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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/336287624 Pathologies des Constructions Book · October 2019 CITATIONS 0 READS 5,224 4 authors, including: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: valorisation des dechets de pneus usagers dans les materiaux cimentaires View project effect of magnetic water on physical and mecanical proprieties of concrete View project Layachi Guelmine Université Mohamed El Bachir El Ibrahimi de Bordj Bou Arréridj 7 PUBLICATIONS 24 CITATIONS SEE PROFILE Bordj Bou Arréridj Université Mohamed El Bachir El Ibrahimi de Bordj Bou Arréridj 3 PUBLICATIONS 2 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Layachi Guelmine on 06 October 2019. The user has requested enhancement of the downloaded file. 1 TABLE DES MATIERS Pathologies des Constructions Préparé Par : Dr GUELMINE Layachi Maître de Conférences Département de Génie Civil Faculté des Sciences et de la Technologie Université Mohamed El Bachir El Ibrahim – Bordj Bou Arreridj 2 TABLE DE MATIERES INTRODUCTION GENERALE .................................................................................................. 5 CHAPITRE I : EVALUATION ET DIAGNOSTIQUE DES STRUCTURES EN BETON DEGRADEES ................................................................................................................................ 6 I-1. INTRODUCTION : ..................................................................................................................................... 6 I-2. CAMPAGNE D’EVALUATION : .................................................................................................................. 6 I-2.1. Révision de l’historique de l’ouvrage : ..................................................................................................... 6 I-2.2. Analyse de l’état de service : ..................................................................................................................... 7 I-2.3. Visite du site :............................................................................................................................................... 8 I-2.3. Evaluation détaillée : ................................................................................................................................... 8 I-2.4. Evaluation des données recueillies : ......................................................................................................... 8 CHAPITRE II : PRINCIPALES PATHOLOGIES DES CONSTRUCTIONS ...................... 9 II.1. PATHOLOGIES DES CONSTRUCTIONS DUES AUX DEFAUTS DE CONCEPTION ET DE CONSTRUCTION .... 10 II.1.1. INTRODUCTION : ............................................................................................................................ 10 II.1.2. DEFAUTS DE CONCEPTION : ........................................................................................................... 10 II.1.3. DEFAUTS DE REALISATION (MISE EN ŒUVRE) : ............................................................................. 11 II.1.4. DEFAUTS DES MATERIAUX DE CONSTRUCTION : ........................................................................... 11 II.1.5. MANQUE D’ENTRETIEN :................................................................................................................ 12 II.2. DOMMAGES DE BETON DUS AUX SURCHARGES MECANIQUES ............................................................. 12 II-2.1. INTRODUCTION : ............................................................................................................................ 12 II-2.2. SURCHARGES SIMPLES : ................................................................................................................ 13 II.2.4.POUTRE CONTINUE ......................................................................................................................... 13 II-2.6. INTERACTION SOL-STRUCTURE : ................................................................................................... 14 II-2.6.1. Gonflement de sol : ............................................................................................................................. 14 II-2.6.2.Tassement de sol : ................................................................................................................................. 14 II.2.6.3. DOMMAGES DUS AU SEISME : ................................................................................................... 15 II-3. DEGRADATIONS DU BETON DUES AUX GRADIENTS DE TEMPERATURE ET D’HUMIDITE ..................... 15 II-3.1. INTRODUCTION : ............................................................................................................................ 15 II-3.2. EFFET DE BASSES TEMPERATURES (GEL/DEGEL) SUR LE BETON : ................................................ 16 II.3.2.1. Dommages dus au gel: ....................................................................................................................... 16 II-3.2. HAUTES TEMPERATURES (FEU) : ................................................................................................... 17 II-3.4.1. Différentes formes d’endommagement thermique: ....................................................................... 18 II-3.4.2. Transformation de béton exposé au Feu : ....................................................................................... 18 II-3.5. EFFET D’HUMIDITE : ...................................................................................................................... 20 II-3.5.1. Mécanismes physiques de fixation de l’humidité dans les Matériaux de construction: ........... 20 II-3.5.2. Effets d’humidité sur les matériaux de construction : ................................................................. 21 II-4.DETERIORATIONS DU BETON DUES AUX ATTAQUES CHIMIQUES .......................................................... 21 II-4.1. INTRODUCTION : ............................................................................................................................ 21 II-4.2. ATTAQUE PAR LES SULFATES :...................................................................................................... 21 II-4.3. CARBONATATION DE BETON: ........................................................................................................ 22 II-4.3.1. Introduction : ....................................................................................................................................... 22 II-4.3.2. Processus de carbonatation : ............................................................................................................. 23 II-4.4. REACTION ALCALI-GRANULAT : .................................................................................................... 