Pièce
2.6.6 DS_Rapport2022_A50_Saut_Mouton_DCOE.pdf · 3 247 mots · du marché « Réparations première phase du Pont du Saut de mouton sur l'A50 à Aubagne », dossier de consultation officiel.
Maître d’ouvrage
Direction Inter-départementale des Routes Méditerranée (DIRMED)
Service des Politiques de l’Exploitation et de la Programmation (SPEP)
Pôle Pathologie des Ouvrages d’Art (PPOA)
16 rue Antoine Zattara
13003 Marseille
tél : 04.86.94.68.75
Mél : ppoa.spep.dirmed@developpement-durable.gouv.fr
Maître d’œuvre
Direction Inter-départementale des Routes Méditerranée (DIRMED)
Service d’Ingénierie Routière de Marseille (SIR)
16 rue Antoine Zattara
13003 Marseille
tél : 04.88.44.53.54
Mél : sir-de-marseille.dirmed@developpement-durable.gouv.fr
Autoroute A50
Pont du Saut de Mouton
Réparations Première Phase
Dossier de Consultation des Entreprises
Bordereau 2
N° pièce 2.6.6
Diagnostic structurel – rapport
d’investigations complémentaires sur
ouvrage 2022
Bureau d’études
Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la
mobilité et l’aménagement
Département Mobilité (DMOB)
Groupe Expertise Calculs des Ouvrages d’Art (GECOA)
Pôle d’activités Les Milles / Avenue Albert Einstein – CS 70499
13593 Aix-en-Provence Cedex 3
tél : 04.42.24.76.76
Mél : ecoa.dm.dtermed.cerema@cerema.fr / www.cerema.fr
Indice Date Modifications Établi par Vérifié par Approuvé par
RAPPORT D’ETUDES
Février 2022
Autoroute 50 – PI du Saut de Mouton
Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires sur
ouvrage 2022
Rapport d’étude du Cerema
A 50 – PI du Saut de Mouton
Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires sur
ouvrage 2022
Historique des versions du document
Version Date Commentaire
0 02/02/22 Version initiale
Affaire suivie par
Bruno BERENGER – Cerema Méditerranée – Département Infrastructures et Matériaux – Groupe Ouvrages
d’art et Patrimoine
Tél. : +33(0)7 60 59 09 57
Courrier : bruno.berenger@cerema.fr
Site d’Aix-en-Provence – 30 avenue Albert Einstein – CS70499 13593 Aix-en-Provence Cedex 3
Références
n° de projet NOVA : 22 ME 0053 – PROG DIRMED 2022
n°chrono : IM/22-117
Maître d’ouvrage : DIRMED/SPEP
Résumé de l’étude :
Le présent rapport constitue le complément des investigations sur le PI Saut de Mouton, réalisées par
le Cerema – Département Infrastructures et Matériaux – Groupe Ouvrages d’Art et Patrimoine, en
2022 dans le cadre des études de réparation de l’ouvrage.
SOMMAIRE
1. CONTEXTE ....................................................................................................................................... 4
2. Rappel Synthèse Investigations Précontrainte 2021 ..................................................................... 5
3. Constats sur la Précontrainte ......................................................................................................... 6
3.1. Implantation des fenêtres ....................................................................................................... 6
3.2. Constats ................................................................................................................................. 10
4. Inspection détaillée de la travée 2 Sud ........................................................................................ 19
5. Recherche profondeur de pénétration des chlorures ................................................................. 19
6. Analyse et suites à donner ........................................................................................................... 20
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
1. CONTEXTE
Dans le cadre des études de réparation du PI de Saut de Mouton sur l’autoroute A50, le SIR 13 de la
DIR Méditerranée a confié la réalisation des investigations au Cerema – Département Infrastructures
Matériaux – Groupe Ouvrages d’Art et Patrimoine.
Une première campagne d’investigations a été réalisée par le Cerema – Département Infrastructures
Matériaux – Groupe Ouvrages d’Art et Patrimoine entre Juin 2021 et août 2021 et a fait l’objet d’un
rapport « Diagnostic Structurel – Rapport d’investigations sur ouvrage 2021 » émis le 18/01/2022.
L’objet du présent rapport est de présenter les constats réalisés lors des investigations
complémentaires concernant principalement la précontrainte de la travée 2 du tablier sud.
