les soutènements en remblai.

LES DEBLAIS ET REMBLAIS DE GRANDE HAUTEUR (H> 10m) Ce sont des ouvrages qui permettent a un itinéraire: - de passer a flanc de montagne (déblai-remblai) - de franchir un obstacle naturel tel que ravin (remblai) ou colline (déblai) - d'être protégé d'une zone submersible.

LES TRANCHEES COUVERTES Ce sont des ouvrages généralement utilisés en milieu urbain qui permettent le passage d'artères de circulation en souterrain.

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INTERVENANTS... ...qui fait quoi? Ce sont les Subdivisions Territoriales qui sont responsables du suivi au jour le jour (visites, entretien ) des ouvrages d’art qui font partie intégrante de la route.

Ce sont les Cellules Départementales des Ouvrages d'Art (CDOA), créées à partir de 1980, qui sont chargées du recensement de tous les ouvrages par réseau et d'en établir les inventaires.

Les subdivisions territoriales doivent les assister dans cette tache.

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DOSSIER D'OUVRAGE... ...A la recherche de l'info!

Pour une gestion efficace des ouvrages d'art, de nombreux renseignements doivent être tenus a la disposition des intéressés. Leur réunion constitue ce que l'on appelle le "dossier d'ouvrage". Ces dossiers d'ouvrage sont classés soit a la CDOA, soit en subdivision.. Ils sont constitués essentiellement des pièces permettant, par étape, de retracer l'existence de l'ouvrage au travers des domaines technique, administratif, juridique, voire culturel. Note de calcul, P.V. de réception, état de référence, P.V. de visite périodique, sont les éléments parmi les plus importants à regrouper dans ces dossiers.

Le dossier d'ouvrage doit être mis a jour régulièrement.

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COMMENTAIRES... ...sur l'actualité, le quotidien...

Sur le réseau national, la mise a jour de l'inventaire des ponts est récente (1996 pour l’IQAO). Dans le cadre de notre mission d'Aide Technique a la Gestion Communale (ATGC) l'inventaire des ponts communaux est en cours d'établissement.

Les ponts inférieurs à 2,00 m. d'ouverture sont appelés «ouvrages hydrauliques» et sont exclus du domaine des ouvrages d'art. Ils sont intégrés dans les dépendances bleues (assainissement de la route). La note d'information n°85 de novembre 90, éditée par le SETRA, fixe les modalités de mise en oeuvre, maintenance et surveillance des portiques, potences et hauts mats de signalisation, en reflet de l'instruction technique du 19 Octobre 1979.

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TERMINOLOGIE DES O.A.

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NOMENCLATURE... ...conception des OA au fil du temps.

A partir de la liste des O.A. définie par le champ d'application, de nombreuses structures se distinguent les unes des autres, que ce soit par leur géométrie ou par le matériau employé.

Ce sont les ponts et murs, ouvrages les plus répandus qui seront détaillés ici.

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A L'APPROCHE DU XXIème SIECLE LE BOIS, n'est que très rarement utilisé, sauf pour la construction de passerelles piétonnes ou d'ouvrages soumis a faible charge. Il constitue encore le platelage de certains ponts métalliques.

LA MACONNERIE, alors que prédominante pendant plusieurs siècles, n'est utilisée aujourd'hui que dans un but d'esthétique.

L'ACIER, est de plus en plus répandu dans les ouvrages de grande portée, de type pont à haubans, tablier à ossature mixte,...

LE BETON ARME, est largement employé pour les ouvrages de faible portée (jusqu'à 15 ou 20 m ) Il est associé à l'acier pour les tabliers a ossature mixte.

LE BETON PRECONTRAINT, est très répandu sur les ponts à poutres de faible et moyenne et grande. portée. Son emploi est fréquent pour les dalles et poutres continues de grande longueur. C'est le seul matériau qui permet la construction par encorbellement de structure type caisson.

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LES DIFFERENTS TYPES DE PONTS Selon la nature du matériau, on rencontre :

LES PONTS EN MACONNERIE - voûte plein cintre - arc surbaissé a culées perdues - arc surbaissé sur - arche en anse de panier ou elliptique - ...

LES PONTS EN BETON ARME - voûte plein cintre (non armée généralement) - arc surbaissé - dalot - dalle - poutres - arcs (en dessus, en dessous, a tablier intermédiaire ...) - les «bow-string» - cadre type PICF - portique type PIPO - buse ou cadre préfabriqué - caisson (rare) - consoles articulées (rares) -

LES PONTS EN BETON PRECONTRAINT - dalle pleine continue - dalles à encorbellements - dalle élégie - dalle nervurée - poutres types PRAD - poutres type VIPP - consoles articulées - caisson à hauteur variable ou constante - béquilles - ...

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LES PONTS METALLIQUES - arcs (en dessus, en dessous, à tablier intermédiaire, ...) - treillis (en dessus ou en dessous) - poutres (de divers types) - tuyau et buses (diverses marques déposées) - ponts suspendus ou à haubans - ossatures mixtes - ponts Bailey (secours) - ...

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LA MACONNERIE Voûte plein cintre

Multi-arches

Arc sur culées perdues

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Arc surbaissé sur piédroits

Double arche elliptique ou en « anse de panier »

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LE BETON ARME Tablier

Tablier à poutres

Tablier à dalle

P.I.C.F.

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P.I.P.O.

Conduit préfabriqué

Arc en dessus

Arc en dessous

Arc à tablier intermédiaire

Bow-String

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LE BETON PRECONTRAINT Dalle rectangulaire

Dalle avec encorbellement

Dalle trapézoïdale

Section transversale

Section transversale à une nervure

Section transversale à deux nervures

Poutres type V.I.P.P.

Poutres type P.R.A.D.

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Poutres-caissons en béton précontraint : coupes transversales a) Formes habituelles : caisson à deux âmes

b) Cas particuliers : caisson à trois ou quatre âmes

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LE METAL Différents types de structures : Croix de Saint-André

Pratt

Poutre de hauteur variable

Poutre Virendeel

Warren avec montants

Warren sans montant

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Buses métalliques Avant remblai

Après remblai

Pont suspendu

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OUVRAGES TYPES DU SETRA Les ouvrages ci-dessous correspondent à un modèle type du SETRA dont il existe des dessins pilote.

PI-CF

Passage Inférieur en Cadre Fermé

PI-PO

Passage Inférieur en Portique Ouvert

PS-BQ

Passage Supérieur à Béquilles

PSI-DA

Passage Supérieur ou Inférieur en Dalle Armée

PSI-DP

Passage Supérieur ou Inférieur en Dalle Précontrainte

PSI-DE

Passage Supérieur ou Inférieur en Dalle Elégie

PSI-DN

Passage Supérieur ou Inférieur en Dalle Nervurée

PSI-BA

Passage Supérieur ou Inférieur à Poutres de Béton Armé

VI-PP

Viaduc à travées Indépendantes à Poutres Précontraintes

PR-AD

Poutres PRécontraintes par ADhérence

PSI-OM

Passage Supérieur ou Inférieur en Ossature Mixte

PP

Piles et Palées

C.T.

Culées Types

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LES DIFFERENTS TYPES DE MURS Les différents ouvrages de soutènement se distinguent selon leur type de fonctionnement. L'effort de poussée exercé par un massif de terre peut être repris de diverses manières : Cas n°1 : la poussée est reprise par le poids propre de l'ouvrage de soutènement , il s’agit d’un mur poids. Cas n°2 : la poussée est reprise par encastrement de l'ouvrage de soutènement sur sa semelle ou dans le terrain (rideaux ) Cas n°3 : la poussée est reprise par des ouvrages ancres dans le massif.

