Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

COURS TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS 1 Université de Médéa 2018/2019 BENSAADA.

COURS TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS 1 Université de Médéa 2018/2019 BENSAADA. A CHAPITRE 04 : Pathologie et techniques de confortement des tunnels 1. introduction : Les tunnels routiers sont construits afin de permettre le passage de la circulation des véhicules dans de bonnes conditions de sécurité et de confort. Or, comme tous les ouvrages d'art, ils sont soumis à un vieillissement et des évolutions qui peuvent mettre en péril leur stabilité, leurs fonctionnalités, la sécurité des usagers ou le niveau de service assuré. Selon l'âge du tunnel (et donc les méthodes utilisées à l'époque de la construction, mais aussi les évolutions survenues depuis cette époque), les désordres constatés sont différents. Le point commun à tous les tunnels tient au fait que leur comportement est directement influencé par celui du terrain dans lequel ils ont été creusés, car le massif rocheux fait vraiment partie intégrante de l'ouvrage en imposant souvent le rythme et l'intensité des évolutions. Les venues d'eau sont aussi la cause de nombreux désordres et constituent une gêne à l'exploitation. Les évolutions sont presque toujours prévisibles sur des échelles de temps de quelques années. La prévision se fonde, d'une part sur la connaissance générale des désordres et des pathologies susceptibles d'être rencontré et, d'autre part sur l'inspection détaillée périodique des ouvrages. a) Nouveaux tunnels, nouveaux désordres : Le génie civil des tunnels tend à devenir de plus en plus complexe. Les techniques actuelles permettent de réaliser des ouvrages répondant aux exigences accrues imposées pour l'exploitation et la sécurité. Les équipements de génie civil (second œuvre) comme les plafonds et les cloisons de gaines de ventilation peuvent présenter des désordres ou des défauts inhérents à la conception, la réalisation et au mode de fonctionnement. b) L'héritage du passé, toujours présent : Parallèlement, si la rénovation des tunnels anciens les plus dégradés tend à faire disparaitre progressivement certains désordres ou défauts autrefois courants, ceux-ci perdurent cependant sur d'autres tunnels, il est donc important de ne pas en perdre la connaissance. c) Savoir voir et savoir quoi voir : L'inspection d'un ouvrage est une démarche fondée d'abord sur l'observation et la description. Le choix a donc été fait d'approcher les désordres et les défauts par leur apparence plutôt qu'au travers des facteurs qui les déclenchent. Les désordres, comme les défauts, peuvent être discrets ou au contraire spectaculaires, aussi bien dans leurs manifestations visibles que dans leur extension; mais leur gravité n'est pas obligatoirement fonction de leur "visibilité". Aussi, il est parfois difficile d'établir une hiérarchie, qui constitue le premier pas vers un diagnostique puis la recherche d'un traitement. d) Comprendre : Il est nécessaire de chercher l'origine de ces désordres ou défauts, si possible pendant l'inspection. Leur gravité et leur évolution dépendent d'une combinaison variable entre les deux types des causes suivants:  Les causes dites "internes", liées aux caractéristiques intrinsèques des matériaux d revêtement (composition, porosité, texture, microfissuration,..)que l'on pourrait assimiler à des "faiblesses";  Les causes dite "externes", liées au milieu ambiant, au comportement du massif encaissant, aux fonctions de l'ouvrage, que l'on pourrait qualifier d'"agression" et qui peuvent être d'ordre physique, COURS TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS 2 Université de Médéa 2018/2019 BENSAADA. A chimique, fonctionnel, non exclusives les unes des autres. L'influence de l'eau est présente dans bon nombre de ces "agressions". Contrairement aux défauts, l'apparition tardive de désordres impose toujours de revenir à la conception et aux conditions de réalisation de l'ouvrage. Il est donc primordial de consulter l'intégralité du dossier d'ouvrage établi par le maître d'ouvrage constructeur et complété au cours de sa vie par le service gestionnaire. 2. Terminologie : De nombreux termes sont employés dans la littérature technique pour évoquer les "anomalies" (au sens large) affectant les ouvrages. Tous ne sont pas normalisés et certains sont synonymes. Ils reflètent le plus souvent la culture de chaque corps de métier. Quelques définitions simples, applicables dans le cadre des inspections de tunnels, sont proposées ci-après. 2.1 Défaut ou malfaçon : Un défaut (ou une malfaçon) résulte d'une tâche manifestement mal exécutée ou de spécification non respectées. C'est une imperfection, visible ou invisible, ponctuelle ou systématique, affectant une partie d'ouvrage. Il est également sans conséquence mais peut aussi participer à un désordre, le provoquer ou l'aggraver. La plupart des défauts rencontrés en tunnel n'ont aucune incidence sur la sécurité ou la pérennité des structures. Exemple: ségrégation ou reprises de bétonnage trop fréquentes en béton coffré. 