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Les guides Centre d’Études des Tunnels www.cetu.developpement-durable.gouv.fr janvier 2015 Centre d’Études des Tunnels www.cetu.developpement-durable.gouv.fr Ministère de l'Écologie du Développement durable et de l'Énergie Guide de l'inspection du génie civil des tunnels routiers Livre 1 : Du désordre à l'analyse, de l'analyse à la cotation 2 AVERTISSEMENT Les guides sont l'aboutissement de travaux de synthèse, de réflexion méthodologique, de recherche, de retour d'expérience, menés ou commandités par le CETU. Ils ont vocation à servir de référence pour la conception, la réalisation ou l'exploitation des ouvrages souterrains. Comme tout état de l'art à un moment donné, un guide peut toutefois devenir un jour obsolète, soit du fait de l'évolution des techniques ou des réglementations, soit par la mise au point de méthodes plus performantes. 3 Les guides janvier 2015 Centre d’Études des Tunnels 25, avenue François Mitterrand Case n°1 69674 BRON - FRANCE Tél. 33 (0)4 72 14 34 00 Fax. 33 (0)4 72 14 34 30 cetu@developpement-durable.gouv.fr www.cetu.developpement-durable.gouv.fr Guide de l'inspection du génie civil des tunnels routiers Livre 1 : Du désordre à l'analyse, de l'analyse à la cotation 4 table des matières 1. Avant-propos 9 2. Généralités 11 2.1. Domaine d'application 11 2.2. Contenu 11 2.3. Pourquoi inspecter les tunnels creusés ? 12 2.4. Le contexte réglementaire 12 2.5. Les actions de surveillance 13 2.6. Surveillance renforcée et haute surveillance 14 2.6.1. Surveillance renforcée 14 2.6.2. Haute surveillance 14 2.7. Les intervenants 14 2.7.1. Le maître d'ouvrage constructeur 14 2.7.2. Le maître d'ouvrage gestionnaire 14 2.7.3. L’équipe d’inspection 15 2.8. Les conditions de sécurité 16 3. Définitions 17 3.1. Qu'est-ce qu'un tunnel ? 17 3.2. Spécificités des tunnels routiers 17 3.3. Les différents éléments constitutifs d'un tube 18 3.3.1. Les têtes 18 3.3.2. Ouvrages connexes 19 3.3.3. La section courante 20 4. Les désordres 25 4.1. Introduction 25 4.2. Terminologie 26 4.2.1. Définitions proposées dans le cadre des inspections 26 4.2.2. Termes liés aux manifestations de l'eau 27 4.3. Catalogue des désordres 28 4.3.1. Liste des désordres 28 4.3.2. Fiche-type de désordre 30 5. Facteurs de désordres 31 5.1. Facteurs liés aux conditions géologiques, géotechniques et hydrogéologiques 31 5.1.1. Caractéristiques géologiques et géotechniques du massif encaissant 32 5.1.2. Caractéristiques hydrogéologiques 33 5.1.3. Causes environnementales 33 5.2. Facteurs liés à la construction 34 5.2.1. Conception 34 5.2.2. Réalisation 35 5.2.3. Nature des matériaux 35 5.3. Facteurs liés à la vie de l'ouvrage 36 5.3.1. Actions chimiques 36 5.3.2. Trafic 37 5.3.3. Surveillance et entretien 38 5.4. Tableau récapitulatif 39 5 6. L'analyse des désordres 41 6.1. Pré-diagnostic 41 6.2. Identification des pathologies et de leurs évolutions 41 6.3. Diagnostic final 42 6.4. Cadres schématiques pour l'analyse des désordres 43 6.4.1. Cas des excavations non revêtues 43 6.4.2. Cas des excavations revêtues 45 6.5. Exemple d'analyse de désordres, de diagnostic et de réparations 49 6.5.1. Présentation de l'ouvrage 49 6.5.2. Investigations et auscultation 49 6.5.3. Diagnostic 50 6.5.4. Projet de réfection 50 6.5.5. Travaux 