LES MURS POIDS Les murs en béton ou en maçonnerie Ce sont les murs les plus courants, ils sont rigides et peuvent supporter des tassements différentiels importants. Les murs en béton peuvent être légèrement armés.

Les gabions métalliques Ce sont des empilements de caisses parallélépipédiques réalisées en treillis métalliques et remplies de pierres. Ces ouvrages sont utilisés couramment pour des soutènements de pieds de remblai, sur des flancs montagneux, ou encore pour stabiliser des glissements en pied de déblai.

Les murs cellulaires en éléments préfabriqués Ils sont comparables aux gabions mais sont utilisés sur des grandes hauteurs. Ils sont constitués par des empilements d'éléments préfabriqués, assemblés entre eux, les parties vides étant généralement comblées par un matériau de remblai. Ce type d'ouvrage présente une bonne souplesse aux tassements différentiels du sol de fondation. Il existe de nombreux ouvrages brevetés dont : - les murs "PELLER" - les murs "REBOUL" - les murs "DELTA"

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LES MURS EN BETON ARME C'est la catégorie la plus courante des ouvrages de soutènement. Selon leur géometrie, on différencie :

- les murs en "T renverse" avec ou sans bêche, avec ou sans contrefort, - les murs à consoles, - le murs à dalles.

LES RIDEAUX DE PALPLANCHES Un rideau de palplanches est constitué de palplanches métalliques emboîtées les unes dans les autres et battues dans le sol de fondation pour former un écran vertical servant de soutènement à un massif de sol. Ces rideaux sont couramment utilises pour des ouvrages provisoires en site aquatique (batardeaux, blindage). Ils peuvent constituer également des ouvrages définitifs (soutènement, protection).

LES OUVRAGES EN "TERRE ARMEE" Le matériau "terre armée" est constitué par la superposition de couches de matériau de remblai de nappes d'armatures métalliques. Ces dernières sont en forme de plats disposés horizontalement en nappe et fixés sur le parement. Le fonctionnement de la terre armée repose essentiellement sur l'existence d'un frottement important entre les matériaux de remblai et les armatures. Du fait de leur conception, les ouvrages en terre armée s'adaptent bien au sol sur lequel ils sont fondés, ce qui permet de réaliser avec cette technique, aussi bien des ouvrages de soutènement (qui doivent supporter dans certains cas des tassements différentiels importants), que des culées de ponts qui doivent avoir des tassements différentiels limites.. Dans ce dernier cas l'ouvrage a un double rôle : soutenir les remblais d'accès et porter le tablier.

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LES PAROIS MOULEES Ce sont des écrans verticaux généralement armés, réalisés par remplissage de béton d'une tranchée dont les bords sont maintenus au moyen de boues (bentonite). Cette technique est particulièrement utilisée en zone urbaine.

LES MURS ANCRES Dans le cas d'ouvrages de soutènement en déblai de grande hauteur, les efforts de poussée sont fréquemment repris en partie par des ouvrages ancrés dans le massif (murs B.A. parois moulées). II en est de même pour les rideaux de palplanches lorsque le sol de fondation est trop résistant et ne permet pas de foncer les palplanches sur une profondeur suffisante. Le terrain en place doit être bien consolidé. Cette technique permet une économie sur les fondations (travaux neufs). Elle est très employée pour des travaux de réparation sur des ouvrages en maçonnerie ou en béton. On distingue: - les ancrages passifs + forages + tirants + injection de coulis de ciment ou de résine, - les ancrages précontraints (ou actifs) : même technique que pour les ancrages passifs mais additionnée d'une mise en précontrainte sur les tirants.

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LES MURS POIDS

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LES MURS ENCASTRES

Murs ancrés : - Employés lorsque la hauteur des terres à soutenir est très grande. - Economie sur les fondations. - Le terrain en place doit être bien consolidé (soutènement en déblai).

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TERMINOLOGIE ... ... comment parler OA? Un ouvrage se décompose généralement en quatre parties : - FONDATIONS, - APPUIS, - STRUCTURES, - EQUIPEMENT. Les ABORDS, représentent le proche environnement dans lequel il est situé.

La ZONE D'INFLUENCE, définit le milieu dans lequel est situé l’ ouvrage (milieu urbain, marin, industriel, rase campagne, montagne ...).

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LES REMBLAIS CONTIGUS Les remblais contigus se déterminent en fonction de la structure et du type d'ouvrage et selon le phasage de construction. C'est pourquoi les limites de ces remblais sont variables et précisées dans la construction. Toutefois on considère qu'un remblai contigu est un remblai qui ne pourra pas être réalisé avec un atelier traditionnel de remblaiement ni avec les mêmes matériaux. Les remblais contigus aux ouvrages d'art comprennent notamment : - Les remblais situés de part et d'autre des piles-culées et piédroits - Les remblais situes de part et d'autre des murs en retour ou en aile - Les remblais recevant une partie ou I'ensemble d'un perré - Les remblais situes sous les dalles de transition - Les remblais situes derrière les murs de soutènement - Les remblais adjacents aux buses et a leur butée - (Certains remblais de fouilles) Les matériaux mis en remblais contigus doivent être d'une granulométrie compatible avec la puissance de I'atelier de compactage. Une granulométrie de 0/100 est un maximum autorisé. Par ailleurs, on aura soin de prévoir un matériau, sinon drainant, insensible à I'eau afin de ne pas générer des poussées hydrostatiques sur les parties d'ouvrage. Enfin les compacités du remblai contigu doivent être optimisées sachant qu'a terme, on constate une chute des résultats obtenus lors de la construction. A ce titre, les remblais de fouille doivent être réalisés avec la même attention que les remblais contigus. Le guide technique "Remblayage des tranchées" de MAI 1994 doit s'appliquer aux deux domaines. Dans certains cas, le remblai de fouille d'une semelle va supporter une chaussée ; I'objectif de densification sera donc différent d'un remblai de fouille en plein talus ; (q3 ou q2 au lieu de q4).

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LES FONDATIONS Elles assurent la liaison entre les appuis et le sol. On distingue les fondations superficielles et les fondations profondes. Fondations superficielles : Lorsque la nature du sol rencontre sous le terrain naturel est immédiatement de bonne portance, les fondations sont généralement de type «semelle en béton armé» après réalisation d'un béton de propreté. Fondations profondes: La plupart des ponts construits sur les lits des cours d'eau comportent des fondations profondes. La nature du terrain immédiatement rencontré est souvent de type alluvionnaire. Il faut alors rechercher un sol dur., la roche, appelé le «substratum». Ce sont les pieux qui vont faire la liaison entre le sol dur et l’appui de l'ouvrage. Nos grands ponts anciens sont fondés sur des pieux de bois. Les pieux actuels sont en béton armé. Remarque : On effectue des sondages pour déterminer la nature du sol.

LES APPUIS Ils transmettent à la fondation le poids propre de la structure et les surcharges routières. Les piles, sont appelées appuis intermédiaires.

Les culées, sont appelées appuis d'extremités.

LES APPAREILS D’APPUI Les appareils d’appui transmettent aux appuis les contraintes provenant du tablier. Ils permettent les mouvements multidirectionnels du tablier par rapport aux appuis (dilatation, rotation, vibration...). Fixes ou à déplacement libre ou restreint, métalliques ou en élastomère fretté, les appareils d’appui sont normalisés (NF).