2.2. Désordre : On appelle désordre tout problème affectant un élément ou une partie d'ouvrage, se manifestant progressivement ou brutalement et qui dénote une évolution; c'est un symptôme. Il se distingue au défaut, qui est une imperfection ponctuelle ou systématique, le plus souvent acquise lors de la construction. Un synonyme est le terme d'avarie, employé plus particulièrement par la SNCF. Les causes des désordres sont multiples. Outre l'évolution défavorable de défauts ou malfaçons, les principaux pourvoyeurs de désordres sont l'altération des matériaux et des structures, le comportement du terrain encaissant et l'action de l'eau. Il est important de rechercher assez tôt, pendant l'inspection de l'ouvrage, les causes probables des désordres constatés. Exemples:  apparition de fissures, de déformations,  Altération de mortiers, éclairage, ruptures,  Apparition ou déplacement de venues d'eau. Les désordres évoluent de façons différentes et les termes ci-après l'illustrent: - Désordre "éteint" : des réparations ont supprimé la cause du désordre bien que ses traces soient encore visibles (par exemple, maçonnerie régénérée mais déformation toujours apparente); - Désordre "dormant" : le désordre existe et est susceptible d'être réactivé par une modification des conditions locales (par exemple, reprise d'un glissement à une tête, gonflement liés à une hydratation des argiles,…); - Désordre "actif" : le désordre existe et les conditions courantes l'entretiennent. Cette activité peut se manifester: - De façon continue (par exemple, altération chimique), - Par à-coup (par exemple, déformation, fissure, écaillage), - Par cycles (par exemple, désordres liés aux variations thermiques saisonnières du revêtement), avec ou sans dérive dans le temps. COURS TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS 3 Université de Médéa 2018/2019 BENSAADA. A 2.3. Pathologie : On peut définir la pathologie comme étant la synthèse de tous les désordres reconnus, des facteurs qui les déclenchent ou les entretiennent et de l'évolution probable de la situation. Une bonne connaissance de la pathologie permet d'orienter efficacement les choix des réparations. Autrement dit, la pathologie d’un tunnel découle souvent d’une association de désordres, rarement d’un seul d’entre eux. 3. facteurs de désordres : L'inspection d'un tunnel a pour but de mettre en évidence les désordres que subit un tunnel dans le temps afin d'établir un diagnostic de l'état de l'ouvrage. Les désordres constatés sont ainsi les conséquences d'un problème qui peut avoir des origines diverses: 3.1. Les conditions géologiques, géotechniques et hydrogéologiques : Du massif qui entourent la section du tunnel peuvent agir sur celui-ci, soit en extrados si un revêtement existe soit directement en paroi; 3.2. La construction : Lorsque des défauts de conception, de réalisation ou encore de nature des matériaux constituant le tunnel sont avérés; 3.3. Le vieillissement des matériaux : Induit par les différentes agressions chimiques aux quelles est soumis l'ouvrage. Le diagnostique a ainsi pour but d'identifier la part relative de chacun de ces facteurs. Lorsqu'un revêtement existe, seul son intrados sera révélateur de désordres. Une bonne connaissance de la constitution d'une section revêtue de tunnel ainsi que la compréhension de son fonctionnement sont alors indispensables. 4. l'analyse des désordres : L'analyse de l'état d'un ouvrage ou de l'une de ses parties doit pouvoir répondre aux quatre questions suivantes (d'après les recommandations de l'AFTES):  Quelles sont les causes des désordres?  Comment les désordres peuvent-ils évoluer?  Quel est le degré d'urgence des actions à entreprendre?  Quels investigations, études ou travaux faut-il prévoir? Après l'observation et le levé des désordres, l'analyse menant au diagnostic comporte les étapes suivantes: Le pré-diagnostic, qui doit lister les hypothèses sur les causes des désordres et apporter les premiers éléments de réponses; L'identification de la pathologie, qui permet de hiérarchiser les conséquences pour la structure et pour les usagers; Le diagnostic proprement dit (diagnostic final), basé sur l'ensemble des reconnaissances et études et qui conduit à définir, s'il y a besoin, un mode de réparation adapté. 4.1. Cadres schématiques pour l'analyse des désordres : 4. 1.1. Cas des excavations non revêtues : Les réseaux routiers comportent quelquefois des tunnels (ou des tronçons de tunnel) non revêtus. Si le type de désordres est clairement défini (chute de blocs au sens large), sa prédiction est parfois difficile. De plus, ce type de désordre représente l'un des risques majeurs pour les usagers. Les terrains évoluent souvent par à- COURS TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS 4 Université de Médéa 2018/2019 BENSAADA. A coups, provoquant des chutes de grandes masses, particulièrement dans les roches dures bien structurées. Une étude géologique et structurale spécifique peut aider à cerner le potentiel de risque. Figure a: état lors de la première inspection Figure b: état trois ans plus tard Figure : chute de masses rocheuses (ces deux illustrations montrent la difficulté d'estimer la stabilité de grandes masses rocheuses: la uploads/Ingenierie_Lourd/ chapitre-04.pdf