24 II-4.4.1. Introduction : ....................................................................................................................................... 24 II-4.4.2. Mécanismes des réactions : ............................................................................................................... 24 II-4.4.3. Désordre observables : ....................................................................................................................... 24 3 II-4.5. CORROSION: .................................................................................................................................. 25 II-4.5.1. Stades de corrosion : .......................................................................................................................... 26 CHAPITRE III : METHODES D’AUSCULTATION DES CONSTRUCTIONS ................ 29 III-I. INTRODUCTION : ................................................................................................................................. 29 III-2. ECHANTILLONNAGE DU BETON : ........................................................................................................ 29 III-3. EVALUATION EN LABORATOIRE: ........................................................................................................ 29 III-3.1. ANALYSE PETROGRAPHIQUE ET CHIMIQUE: ................................................................................. 30 III-3.2. CARACTERISTIQUE DES VIDES D’AIR: .......................................................................................... 30 III-3.3. RESISTANCE A LA COMPRESSION: ................................................................................................ 30 III-3.4. TENEUR EN IONS CHLORE: ........................................................................................................... 30 III- 4. METHODES ET ESSAIS NON DESTRUCTIVES: ...................................................................................... 31 III- 4.1. INSPECTION VISUELLE: ................................................................................................................ 31 III- 4.2. ESSAI DE DURETE DE SURFACE: .................................................................................................. 31 III- 4.3. ESSAIS ACOUSTIQUES: ................................................................................................................ 31 CHAPITRE IV : LES PRINCIPALES MATERIAUX DE REPARATION ......................... 32 IV. 1.INTRODUCTION : ................................................................................................................................. 32 IV.2. LES MATERIAUX DE REPARATION : .................................................................................................... 32 IV-2.1. Mortier de ciment Portland: .................................................................................................................. 32 IV-2.2. Mortiers époxydiques: ........................................................................................................................... 32 IV-2.3 Mortier coulis/ expansifs (Expansion par formation de bulles de gaz) : ......................................... 33 IV-2.4. Béton conventionnels : .......................................................................................................................... 33 IV-2.5. Bétons et mortiers au latex : .................................................................................................................. 34 IV-2.5. BETONS POLYMERES: ................................................................................................................. 35 IV-2.6. BETONS RENFORCES DE FIBRES : ............................................................................................... 35 IV-2.7. BETONS PROJETES : .................................................................................................................... 35 IV-2.8. MATERIAUX COMPOSITES DE RENFORCEMENT DES STRUCTURES EN BETON : .......................... 36 CHAPITRE V : LES PRINCIPALES TECHNIQUES DE REPARATION ......................... 39 V-1. INTRODUCTION : .................................................................................................................................. 39 V-2. PRINCIPES DE BASES D’UNE REPARATION DURABLE : ......................................................................... 39 V-2.1. COMPATIBILITE CHIMIQUE : ......................................................................................................... 39 V-2.2. COMPATIBILITE ELECTROCHIMIQUE : .......................................................................................... 39 V-2.3. COMPATIBILITE DIMENSIONNELLE : ............................................................................................. 40 V-3. LES PRINCIPALES TECHNIQUES DE REPARATION : ............................................................................... 41 V-3.1. TRAITEMENTS DE SURFACE: .......................................................................................................... 41 V-3.1.1.Ragréage ............................................................................................................................................... 42 V-3.1.2. Injection des fissure ............................................................................................................................ 42 V-3.2. PROTECTION DU BETON ET DES ARMATURES : ............................................................................. 42 V-3.2.1. Pour le béton : .................................................................................................................................... 43 V-3.2.2. Pour les armatures : ........................................................................................................................... 43 V-3.3. REGENERATION DES MATERIAUX ................................................................................................. 43 V-3.4. AJOUT DE FORCES ET DE DEFORMATIONS : ................................................................................... 44 V-3.5. AJOUT DE MATIERE : ..................................................................................................................... 44 V-3.5.1. Pour ajout de matière béton: ............................................................................................................. 44 V-3.5.2. Pour ajout d’armature: ....................................................................................................................... 44 V-4. LES ETAPES DE PREPARATION D’UNE SURFACE ENDOMMAGEE : ........................................................ 45 V-4. 1. Localisation de la zone à réparer : ........................................................................................................ 