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LES STRUCTURES Elles reçoivent les équipements et supportent les surcharges routières. - Les voûtes. - Les poutres. - Les dalles. - Les caissons. - Les arcs. - Les buses. Se reporter au chapitre "morphologie" pour la connaissance des parties constitutives.

LES EQUIPEMENTS Ce sont les dispositifs destinés à assurer la sécurité et le confort des usagers ainsi que la durabilité de l'ouvrage. Leur choix dépend de l’indice de danger.

Les parapets sur ouvrages anciens devaient assurer, à l’époque, la protection des véhicules et des piétons. Les garde-corps assurent la protection des piétons. Sur les anciens ponts, les garde-corps sont d'origine artisanale. Aujourd'hui, il existe deux séries de garde-corps définies selon le guide du SETRA (GC77). Les garde-corps doivent avoir des joints de dilatation.

Les glissières de sécurité assurent la protection des véhicules légers. Les barrières de sécurité possèdent une capacité de retenue supérieure à celle des glissières.

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Les corniches protègent l'about de dalle de l'eau de pluie, elles servent de fixation pour les garde-corps et sont des élements de décoration de l'ouvrage. Les corniches peuvent être soit coulées en place, soit prefabriquées.

Les dalles de transition permettent le passage progressif du remblai à l'ouvrage. Ce sont des pièces de béton fixées sur les culées et reposant sur le remblai contigu.

Les joints de chaussée sont des dispositifs qui permettent d'assurer la continuité de la circulation au droit des coupures du tablier. Ils sont nécessaires sur les ponts, viaducs ou passerelles, dans tous les cas ou il y a possibilité de mouvements relatifs entre deux éléments de structure de 1'ouvrage et quand la zone de mouvement affecte la chaussée. (dilatation) Les différents joints sont du types : à hiatus, à pont, à peigne ou à revêtement amélioré. Il existe plusieurs modèles dans différentes marques. Leur domaine d'emploi est relatif aux classes de trafic, et à leur possibilité de souffle, et aux caractéristiques de la structure.

La chape d'étanchéité empêche la pénétration de l'eau dans le tablier. Il en existe 3 grands types : - Chape épaisse en asphalte coulée - Chape mince en résine epoxydique - Chape en feuilles préfabriquées.

Les gargouilles permettent l'évacuation des eaux de surface. Elles sont situées aux points bas du tablier, (en rive, contre les bordures de trottoirs).

Les caniveaux, accrochés aux rives du tablier sont associés à des corniches métalliques.

Les drainages d'appuis, permettent l'évacuation des eaux pouvant provenir des abouts du sommier ou du joint de chaussée. Ils évitent aux appareils d'appuis de baigner dans I'eau en permanence.

Les descentes d'eau, préfabriquées le plus souvent, permettent l'acheminement des eaux jusqu'au fossé en pied de talus.

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Les trottoirs permettent les passages des piétons. Ils doivent être équipés de joints comme la chaussée.

Les perrés maintiennent dans un bon état les talus sous l'ouvrage. Ils évitent les ravinements et participent à la décoration de 1'ouvrage. Ils sont souvent équipés de descentes d'eau.

Les candélabres permettent l'éclairage de l'ouvrage, sur un itinéraire en milieu urbain.

Les grilles centrales permettent de combler I'espace qui sépare deux tabliers pour des raisons de sécurité. Les barbacanes permettent le drainage des ouvrages en maçonnerie ou en béton, (murs de tête, murs de soutènement, voûtes).

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MORPHOLOGIE ...Le vocabulaire s'associe l'image

Dans le cadre de la démarche IQOA (Image Qualité des Ouvrages d'Art) lancée par notre ministère a destination de tous les ponts situés sur le réseau national non concédé, des modèles de procès verbaux de visite ont été édités par le SETRA. (*) Il apparaît que ces documents ont un caractère formateur. Ainsi, en matière de morphologie, des croquis très représentatifs permettent d'acquérir ou de rappeler le vocabulaire adapte aux O.A. Voici les principaux croquis rencontrés dans ces P.V.

(*) Service d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes.

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MORPHOLOGIE DU PONT EN MACONNERIE à Arche Unique OUVRAGE AVEC MUR EN AILE

DETAIL D’UN BANDEAU

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MORPHOLOGIE DU PONT EN MACONNERIE à Arche Unique OUVRAGE AVEC MUR EN RETOUR

DETAIL D’UN BANDEAU

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MORPHOLOGIE du PONT DALLE en BETON ARME COUPE LONGITUDINALE (notations EDOUART)

COUPES TRANSVERSALES DU TABLIER

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MORPHOLOGIE du PONT DALLE en BETON ARME EQUIPEMENTS

ELEMENTS DE PROTECTION - ABORDS

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MORPHOLOGIE du PONT DALLE en BETON PRECONTRAINT COUPE LONGITUDINALE (notations EDOUART)

COUPES TRANSVERSALES DU TABLIER

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MORPHOLOGIE du PONT DALLE en BETON PRECONTRAINT EQUIPEMENTS

ELEMENTS DE PROTECTION - ABORDS

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MORPHOLOGIE du CADRE FERME (P.I.C.F.) CAS DE DEUX OUVRAGES ACCOLES

PERSPECTIVE SHEMATIQUE

DEMI-COUPE TRANSVERSALE

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MORPHOLOGIE du CADRE FERME

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MORPHOLOGIE du PORTIQUE SIMPLE (P.I.P.O.) CAS DE DEUX OUVRAGES ACCOLES

PERSPECTIVE SHEMATIQUE

DEMI-COUPE TRANSVERSALE

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MORPHOLOGIE du PORTIQUE SIMPLE (P.I.P.O.)

Les ouvrages d’art Page 47

MORPHOLOGIE du PONT à POUTRE SOUS CHAUSSEE en BETON ARME

Les ouvrages d’art Page 48

MORPHOLOGIE du PONT à POUTRE SOUS CHAUSSEE en BETON ARME

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MORPHOLOGIE des BUSES METALLIQUES

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MORPHOLOGIE des BUSES EN BETON Types de buse les plus courant

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MORPHOLOGIE des BUSES EN BETON Types de buse les plus courant

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MORPHOLOGIE des BUSES METALLIQUES et des BUSES en BETON

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MORPHOLOGIE des PILES en MACONNERIE

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MORPHOLOGIE des PILES en MACONNERIE

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MORPHOLOGIE des PILES en BETON ARME

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MORPHOLOGIE des PILES en BETON ARME

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MORPHOLOGIE des APPAREILS D’APPUI

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MORPHOLOGIE des APPAREILS D’APPUI

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MORPHOLOGIE des CORNICHE-CANIVEAU Béton armé

Fonte et Aluminium

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MORPHOLOGIE des CORNICHE-CANIVEAU Inox et Aluminium

Aluminium et acier galvanisé

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MORPHOLOGIE des DALLES de TRANSITION Remblai contigus

Détail de l’about de la dalle

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COMMENTAIRES... ... sur l’actualité et le quotidien

Ce chapitre ne recouvre pas de façon exhaustive l'ensemble du vocabulaire adapté aux O.A. sous son aspect morphologique. La documentation listée en BIBLIOGRAPHIE permettra, si nécessaire, une connaissance plus étendue dans ce domaine.

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SURVEILLANCE DES O.A.

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OBJECTIF... ...C'est le fil conducteur !