50 6.5.6. Conclusion 50 7. Comment conduire une inspection détaillée 51 7.1. Comment préparer l'inspection 51 7.1.1. Programmation 51 7.1.2. Étude des documents existants 51 7.1.3. Travaux préparatoires 52 7.2. Comment réaliser l'inspection 52 7.2.1. Les moyens, les outils 52 7.2.2. La méthode d'inspection 55 7.2.3. Le travail de bureau 57 8. L'évaluation IQOA 59 8.1. Principe d'évaluation 59 8.2. Découpage 59 8.2.1. Tubes 59 8.2.2. Tronçons 59 8.2.3. Zones 60 8.2.4. Parties et sous-parties pour le génie civil 60 8.2.5. Parties et sous-parties pour l'eau 61 8.3. Principes de cotation 62 8.3.1. Classes d'état d'une zone 62 8.3.2. Tableau récapitulatif des notes IQOA 64 8.3.3. Cotation « Génie civil » 64 8.3.4. Cotation « Eau » 64 8.3.5. Première agrégation des notes IQOA par partie constitutive 64 8.3.6. Seconde agrégation et synthèse des cotations 65 9. Bibliographie 67 9.1. Instructions 67 9.2. Guides et recommandations 67 9.3. Sites internet 68 6 table des matières 10. Annexes 69 10.1. Annexe 1 : Logigramme d'organisation de la surveillance du génie civil des tunnels 69 10.2. Annexe 2 : Modalités d'intervention – Éléments d’un cahier des clauses techniques particulières types pour une inspection détaillé (ID) de tunnel 70 10.2.1. Travaux préliminaires à réaliser par le maître d'ouvrage gestionnaire 70 10.2.2. Équipe d'inspection 70 10.2.3. Préparation de l’intervention 70 10.2.4. Intervention in-situ 71 10.2.5. Réunion-bilan 71 10.2.6. Réalisation des levés des désordres 71 10.2.7. Rédaction du rapport d’inspection détaillée 71 10.2.8. Réunion de conclusion 72 10.2.9. Exemple d’application à un tunnel creusé et revêtu en béton 72 10.3. Annexe 3 : Conditions de sécurité à respecter lors des actions de surveillance et d’entretien programmées – Difficultés spécifiques d’intervention 83 10.3.1. Préambule 83 10.3.2. Les risques d’accidents du travail – La réglementation 83 10.3.3. Dispositions particulières – Mesures de sécurité 83 10.3.4. Plan de prévention-type 85 10.3.5. Les risques et leurs moyens de prévention 86 10.4. Annexe 4 : Profils en travers caractéristiques au fil des époques 87 10.5. Annexe 5 : Fonctionnement d'un revêtement de tunnel 90 10.5.1. Spécificité des revêtements de tunnel 90 10.5.2. Les situations génératrices de désordres 90 10.5.3. Les mesures 91 10.6. Annexe 6 : Analyses et caractérisations des matériaux 92 10.6.1. Analyse des eaux 92 10.6.2. Analyse de la composition des mortiers et bétons 93 10.6.3. Essais sur les bétons 93 10.6.4. Autres tests in situ 93 10.7. Annexe 7 : Techniques d'investigation et essais complémentaires 94 10.7.1. Fissurométrie (1) 94 10.7.2. Mesures de convergences (1, 2, 3) 94 10.7.3. Nivellement (1, 2, 3) 95 10.7.4. Mesures de déformation du revêtement par extensométrie (1) 95 10.7.5. Profilométrie par station ou en continu (1, 2, 3) 95 10.7.6. Radar géophysique (2, 3) 96 10.7.7. Scanner par laser continu en lumière visible (1, 2, 3) 96 10.7.8. Scanner par laser continu en thermographie (1, 2, 3) 97 10.7.9. Analyses de mortiers et bétons (2, 3) 97 10.7.10. Analyses d'eau (2, 3) 97 10.7.11. Mesures de pression (2, 3) 97 10.7.12. Sondages destructifs ou carottés (2, 3) 98 10.7.13. Fenêtres (2, 3) 98 10.7.14. Tranchées (2, 3) 98 10.7.15. Essais mécaniques sur échantillons (2, 3) 98 