45 V-4.2. Enlèvement du béton détérioré à l’aide d’une méthode appropriée : ............................................... 45 V-4.3. Préparation de la surface et du périmètre de la réparation : ............................................................... 46 4 V-4.4. Nettoyage de la surface et des aciers d’armature: ............................................................................... 47 CHAPITRE VI : RENFORCEMENT DES CONSTRUCTIONS .......................................... 49 VI.1. INTRODUCTION: .................................................................................................................................. 49 VI.2. EXEMPLE DE RENFORCEMENT DES CONSTRUCTIONS ENDOMMAGEES: .............................................. 49 VI.2.1. Renforcement d’une pile de pont par confinement ou « jacketing » ............................................... 49 VI.2.2. Renforcement par réduction de la portée des éléments: .................................................................... 50 VI.2.3 Armatures complémentaires dans des poteaux ou voiles : ................................................................. 50 VI.2.4. Renforcement à l’aide de profiles métalliques : ................................................................................. 51 VI.2.5. Renforcement de résistance à l’effort tranchant : ............................................................................... 52 VI.2.6. Renforcement de la résistance au poinçonnement d’un plancher Consoles d’extension d’appuis .............. 52 VI.2.7. Renforcement de colonnes endommagées : ........................................................................................ 53 VI.2.8. Renforcement de colonne et nœud poutre-colonne : ......................................................................... 53 CHAPITRE VII : SURVEILLANCE ET ENTRETIEN DES CONSTRUCTIONS ............ 54 VII.1. SURVEILLANCE : ............................................................................................................................... 54 VII.1.1. DEFINITION : .................................................................................................................................. 54 VII.1.2. PRINCIPE DE LA DEMARCHE DE SURVEILLANCE : .......................................................................... 54 VII.2. L’ENTRETIEN DES CONSTRUCTIONS : ................................................................................................ 55 VII.2.1. INTRODUCTION : ............................................................................................................................ 55 VII.2.2. DIAGNOSTIQUE DES CONSTRUCTIONS AVANT L’ENTRETIEN : ....................................................... 55 VII.2.3.TYPE D’ENTRETIEN : ....................................................................................................................... 55 VII.2.3.1. L’entretien correctif : .................................................................................................................... 56 VII.2.3.2. L’entretien d’urgence : ................................................................................................................. 56 VII.2.3.3. L’entretien planifié : ...................................................................................................................... 57 VII.2.4. LES NIVEAUX D’INTERVENTION SUR L’OUVRAGE : ........................................................................ 57 VII.2.4.1. Entretien courant : ........................................................................................................................... 58 VII.2.4.2. Entretien spécialisé: ........................................................................................................................ 58 VII.2.5. Le plan d’entretien cyclique : ........................................................................................................... 58 BIBIOGRAPHIQUES. ................................................................................................................ 60 5 Introduction Générale Les structures en béton armé sont dimensionnées pour une durée de vie prescrite tout en prenant en compte l’environnement dans lequel ils se trouvent. Pour respecter de telles prescriptions, le concepteur doit connaître parfaitement les différentes pathologies causant la dégradation des ouvrages en béton armé pour une bonne estimation de la durée de vie d’un ouvrage. L’objectif de cette matière consiste à transmettre aux étudiants les connaissances de bases concernant les différents mécanismes de dégradation du béton que ce soit physique, mécaniques ou chimique, qui peuvent gêner le bon fonctionnement des ouvrages. On doit connaitre aussi les principes de bases d’une réparation durable. En fin, on tire des leçons d'une part pour définir une politique de gestion et de maintenance, d'autre part pour améliorer la conception et l'exécution des structures de futur. Cette matière comporte deux grandes parties. La première partie est consacrée à la présentation des différents mécanismes de dégradation des structures en béton armé (physiques, mécaniques et chimiques). La seconde partie est consacrée à l’illustration des différentes techniques de réparation des structures en béton armé, ainsi que la démarche d’évaluation et de diagnostique des structures endommagées. Enfin, les cours sont complétés par des visites aux ouvrages attaqués par les différentes pathologies. 6 Chapitre I : Evaluation et diagnostique des structures en béton dégradées I-1. Introduction : Généralement, Il n’est pas possible d’évaluer la nécessité de réparer une structure ou de choisir les méthodes de réparation sans avoir, au préalable, bien identifié l’origine des dégradations. L’identification des causes des dégradations est une étape les plus importantes et les plus difficiles de tout le processus de réparation des structures endommagées. Donc, avant d’entreprendre des travaux de réparation, il faut donc prévoir une campagne d’évaluation la plus détaillée possible de l’état de la construction. I-2. Campagne d’évaluation : La compagne d’évaluation fait partie d’un processus, constitué de plusieurs étapes, qui permettra l’obtention des informations sur l’étendue des dommages et d’établir les causes des dégradations. Dans tous les cas, la campagne d’évaluation a pour but d’aider à établir les causes des dégradations et à choisir les techniques de réparations les plus appropriées. Les campagnes d’évaluation peuvent comporter 5 grandes étapes [1]: I-2.1. Révision de l’historique de l’ouvrage : Cette phase consiste à recueillir et réviser toutes les documents disponibles concernant la conception, la mise en œuvre, l’exploitation et l’entretien de la structure concernée notamment:  Dossier d’exécutions et de surveillance,  Plans et photos,  Rapport d’essais uploads/Ingenierie_Lourd/ pathologies-des-constructions 1 .pdf