Grâce à l'inventaire établi sur chaque réseau dont le service est gestionnaire, les ouvrages sont recensés puis identifiés précisément.

L'action de surveillance va permettre alors : - de constater des anomalies, - de guetter leur évolution dans le temps, - de classer l'ouvrage suivant son état, - d'envisager des travaux d'entretien ou de réparation. C'est I'Instruction Technique du 19 octobre 1979, modifiée au 1er janvier 1996 qui définit précisément cet objectif.

SURVEILLANCE == ETAT DE SERVICE

La surveillance doit a tout moment donner une idée juste de l'état de service de l'ouvrage d'art. L'état de service d'un ouvrage d'art est celui permettant à cet ouvrage d'offrir, pour son exploitation, un niveau de service donné, tant en ce qui concerne la sécurité, le confort des usagers que la durabilité de l'ouvrage dans des conditions d'utilisation conformes à sa destination.

Les ouvrages d’art Page 65

DEFINITION... ...Quel est le type d'action?

C'est de nouveau l'Instruction Technique du 19 octobre 1979, modifiée au 1er janvier 1996 qui définit les différents types de surveillance. Il s'agit de distinguer :

LA SURVEILLANCE CONTINUE ... BUTS : - donner I'alerte si la sécurité est menacée, - Suivre dans le temps l'évolution d'un OA, - Guetter l'apparition d'anomalies éventuelles.

LA SURVEILLANCE ORGANISEE Elle comprend , sur le réseau national non concédé :: - Le contrôle annuel, - La visite d'évaluation IQOA (tous les 3 ans), - L' Inspection Détaillée Périodique (tous les 6 a 9 ans suivant l'état de l'ouvrage)

Les ouvrages d’art Page 66

DEFINITION... ...Quel est le type d'action?

LES ACTIONS PARTICULIERES DE SURVEILLANCE

L'Inspection Détaillée Initiale : état de référence après construction ou remise en état

La Visite de Fin de Garantie Contractuelle : avant expiration de chaque délai de garantie ou de responsabilité

L' Inspection Détaillée Exceptionnelle : à la suite de circonstances particulières (crue, glissement de terrain, convoi exceptionnel, etc...)

La Surveillance Renforcée : plus intense que précédemment ; périodicité fixée par le directeur

La Haute Surveillance: lorsque les désordres relevés sont de nature à mettre en cause la sécurité ou la pérennité de l'ouvrage

Les ouvrages d’art Page 67

CHAMP D'APPLICATION... ...Surveiller quels OA?

LA SURVEILLANCE CONTINUE, s'exerce sur tous les ouvrages.

LA SURVEILLANCE ORGANISEE sur le réseau national, le Contrôle Annuel, s'exerce sur tous les ouvrages la visite d'évaluation IQOA, s'exerce sur tous les ouvrages I'Inspection Détaillée Périodique, s'exerce sur tous les ouvrages non courants, et ceux dont le comportement nécessite une surveillance attentive du fait de leur état ou structure particulière (biais important, limitation de charge, etc...)

LES ACTIONS PARTICULIERES DE SURVEILLANCE L'Inspection Détaillée Initiale est obligatoire pour tout ouvrage neuf (ou ayant fait l'objet de réparations importantes) Elle permet la saisie ou la mise à jour des fichiers "EDOUART"

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LES OUVRAGES NON COURANTS Circulaire du 5 mai 1994, définissant les modalités d’élaboration, d’instruction et d’approbation des opérations d’investissements sur le réseau routier national non concédé.

Sont considérés comme ouvrages non courants, d'une part les ouvrages répondant aux caractéristiques suivantes : - les ponts possédant au moins une travée de plus de 40 m de porte, - les ponts dont la surface totale de l'un des tabliers dépasse 1 200 m2, - les murs de plus de 9 m de hauteur, - les tranchées couvertes ou semi-couvertes de plus de 300 m de l longueur, - les tunnels creusés ou immergés, - les ponts mobiles et les ponts canaux, et, d'autre part, tous les ouvrages ne dépassant pas les seuils précédents, mais dont la conception presente des difficultés particuliers comme par exemple : - celles provenant du terrain (fondations difficiles, remblais ou tranches de grande hauteur, risques de glissement...) ; - celles sortant des conditions d'emploi classiques (grandes buses métalliques d'ouverture supérieure a 8 m, voûte en béton d'ouverture intérieure supérieure a 9 m ou dont la couverture de remblai est inférieure a 1/8 me de I'ouverture, utilisation d'un dispositif ayant pour but de limiter la charge sur l’ouvrage...) ; - celles liées à des modifications de solutions types résultant de la géométrie du tracé ou de recherches architecturales (pont très biais ou à courbure prononcée...) ; - celles dues à I’emploi de techniques non codifiées et n’ayant pas fait l'objet d’un avis technique du SETRA (procédés de soutènement spéciaux...) ; - celles dues au caractère innovant de la technique ou du procédé.

Les Ouvrages d’Art Page 69

INTERVENANTS... ...Qui fait quoi ?

LA SURVEILLANCE CONTINUE est exercée par tous les agents de la DDE, a l'occasion de leurs déplacements, quel qu'en soit l'objet, et non par les seuls agents chargés de la gestion du réseau routier.

LA SURVEILLANCE ORGANISEE le Contrôle Annuel, est effectué par un agent de la subdivision, responsable de l'ouvrage. la Visite d’évaluation IQOA, est effectuée par des agents ayant suivi une formation spécifique. l'Inspection Détaillée Périodique, doit être dirigée et exploitée par un agent qualifié du niveau d’ingénieur, ayant obligatoirement reçu une formation spécialisée en ouvrages d'art et en pathologie. Il peut être fait appel à la CDOA, au réseau technique (CETE, CETU, CNPS) ou à des moyens extérieurs qualifiés.

LES ACTIONS PARTICULIERES DE SURVEILLANCE L’Inspection Détaillée Initiale, dans le cas d'un ouvrage neuf, doit être effectuée à I'initiative du service constructeur et avec la participation du futur gestionnaire de l'ouvrage.

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INTERVENANTS... ...Qui fait quoi ?

Le DDE : Arrête tous les ans la liste des ouvrages soumis à inspection détaillée périodique (au moins tous les ouvrages non courants). Ordonne la mise sous surveillance renforcée, voire la mise sous haute surveillance. Met à jour, tous les ans, l’inventaire du patrimoine.

Le RGR : Programme, chaque année, les visites IQOA. Organise les IDP (personnel, matériel, mesures d’exploitation de la route). Prescrit une inspection détaillée exceptionnelle à la suite d’une anomalie grave décelée par la surveillance organisée ou par tout autre moyen.

La CDOA : Prépare les tâches du directeur et du RGR. Organise les visites IQOA et les visites particulières de fin de garantie. Effectue les IDP en fonction de ses capacités techniques et de sa disponibilité.

Le subdivisionnaire : Organise le contrôle annuel et fait exécuter l’entretien courant annuel et toute opération nécessaire au maintien ou au rétablissement de la sécurité des usagers. Fait effectuer IQOA. Prend l’initiative d’une visite exceptionnelle après une situation particulière (crue, séisme, etc...). Porte à la connaissance du RGR et du chef de CDOA, les PV de contrôle annuel et d’entretien courant, les PV de visite IQOA, les comptes rendus d’inspection. Rend compte au RGR en cas de toute anomalie grave constatée sur un ouvrage dans le cadre de la surveillance continue.

