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GRAJA N Page 1 Chapitre 1 : GENERALITES SUR LA PATHOLOGIE 1. GENERALITES : Les

GRAJA N Page 1 Chapitre 1 : GENERALITES SUR LA PATHOLOGIE 1. GENERALITES : Les ouvrages sont construits pour assurer une ou plusieurs fonctions. Il importe que la ou les fonctions puissent être remplies en permanence sans mettre en danger la sécurité des exploitants. Aussi, les conditions d’exploitation doivent rester optimales sur le plan confort, esthétique, facilité d’accès,… Dès sa mise en service, un ouvrage subit diverses dépréciations résultant de son utilisation et de l'environnement. Sa valeur commerciale et/ou son aptitude au service diminue alors plus ou moins rapidement suivant sa qualité initiale et l'entretien qui lui est apporté. Un ouvrage peut également après un certain temps ne plus satisfaire les besoins ou attentes de ses utilisateurs. Il peut encore subir des dommages plus ou moins importants suite à une utilisation non appropriée (surcharge, …) ou des conditions environnementales exceptionnelles (inondations, incendie, tremblement de terre, choc,..). Le domaine d'activité de la maintenance (rénovation ou conservation) des ouvrages englobe toutes les opérations conduites sur un ouvrage dès sa mise en service et jusqu'à sa démolition visant à maintenir, rétablir, rénover ou améliorer sa valeur d'utilisation. Or, comme toute construction humaine, les ouvrages vieillissent. Le vieillissement peut être normal ou rapide. Cela dépend de plusieurs facteurs tels que : Un ouvrage vieillit normalement s’il a été bien conçu, bien construit, bien entretenu, bien exploité et se trouvait dans un environnement non agressif. Toutefois, espérer la pérennité de l’ouvrage serait utopique. Un ouvrage peut être conçu pour 5, 10, 20, 50, 100,… ans mais jamais pour une durée illimitée. Dans tous les cas, la sécurité doit être garantie. 2. PATHOLOGIE DES CONSTRUCTIONS - DIFFERENTES SOURCES : Les pathologies d’un ouvrage ou d’une construction sont différentes selon : GRAJA N Page 2 Les désordres ou pathologies peuvent être séparément ou ensembles liés : Certains désordres peuvent apparaître mêmes avant l’exploitation de l’ouvrage  Désordres liés à la conception : La conception est la responsabilité de l’architecte, du bureau d’études ou parfois de l’entreprise si elle conçoit certaines parties d’ouvrages. Les erreurs de conception sont au niveau des plans, des calculs, des préconisations, des plannings, de l’ordre des interventions,…. Les désordres liés à la conception intéressent plusieurs parties de l’ouvrage et sont liés à l’adaptation du sol, à la couverture, aux façades, à la structure. a- l’adaptation du sol : on y trouve  les erreurs affectant les fondations superficielles ou profondes.  les erreurs affectant les murs enterrés.  les erreurs affectant le dallage sur terre plein b- la structure : on y trouve  les erreurs affectant les poutres et plancher  Les erreurs affectant les éléments en porte à faux  Les éléments en charpente métallique ou en bois c- les façades : on y trouve  hétérogénéité des parois au niveau des linteaux et chaînages,  absence de chaînage,  choix du revêtement extérieur inadapté au support ou à l’environnement,…  Désordres liés à l’exploitation : Les conditions d’exploitation d’un ouvrage doivent être conformes à celles spécifiées lors de la conception et du calcul. Les désordres peuvent survenir : GRAJA N Page 3  Désordres liés au manque d’entretien : Ce sont les pathologies liées principalement au manque d’entretien 3. LE DIAGNOSTIC – LES SOLUTIONS – LES MOYENS – LES MATERIAUX : Une fois le désordre constaté, plusieurs étapes sont à franchir qui sont principalement :  le diagnostic : Il permet de montrer la source de la pathologie. Les moyens utilisés pour un diagnostic sont :  Choix de la solution : Plusieurs choix sont possibles en fonction de la situation. On y trouve :  les moyens : Un choix d’une solution suppose la possibilité de l’appliquer. Certaines techniques demandent des applications spéciales ou même des procédés brevetés.  