10.7.16. Mesures de contraintes (2, 3) 98 10.7.17. Autres reconnaissances 98 7 10.8. Annexe 8 : Principe de tronçonnage 99 10.8.1. Tubes 99 10.8.2. Tronçons 99 10.8.3. Elaboration du document synoptique 99 10.8.4. Tronçonnage – Exemple 100 10.9. Annexe 9 : Marquage d'un tunnel 101 10.9.1. But du marquage 101 10.9.2. Origine du marquage 101 10.9.3. Pérennité du marquage 101 10.9.4. Nature des plaques 102 10.9.5. Fixation des plaques 102 10.10. Annexe 10 : Cadre de constat de contrôle annuel 103 10.11. Annexe 11 : Conception et codification des levés d'intrados 104 10.11.1. Le report des observations 104 10.11.2. La forme des levés d'intrados 104 10.11.3. Conventions, symboles et figures utilisés dans les levés d'intrados 104 10.12. Annexe 12 : Cadre type de rapport d'inspection détaillée (ID) 109 10.13. Annexe 13 : Exemple de cotation IQOA d'un tunnel 113 10.13.1. Etape 1 : Etablissement du tronçonnage – Exemple 113 10.13.2. Étape 2 : Partition des tronçons – Exemple 113 10.13.3. Étape 3 : Inspection détaillée (voir chapitre 6) 113 10.13.4. Étape 4 (facultative) : Synthèse des désordres – Exemple 114 10.13.5. Étape 5 : Cotation des sous-parties et des parties – Première et seconde agrégation des notes IQOA 114 10.13.6. Étape 6 : Synthèse des notes IQOA 115 10.14. Annexe 14 : Nature et cotation des désordres – Zone d'influence 116 10.15. Annexe 15 : Nature et cotation des désordres – Équipements de génie civil 117 8 9 Le présent guide est destiné en premier lieu aux personnes chargées de réaliser les inspections détaillées du génie civil des tunnels routiers creusés. Il s’adresse également aux maîtres d'ouvrages gestionnaires de ces ouvrages qui, à des degrés divers, participent à l’organisation et à l’exploitation des actions de surveillance. Ce guide méthodologique sert de référence pour les inspections des tunnels du réseau routier national non concédé (RRN-NC) mais peut aussi être utilisé par tout autre maître d'ouvrage en charge de structures du même type : sociétés concessionnaires, collectivités territoriales, établissements publics... Dans ce but, le livre 1 fournit des conseils pour établir des procédures et des démarches pratiques pour la constatation, l'analyse et la classification des désordres qui apparaissent sur les différentes parties d'un tunnel. Il définit également l'inspection comme l'outil de base d'une politique de surveillance efficace des ouvrages. Le livre 2, constituant la seconde partie de ce guide, regroupe sous forme de catalogue l'ensemble des désordres susceptibles d’être constatés dans les ouvrages et permet ainsi aux inspecteurs de disposer de fiches pratiques à utiliser. Ce guide est élaboré et publié par le Centre d'études des tunnels (CETU) dont l’une des missions depuis 1974 est l’inspection des tunnels du réseau routier national non concédé. Les nombreux dossiers étudiés renferment des données d’une grande richesse par la variété des tunnels routiers (dans la nature des terrains traversés, des types de revêtements, de l’âge et de l’état de conservation des ouvrages) et par la diversité des désordres qui y sont décrits et photographiés. Ils permettent d'alimenter le document par de multiples cas concrets. C'est toute l'expérience accumulée uploads/Ingenierie_Lourd/ cetu-livre1-guide-methodologique-janvier2015.pdf