VIE D'UN OUVRAGE... ...comment se comporte-t-il ? Les Ouvrages d’Art Page 71

Un ouvrage, quel que soit sa situation géographique, subit des agressions d'origines diverses : climat, pollution, trafic routier, interventions humaines ...

A chaque type de structure correspondent des désordres distincts dont les causes varient selon le matériau de construction et son fonctionnement mécanique. Toutefois les principales causes de désordre sont :

USURE ET VIEILLISSEMENT Vieillissement des matériaux Vieillissement de la structure, fatigue Environnement, météo, air, eau, trafic Séquelle de construction, incident, anomalie Renouvellement des équipements

DEFAUT DE CONCEPTION Hypothèse de calcul inexacte ou insuffisante Modèle de calcul inadapté, erreurs Choix dans la structure, options Manque d’équipement, collecte des eaux, étanchéité

DEFAUT DE CONSTRUCTION Non respect ou insuffisance de qualité des documents d’exécution Déficience ou absence de contrôle Analyse insuffisante des phasages de construction Enrobage des aciers insuffisant, non conformités Réaction alcali-granulats

DEFAUT D'ENTRETIEN Dépoussiérage, désengorgement des barbacanes, fil d'eau, drain Système anticorrosion des parties métalliques Remplacement des joints de chausse et appareils d'appuis

ACTION ABUSIVE Affouillement des fondations Chocs de véhicules, bateaux Incendies Séismes Augmentation du trafic, convois exceptionnels

APPROCHE SUR LE FONCTIONNEMENT MECANIQUE DES OUVRAGES

Les Ouvrages d’Art Page 72

LES MATERIAUX DE CONSTRUCTION - La maçonnerie : La maçonnerie ne supporte que la compression. Ce sont les pierres et leur liant qui subissent les efforts de pression. La résistance à l’écrasement varie selon la nature de la roche. ( de 10à 50 Mpa ) Les voûtes ou arcs travaillent à la compression. Les forces d'appui sont verticales ou obliques selon le type de structure et sont d'une grande intensité. Ces poussées sont concentrées sur les culées, qui doivent être massives et reposer sur un sol de très bonne portance par l’intermédiaire des fondations. Le béton : Le béton ne supporte que la compression, tout comme la maçonnerie. C'est un mélange de granulats, sables, ciment et eau dont les formulations sont aujourd'hui bien maîtrisées. Il peut comporter des adjuvants (plastifiants, retardateurs, etc...) Le béton armé : C'est un matériau complexe, constitué par l'association interne de deux matériaux: le béton et l'acier disposé de telle manière qu'il puisse compenser les insuffisances du béton dans la reprise des efforts de traction. Le béton précontraint : Ce matériau est du béton armé qui a été précontraint avant de recevoir les contraintes qui lui sont destinées. Le but de la précontrainte est de compenser à l’avance toutes les contraintes de traction dans le béton, donc tout risque de fissuration. Ces contraintes de traction sont occasionnées par le poids mort du béton arme d'une part, et par les surcharges qu'il va recevoir (dalle de couverture, circulation et superstructures d'autre part.) On distingue : - la précontrainte par pré tension (précontrainte avant coulage du béton), - la précontrainte par post-tension (précontrainte après le coulage du béton). Le métal : La fonte est un matériau fragile, non soudable et de faible résistance à la traction (100 a 150 MPa). Allongement à la rupture 1 a 8 %. En revanche, sa résistance à la compression est évaluée de 500 a 700 Ma, c'est un matériau peu sensible à la corrosion. (Ouvrages fin XVIIleme, début XIXeme siècle). Le fer est un matériau de forme fondue ou forgée (non laminé) d'une résistance à la traction moyenne (240 Ma), d'un bon allongement a la rupture (30 %). L'acier (actuel) est un matériau de très bonne résistance à la traction (710 MPA) et d'une limite d’élasticité pouvant atteindre 460 ma (selon les types d'acier). Mode d'assemblage:

Les Ouvrages d’Art Page 73

Inconvénients principaux rencontrés sur les ouvrages métalliques : - la corrosion, nécessite d'une protection périodique (tous les 10 ans), - la dilatation, tenir compte d'allongements importants au moment de la conception. Pour les ouvrages en béton armé, précontraint ou métallique, le tablier doit pouvoir être libre dans ses mouvements horizontaux (dilatation/retrait) d’ou la nécessité de laisser un jeu suffisant entre mur garde grève et about de tablier.

LA CONCEPTION DE L'OUVRAGE Les schémas ci-après montrent la répartition des efforts sur quelques types de structures: Ponts voûte ou en arc (maçonnerie béton) : effort de compression sur la structure, retransmis sur les appuis (fondations). Ponts dalle ou à poutres (béton, métal) : effort de flexion dans la structure, par cisaillement,, retransmis sur les appuis (fondations), dilatation et retrait du tablier (dans le sens horizontal et relatif a la température). Buses : effort de compression et effort de butée équilibrés par l'association de la buse et de son remblai.

Voûte plein cintre Les Ouvrages d’Art Page 74

Voûte en arc

Poutre ou dalle

Buse

FONCTIONNEMENT MECANIQUE DES OUVRAGES Les Ouvrages d’Art Page 75

Les ponts en maçonnerie (sens longitudinal)

FONCTIONNEMENT MECANIQUE DES OUVRAGES Les ponts en béton armé Les Ouvrages d’Art Page 76

La mise en tension des câbles (ou fils) tentent à déformer la poutre vers le haut et s’opposer ainsi à l’effet des charges qui la déforment vers le bas.

LES EFFETS DE LA NATURE L'EAU = ENNEMI No 1 DES PONTS Les Ouvrages d’Art Page 77

Les conséquences dues aux agressions del’eau sont diverses : - engorgement des matériaux de remblai (infiltrations): pousse plus importante sur les murs et les tympans, - dégradation des maçonneries et érosion des parements en béton (ruissellements), - oxydation de toute partie métallique (ruissellements et infiltrations), - affouillements qui affectent les culées et leurs fondations pouvant diminuer la stabilité de L’ouvrage (crues d'un cours d'eau), - développement de la végétation parasite agissant sur : - les structures (dégradations des joints, éclatement et déformation des maçonneries, obstruction des systèmes de drainage ...), - la surveillance (cache des dégradations, difficulté d’accés a l'ouvrage), - la circulation (visibilité très réduite dans les courbes).

LES INTERVENTIONS HUMAINES ET LEURS CONSEQUENCES Le cas du pont voûte est très représentatif (voir croquis ci-après). Les désordres souvent constates sur ce type d'ouvrage ont plusieurs origines : Les Ouvrages d’Art Page 78

- Modification des surcharges de remblai (profil en travers, profil en long), - Obstruction des systèmes de drainage, - Protection des parapets supprimée (rechargements successifs de la chaussée), - Augmentation de l'effet dynamique des véhicules et du tonnage, - Entretien non réalisé (végétation, chaussée, drainage ...). Les surcharges de remblai ont un effet néfaste sur les tympans, murs en retour, murs en aile; décollement, basculement. Autres défauts rencontrés sur les ouvrages anciens, dont la conception et/ou l’exécution de l'ouvrage en sont les causes : - Absence d'appareils d'appui (talon de poutre sur sommier), - Absence de mur garde-grêve (remblai encombrant poutre ou dalle), - Absence de chape étanchéité, - Faible enrobage des aciers, nids de cailloux (béton Anne),

PATHOLOGIE DES OUVRAGES Les ponts en maçonnerie : (sens transversal)

Les Ouvrages d’Art Page 79

A L’ORIGINE

DE NOS JOURS

CONSTATATION... ... Transmettre au mieux l’information !