les matériaux : Les matériaux utilisés pour la réparation sont principalement : GRAJA N Page 4 4. LES MECANISMES DE DEGRADATION : Les pathologies affectant un ouvrage proviennent de problèmes liés aux matériaux ou des problèmes liés aux systèmes constructifs. Pour les matériaux, se sont principalement des problèmes physico-chimiques liés à la nature même des matériaux, à leur confection, à leur mise en œuvre et à l’environnement dans lequel ils se trouvent. Pour les systèmes constructifs, ils intéressent la structure et ses différents composants au niveau de l’infrastructure ou de la superstructure. En allant du plus bénin au plus grave, il est possible de distinguer :  les défauts sans conséquences importantes  les défauts indiquant que l’évolution risque de se faire anormalement  les défauts indiquant une évolution plus ou moins avancée  les défauts traduisant une modification du fonctionnement de la structure et ayant donc une incidence structurale  les défauts structuraux indiquant la proximité d’un état limite ultime et nécessitant une restriction de l’usage de l’ouvrage, voire sa mise hors service. Les principaux désordres rencontrés peuvent être attribués : au «vieillissement», au « manque d’entretien », à des « causes accidentelles », à des « erreurs de conception », « de construction », « de réparation »… GRAJA N Page 5 Cette classification est importante pour instruire le dossier mais, pour traiter les désordres, il est préférable de classer les causes d’abord selon les mécanismes mis en jeu, c'est-à-dire selon qu’ils sont la conséquence :  D’altérations d’origine physique;  D’altérations d’origine chimique;  Des sollicitations mécaniques excessives. Il faut préciser, ensuite, si les causes sont :  D’origine purement mécanique ;  issues d’erreurs de conception, d’exécution ou de gestion (par exemple, insuffisance d’entretien, erreur commise lors d’une réparation…). La dégradation du béton armé comporte deux phases successives :  Une phase d’incubation ou de latence (dite parfois d’amorçage) qui correspond à l’altération lente du béton, sans qu’il ne se produise encore des effets visibles,  Une phase de développement (dite parfois de croissance) des dégradations du matériau. La phase d’incubation s’arrête :  Soit lorsque les produits formés par les réactions internes du ciment atteignent un “volume critique ” provoquant un gonflement néfaste du béton (par exemple, par réaction sulfatique),  Soit lorsque l’enrobage de béton ne protège plus les aciers contre la corrosion (par exemple, si l’enrobage est carbonaté). La phase de développement est celle où les dégradations sont visibles. A ce stade les réparations deviennent lourdes et coûteuses. Le tableau 2 donne une statistique (Française) des origines des dommages dans les structures en béton armé. Tableau 2 : origines des dommages dans les structures béton 5. LE MATERIAU BETON - RAPPEL : Le béton est un mélange de granulats, d’eau, de ciment et d’air. La pâte est composée par le ciment et l’eau (peut être adjuvantée) est durcissante dans le temps. GRAJA N Page 6 a/ la pâte hydratée : Le ciment est constitué principalement de Clinker Portland (K) : C'est un constituant obtenu à partir de la cuisson à haute température, supérieure à 1450 °C, d'un mélange approprié de calcaire et d'argile en proportion moyenne 80 % - 20 %. Les silicates et aluminates hydrauliques formés lors de cette cuisson (clinkérisation) sont :  le silicate tricalcique, 3CaO.SiO2, que l'on écrit C3S ; (60 à 65 %)  le silicate bicalcique, 2CaO.SiO2, que l'on écrit C2S ; (20 à 25 %)  l'aluminate tricalcique, 3CaO.Al2O3, que l'on écrit C3A ; (8 à 12 %)  l'aluminoferrite tétracalcique 4CaO.Al2O3.Fe2O3, que l'on écrit C4AF (8 à 10 %) Suivant la carrière d'origine et les performances recherchées, le clinker est constitué de 62 % à 67 % de chaux combinée (CaO), de 19 % à 25 % de silice (SiO2), de 2 % à 9 % d'alumine (Al2O3), et de 1 % à 5 % d'oxyde de fer (Fe2O3). Le ciment HRS (Haute résistance aux sulfates) est défini par les normes NT 47.01 et NT 47.26. Sa particularité est teneur en C3A < 3% et la sommeC4AF + 2 C3A < 20%. Dès le contact de l’eau avec la poudre d’un liant (t0), l’hydratation commence et les propriétés de la pâte obtenue sont évolutives dans le temps. Au départ, c’est la période dormante de l’hydratation où la température stagne et la consistance évolue lentement. A partir d’un certain moment, l’hydratation devient plus active et on constate une augmentation relativement brusque de la viscosité avec élévation de la température. Ce moment est appelé début de prise (t1). La fin de prise correspond au moment où la pâte devient un bloc rigide (t2). Au début de prise, des ponts d’hydrates commencent à lier les grains du liant. A la fin, les grains de sont tous solidarisés. C’est le début du durcissement. Le phénomène de prise du ciment est lié à de nombreux paramètres tels: Il est à noter que pratiquement tous les ciments ont des temps de prise largement supérieurs aux valeurs minimales fixées par la norme, l'ordre de grandeur étant de 2 h 30 à 3 h pour la majorité des ciments. Le durcissement est la période qui suit la prise et pendant laquelle se poursuit l’hydratation du ciment. Sa durée se prolonge pendant des mois au cours desquels les résistances mécaniques continuent à augmenter. GRAJA uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-ocp.pdf