Tout désordre constaté sur un ouvrage doit être : - dénommé (fracture, basculement, dégarnissage ...), - localisé (piédroit, douelle, talon, entretoise ...), - analysé si possible (aciers apparents et oxydes par insuffisance d'enrobage, par exemple...). Les Ouvrages d’Art Page 80

C'est en utilisant le vocabulaire technique, la terminologie adaptée aux OA que l'on dénomme et localise au mieux un désordre. L'analyse d'un désordre quant à elle, est bien plus délicate : - Les causes d'un désordre peuvent être évidentes après un examen visuel (affouillement d'une pile après une crue, par exemple ...), - Les origines d'un phénomène particulier sont recherchées par des études spécifiques réalisées par des spécialistes (fissuration d'un ouvrage en béton précontraint, par exemple ...).

Les parties d'un ouvrage doivent être orientées, repérées Le "visiteur d'ouvrage" se servira : - de repères naturels (amont, aval, rive droite, rive gauche dans le cas d’un ouvrage hydraulique), - de repères routiers (culée 0, culée 1, rive droite, rive gauche dans le sens des P.R. croissants), - de repères cardinaux (culée sud/ouest, tablier nord ...). L'Instruction Technique du 19 octobre 1979 est une fois de plus le document guide en la matière. Les fascicules techniques qui constituent sa 2eme partie sont riches d'enseignements. Ils présentent pour chaque type d’ouvrage : - une description de la structure, - un aspect pathologique (origine des désordres), - les points « clé » de la surveillance, - les remèdes à apporter (entretien, réparation).

COMMENTAIRES... ...sur l’actualité, le quotidien ...

"La Direction des Routes a décidé de lancer en 1994 une opération d’évaluation de l’état des ponts sur le réseau routier national non concèdé, appellé IQOA (Image Qualité des Ouvrages d’art). Ce service s'est fixe trois objectifs prioritaires : - avoir un inventaire complet des ouvrages, Les Ouvrages d’Art Page 81

- avoir un indicateur de l'état de son patrimoine et suivre son évolution, - avoir des évaluations suffisantes des coûts d’ entretien et de réparation pour proposer et défendre une politique budgétaire plus rationnelle. Des procès-verbaux de visite ont été mis au point; ils permettront aux subdivisions territoriales de réaliser les visites des ouvrages les plus courants et de soulager d'autant l'intervention des CDOA sur le terrain." (Extraits du Bulletin d'informations "Ouvrages d'art" n* 17 – mars 1994).

Grâce a l'inventaire établi sur chaque réseau dont le Service est gestionnaire, les OA sont repartis en deux ensembles. Liste I : ouvrages courants visités par les subdivisions. Liste II : ouvrages complexes visités par les spécialistes. Les ponts sont caractérisés par cinq classes éventuellement complètées d'une mention "S" au titre de la sécurité des usagers.

La surveillance repose avant tout sur un comparatif visuel par rapport à un état de référence (IDI).

Les Ouvrages d’Art Page 82

ENTRETIEN DES O.A.

Les Ouvrages d’Art Page 83

OBJECTIF... ...Bonne santé aux OA !

Les ouvrages vieillissent ; ils doivent être entretenus régulièrement.

Nous avons vu précédemment que la surveillance doit donner a tout moment une idée juste de état de service de l'ouvrage d'art,

aussi, ...............

Si état de service d'un ouvrage d'art est normal les opérations d'entretien doivent le maintenir.

Si état de service d'un ouvrage d'art est anormal ou risque de le devenir, des mesures doivent être prises pour assurer la sécurité des usagers et des tiers.

Les actions de étroitement liées.

surveillance

et

Les Ouvrages d’Art Page 84

d’entretien

sont

donc

DEFINITION... ...selon techniques et moyens

L'entretien courant est celui qui, demandant peu de moyens et de technicité, doit être réalisé de façon régulière en étroite liaison avec la surveillance. L'entretien spécialisé, est celui qui concerne soit des opérations relevant de techniques spéciales, (ex.: changement de joints de chaussées), soit opérations nécessitant des moyens particuliers (ex. : utilisation d'engins spéciaux pour travaux d'entretien).

La réparation, se définit comme toute opération consistant à remettre partiellement ou totalement un ouvrage dans son état de service.

INTERVENTION ...qui fait quoi ?

Les travaux d'entretien spécialisés et les travaux de réparation relèvent la plupart du temps de la compétence des entreprises spécialisées et font l'objet d'une programmation. L'entretien courant est à la charge du subdivisionnaire responsable de la gestion de l'ouvrage et il doit être systématiquement exécuté pour tous les ouvrages, par les agents de la subdivision. II doit être effectué chaque année. Cette intervention donne lieu à un constat qui peut être regroupé avec celui du contrôle annuel.

Les Ouvrages d’Art Page 85

L'ENTRETIEN COURANT SUR LES OUVRAGES D'ART LES ABORDS La végétation A supprimer si mauvaise visibilité de l’ouvrage sur la route. A supprimer si mauvaise accessibilité à l’ouvrage. A supprimer dans les maçonneries (disjointoiement des pierres )

La chausse Entretien courant.

La signalisation Réglementaire, maintien en bon état, visibilité parfaite.

L’évacuation des eaux de surface Curage, création de fosses; débouchage des aqueducs; nettoyage des descentes d'eau; maintien en bon état des saignées, banquettes, bourrelets, etc...

Les équipements de protection Maintien en bon état des parapets, garde-corps, glissières, barrières.

Les soutènements Surveillance et entretien (IT de 1979)

Les berges Risque d'affouillement à surveiller. Renforcement, stoppage des ravinements.

Les talus Nettoyage (végétation, détritus, etc...) Stoppage des ravinements, des «renards»

Le lit du cours d'eau Curage et nettoyage (végétation, gravats, etc...), après étude et autorisation préalable.

LES FONDATIONS Les Ouvrages d’Art Page 86

Ouvrages en site aquatique Surveillance en période d’étiage, après une crue (surveillance continue).

Les travaux au niveau de la subdivision Nettoyage (végétation, obstacles divers).

LES APPUIS Les piles Elimination de la végétation parasite ; nettoyage des avant becs et des arrière becs ; nettoyage des chevêtres; nettoyage du système de drainage d'appui ; nettoyage des appareils d'appui ; enlèvement des affiches et graffitis.

Les culées Elimination de la végétation parasite, nettoyage des sommiers, des barbacanes, des systèmes de drainage d'appui, des appareils d'appui, enlèvement des affiches et graffitis.

LA STRUCTURE Maçonnerie Elimination de la végétation parasite, nettoyage des barbacanes, petite restauration.

Béton Elimination de la végétation parasite, enlèvement des affiches et graffitis.

Métallique Elimination de la végétation parasite, enlèvement des affiches et graffitis.

Buse métallique ou béton Elimination de la végétation parasite,création de perrés, radiers, parafouilles.

LES EQUIPEMENTS Chaussée Entretien courant. Les Ouvrages d’Art Page 87

Trottoirs Reprise du revêtement localement ou en totalité, élimination de la végétation parasite, remplacement des dalles en béton, attention à la présence de réseaux.

Bordures Rescellement des éléments; élimination de la végétation parasite; peinture ou remise en peinture des éléments (signalisation horizontale). .

Accotements Elimination de la végétation parasite; stabilisation; imperméabilisation (tricouche ou enrobe) ; reprise des affaissements et orniérages.

Fils d'eau Nettoyage contre les bordures; création d'un bourrelet en enrobé ou en béton contre les parapets.

Gargouilles Nettoyage des grilles ; remplacement ou remise en place des grilles ; création au travers des parapets si inexistantes; prolongation sous ouvrage (intrados).

Corniches Elimination de la végétation parasite, enlèvement des affiches et graffitis.

Chapes étanchéité Non visibles.

Garde-corps Remise en peinture; réparations localisées.

Parapets Elimination de la végétation parasite, enlèvement des affiches et graffitis ; remise en place des éléments; peinture ou remise en peinture des extrémités (signalisation); reprise des scellements localement ; petite restauration.

Barrières et glissières de sécurité Remplacement des éléments accidentés (selon importance) ; sur les accès a l'ouvrage ; favoriser le recouvrement des éléments sur les garde-corps ou parapets.

Joints de chaussées Nettoyage de toutes les parties accessibles (soufflage, grattage, etc...). Les Ouvrages d’Art Page 88

Systèmes de drainage d'appui Nettoyage de toutes les parties accessibles (curettes, gargouilles).

Perrés Réfection localisée du revêtement; stoppage des «renards» et des ravinements; élimination de la végétation parasite, enlèvement des affiches et graffitis.

Grilles centrales Remplacement des éléments accidentés ou disparus.

Trappes de visite Maintien en bon état de service.

ENTRETENIR UN OUVRAGE D'ART ne s'improvise pas Chaque partie d'ouvrage peut être victime d'agressions d'origines diverses comme nous l'avons vu précédemment au chapitre «surveillance des ouvrages d'art». Voici quelques règles et conseils permettant d'approcher l'action d'entretien courant de façon avertie. FAVORISER L'EVACUATION DES EAUX DE SURFACE SUR UN OUVRAGE - En évitant toute stagnation: flaches sur chaussée, accotements dénivellés ou affaissés, fils d'eau encombrés contre les bordures et parapets. - En nettoyant régulièrement les gargouilles: elles doivent être prolongées sous ouvrage afin d’éviter tout ruissellement ou salissure; leur diamètre sera suffisant pour un nettoyage efficace. – En stoppant tout risque d'infiltration: réfection de chaussée, imperméabilisation d'accotement.

MAINTENIR EN ETAT LES DISPOSITIFS DE RETENUE (garde-corps) - en assurant la protection peinture, de façon périodique, contre tout risque d'oxydation, en permettant une dilatation normale des éléments par la présence de souffles suffisants repartis sur la longueur, Les Ouvrages d’Art Page 89

- en réparant rapidement les parties accidentées. - en veillant régulièrement à un scellement correct des montants. II est préférable d'envisager un remplacement de garde-corps artisanal par un normalisé, chaque fois que possible. Répéter des opérations d'entretien sur un vieux garde-corps, sans réelle efficacité de protection, s’avère bien symbolique...

DEGAGER REGULIEREMENT L'OUVRAGE DE LA VEGETATION - pour une bonne visibilité de l’ouvrage par l’usager, - pour une bonne accessibilité au «visiteur d'ouvrage», - pour éviter toute dégradation sur la structure (cas des OA en maçonnerie), - pour mettre à jour des désordres existants, - pour permettre un bon écoulement des eaux. Toute élimination de végétation parasite sur les maçonneries devra être suivie le plus tôt possible d'une opération de rejointoiement.

REALISER DE PETITES OPERATIONS D'ENTRETIEN OU DE REPARATION SUR OUVRAGES EN MACONNERIE OU EN BETON - en prenant soin de drainer toutes parties reparées et retenant un remblai (murs tous types, tympans, douelles ...) : création de barbacanes, - en évitant de garnir de mortier un mur en pierres sèches car celui-ci est autodrainant,

- en limitant le plus possible les liaisons hétérogènes entre maçonnerie et béton : ces matériaux peuvent se comporter très différemment selon la façon dont ils sont associés (par exemple, cas d'un effondrement partiel de mur en maçonnerie repris en béton), - en évitant tout risque de ruissellements sur les parements de murs: une corniche ou encorbellement devra comporter un «larmier» ou «goutte d'eau».

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D'une façon générale, avant d'entreprendre des travaux de maçonnerie liés à un entretien ou une réparation, il faut tout d'abord rechercher l'origine des désordres. Par exemple, les ouvrages en maçonnerie souffrent souvent des infiltrations d'eau qui dégradent les joints. La réalisation d'un enduit général sur ce type d'ouvrage sans se préoccuper de étanchéité, transformera ce dernier en «baignoire» et les dégradations dues à l'eau ne seront qu’amplifiées.

MATERIAUX ... pour une bonne utilisation !

Les bétons et mortiers hydrauliques sont les matériaux essentiels pour réaliser les petites opérations d'entretien ou de réparation. Pour un bon emploi de ces matériaux, il est nécessaire d'avoir quelques connaissances sur leur composition, leur mise en oeuvre. Les Ouvrages d’Art Page 91

LES CONSTITUANTS DU BETON Les ciments Le ciment est produit artificiel provenant de la cuisson de calcaire et d'argile. Principales catégories de ciment : Suivant la nouvelle norme NFP 15 301, le ciment peut être un : - CPA-CEM I Ciment Portland Artificiel (clinker à 95%) - CPJ-CEM II/A et B Contient des ajouts tels que laitier, fillers, cendres volantes (6 à20%) - CHF-CEM III/A et B Contient du laitier à raison de 20 à 64% - CLK-CEM III/C Contient du laitier à raison de 81 à 95% - CLC-CEM V/A et B Contient du laitier (18 à50%) et des cendres volantes (18 à50%) Les classes de résistance vont de 32,5 à 52,5 MPA. Retrait : Pour son hydratation et sa prise hydraulique, le ciment a besoin d'un quart de son poids en eau (100 litres d'eau pour 400 kilos de ciment). Mais pour une bonne plasticité, il faut le double en quantité d'eau. Cette eau en excès, qui ne participe pas à la prise, s’évapore. Le retrait peut atteindre 3 à 5 mm sur 10 m.

Les Ouvrages d’Art Page 92

Les granulats : Ce sont les sables, graviers entrant dans la composition du béton. Ils peuvent être roulés (le plus souvent) ou concassés. Dimensions : 0 / 5 mm

sable

0 /12 mm

petit gravier pour béton fin

5 / 20 mm

gravier pour béton courant

20 / 40 mm

gros gravier

40 / 63 mm

gros gravier

Propreté : Ils ne doivent pas contenir de corps étranger (bois, terre, feuilles mortes) L’eau : Il ne doit pas y avoir de matières en suspension (inférieures à 2g par litre) ni d’impuretés (inférieures à 15g par litre) L’eau de mer ne doit pas être utilisée (corrosion des armatures). Les adjuvants : On peut améliorer les caractéristiques mécaniques ou les possibilités de mise en place d'un bon béton en incorporant des adjuvants à la fabrication ou bien dans certains cas dans le camion malaxeur. Citons quelques familles d'adjuvant : - accélérateurs de prise, - accélérateurs de durcissement, - retardateurs de prise, - réducteurs d'eau, - plastifiants, - super plastifiants, - hauts réducteurs d'eau, - entraîneurs d'air. Nous n’évoquerons pas volontairement les antigels non employés pour les OA dans notre pays et les hydrofuges réservés aux travaux spécifiques (cuvelage). Les accélérateurs de prise et de durcissement permettent d'obtenir des résistances mécaniques élevées à 24HOO pour un décoffrage rapide ou une optimisation des bancs de préfabrication et par temps froid.

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Les réducteurs d'eau tout en abaissant le rapport E/C et sans augmenter le dosage en ciment permettent I'obtention de résistances élevées sans augmentation de retrait et donc une diminution du risque de fissuration et de porosité. Ils peuvent également provoquer un retard de prise en cas de surdosage ou par temps froid. Les plastifiants et super-plastifiants outre leur fonction de désagréger Ies floculants vont permettre une meilleure et complète hydratation du ciment. La mise en oeuvre en sera facilitée car, malgré un pouvoir réducteur d'eau, les plastifiants fluidifient fortement le béton. Le résultat est un béton hautement résistant, compact et présentant peu de retrait.

FLOCULAT

DEFLOCULATION

LES CLASSES D’ENVIRONNEMENT La prise en compte systématique de la durabilité en complément de la résistance mécanique impose de connaître les conditions d'exposition du milieu ambiant. Ainsi la nouvelle norme Béton classifie I'environnement en 5 classes : - Classe 1 : Bétons intérieurs, environnement sec - Classe 2 : Bétons extérieurs, environnement humide - Classe 3 : Bétons soumis au gel et aux sels de verglaçage - Classe 4 : Environnement marin - Classe 5 : Environnement chimique Des sous classes se dégagent en fonction de paramètres locaux. (voir tableau ci- après) Dans la plupart des cas votre ouvrage sera situé en classe 1 ou 2.

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Choix et dosage du ciment : Exemple de définition de béton Si un béton est désigné par : BCN : CPJ - CEM II/B 32,5 - P - B.28 - 350 KG - 0/25 - E : 2b1 - BA - XP P 18 305 ces termes signifient : TERMES

DESIGNATION

OBSERVATIONS

BCN

Béton à caractère normalisé

BCS : à caractère spécifié

CPJ CEM II/B

Appellation du ciment Appellation provisoire du ciment

ancienne dénomination

32,5

Classe de résistance du ciment

en MPA sur mortier

P

Classe de consistance

Ferme, plastique, TP, Fluide

B.28

Résistance caractéristique du béton à 28 jours

350 Kg

Dosage en ciment au m3

ou liant équivalent

0/25

Granulométrie des agrégats

D = 25 mm

E : 2b1

Classe d’environnement

Gel modéré

BA

Usage, béton armé

XP P 18 305 Norme provisoire (1996)

Norme européenne à venir

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Proportions de sable et de gravier : A TITRE INDICATIF

Dosage en eau : Quantité d’eau de malaxage de bétons et mortiers Rapport EAU/CIMENT < à 0,6.

Mise en place : - à la benne - au tapis - à la toupie - à la goulotte et tube - au tube plongeur

le plus courant attention à la ségrégation bon rendement, pas de ségrégation éviter une hauteur de chute > à 2,00 m fondations profondes

Vibration périphérique ou table vibrante en préfabrication. Vibration interne « in situ » par aiguille vibrante électrique ou pneumatique. Eviter de mettre en résonance les coffrages et les armatures (ségrégation, masque de ferraillage). Rayons d’action d’une aiguille vibrante : O 31 mm O 54 mm O 100 mm

10 cm 25 cm 50 cm

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Mise en place avec tube plongeur dans le cas de pieux, barrettes et piles de grande hauteur : béton fluide ou très fluide ; amorcer le tube et veiller à ne pas le désamorcer en cours de bétonnage ; attention aux armatures qui peuvent remonter en même temps que le béton.

Mise en Oeuvre Armatures : LES ACIERS A BETON ARME Les barres en acier doux ou à haute adhérence L’acier constituant les armatures du béton armé sont de nuance Fe E 235 (non identifiable) Fe E 400, 500 et Fe TE 500 identifiables par marquage d’une matrice propre à chaque usine de production (certificat NF-AFCAB). Les barres sont fabriquées par laminage à chaud suivi d’un écrouissage à froid, d’un tréfilage ou d’un chantage.

Les treillis soudés Constitués à partir de fils à haute adhérence, les treillis soudés comprennent : - des treillis de peau (NF A35024) R80R ou C, P80R ou C - des treillis de structure (NF A35022) P131R, ...P385C, P636C Ces produits sont normalisés et certifiés. La limite élastique est de 500 MPA.

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Façonnage : - Les cadres et les étriers :

(lisse : < à 12 mm) ( HA : < à 8 mm)

- La coupe des armatures est effectuée mécaniquement. - Le cintrage est réalisé à l’aide d’un mandrin. - Le chauffage d’une armature est interdit. - Le pliage suivi d’un dépliage est interdit. - Le soudage des armatures est possible en usine comme sur chantier. - Les armatures en attente soumises au dépliage seront en acier doux. - Arrimage par ligatures en fils d’acier recuit. - Calage : dispositif stable et pas d’armature au contact du coffrage. Les cales doivent avoir les mêmes caractéristiques que le béton. (porosité, couleur) enrobage minimum = 3 cm. - Il est interdit de soulever des armatures pendant la mise en oeuvre du béton. - Il est interdit de rajouter des cales métalliques. - Continuité des armatures par recouvrement ou manchon.

Béton : Délai de mise en oeuvre du béton, inférieur à 1h30 à la température de 20°. A éviter : la ségrégation du béton, les déplacements d’armatures, les déformations de coffrage, le contact des aiguilles vibrantes avec les armatures et les coffrages, la mise en place avec un tapis et la chute du béton au delà de 2m.

Autres matériaux : L’aluminium :

se rencontre sur les superstructures (garde-corps, corniches). C’est le plus léger des métaux industriellement utilisables. Il peut être peint ou anodisé.

L’acier inox :

permet de s’affranchir des problèmes de corrosion sur les petites pièces et inserts. Au contact de sels fondants, l’inox doit contenir 2% de molybdène.

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Traitement anti corrosion La galvanisation :

protection électrochimique d’un acier par trempage dans un bain de zinc en fusion. Le revêtement obtenu doit faire au minimum 500gr/m2.

La peinture liquide :après un décapage « à blanc » de l’acier, des systèmes de peinture certifiés par l’ACQPA offrent une durée de vie supérieure à 15 ans. (3 couches pour une épaisseur totale de 200 micromètres) La peinture cuite au four : Des poudres sont projetées en usine sur le subjectile ; la cuisson à 270°C permet d’obtenir une surface homogène , imperméable et très résistante.

COMMENTAIRES... ... sur l’actualité, le quotidien... Les Ouvrages d’Art Page 100

Le présent chapitre n’a pas pour but de spécialiser un agent pour l’entretien ou la réparation des ouvrages. Il apporte simplement informations et conseils pour que l’agent, au travers de l’accomplissement de cette tâche, puisse réagir de façon plus avertie face à une situation donnée. L’expérience, la formation continue, lui apporteront une spécialisation (la maçonnerie par exemple).

Le financement nécessaire à la réalisation de petites opérations d’entretien ou de réparation n’est généralement pas rattaché à une dotation spécifique mais plutôt à la dotation globale pour l’entretien routier.

Les grosses opérations d’entretien ou de réparation (élargissement, campagne de restauration d’une série d’ouvrages, remplacement de joints de chaussée, etc...) font l’objet, la plupart du temps, d’un programme prévisionnel suivi de crédits individualisés.

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