Ce rapport donne suite aux constats effectués dans la zone pathologique de la Travée 2 du tablier Sud,
où les investigations avaient mis en avant la présence de gaines de précontrainte endommagées.
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
2. Rappel Synthèse Investigations Précontrainte 2021
La conclusion sur la précontrainte du rapport de 2021 était la suivante :
« Précontrainte de l’ouvrage :
La purge du béton endommagé a permis de mettre à nu 15 câbles de précontrainte dont 6 sont
défaillants.
Deux types de phénomène peuvent expliquer l’endommagement de la précontrainte :
❖ Les câbles endommagés peuvent avoir souffert d’un environnement délétère (cycles
humidité/séchage en présence de chlorures) lié à la zone de reprise de bétonnage située au-
dessus de l’A51.
❖ Les câbles endommagés étaient mal injectés et ont souffert de venues d’eau avec chlorures
depuis les ancrages.
Afin d’approfondir la première hypothèse il pourrait être réalisé des prélèvements pour analyse de la
profondeur de pénétration des chlorures dans différentes zones (zone pathogène, abords zone
pathogène, hors zone au-dessus A51) et si possible jusqu’au deuxième lit d’armatures de précontrainte.
Les investigations réalisées en 2021 sont à intégrer aux études de réparation de l’ouvrage en cours.
Dès à présent, il peut être préconisé de compléter ces investigations par :
- la réalisation de prélèvements de béton pour mesure de profondeur de pénétration des
chlorures jusqu’au deuxième lit de précontrainte dans la zone pathogène travée 2 sud,
en bordure de cette dernière et hors influence de l’A51,
- l’ouverture des fenêtres pour constats sur câbles de précontrainte identifiés au §9.5. »
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
3. Constats sur la Précontrainte
3.1. Implantation des fenêtres
Afin de statuer sur l’état des câbles, les fenêtres ont été implantées de façon à pouvoir effectuer des
constats sur les câbles affectés ou possiblement affectés par une pathologie, pour ce faire une analyse
croisée des différents résultats obtenus (constats visuels sur zone pathogène, résultat de la campagne
de gammagraphie) lors des campagnes de 2021 avait permis d’émettre des hypothèses sur l’état
d’endommagement constaté (corrosion, mauvaise injection) et sur les éventuels problème de
réancrage des câbles.
Tableau d’analyse croisé :
Suite à cette analyse et afin d’être en mesure de statuer sur l’état pathologique et sur la problématique
de réancrage, les fenêtres complémentaires à réaliser ont été implantées de part et d’autre (dans l’axe
des profils gammagraphie 1 et 3) de la façon suivante (fenêtres représentées en noir) :
A noter, le câble 20 au niveau de l’axe 3 était non accessible (trop profond). Ce câble fait en effet partie
des unités qui sont ancrées en partie haute du caisson.
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
Les fenêtres d’investigation sont représentées par des rectangles verts, elles ont été implantées dans
l’axe des profils de la campagne gammagraphie de 2021 (profil axe de l’ouvrage et profil côté P1 à la
limite de la zone réparée).
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
3.2. Constats
Fenêtres Axe de l’ouvrage
Gaine n° 12
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : bon état
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface entre
fils
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 14
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : oxydation ponctuelle
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface entre
fils
o Traces oxydation interface avec
gaine
o 1 piqûre de corrosion sur un fil (en
rouge sur photographie)
Gaine n° 22
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : Oxydation
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
10
A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
Gaine n° 16
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : oxydation ponctuelle
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface entre
fils
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 24
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : Oxydation
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface entre
fils
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 18
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : bon état
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Absence d’oxydation
o Absence de piqûres de corrosion
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
Gaine n° 20
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : Oxydation
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface entre fils
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 20’
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : oxydation
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 18’
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : bon état
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Absence d’oxydation
o Absence de piqûres de corrosion
12
A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
Gaine n° 24’
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : bon état
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Absence d’oxydation
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 16’
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : bon état
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Absence d’oxydation
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 22’
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : Oxydation
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
13
A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
Fenêtres Côté P1
F1 - Gaine n° 28
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : oxydation ponctuelle
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Trace d’oxydation entre fils
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 12
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : Oxydation
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 14
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : Oxydation
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
14
A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
Gaine n° 22
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : bon état
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Absence de trace d’oxydation
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 16
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : bon état
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
A noter : coulis de couleur sombre
❖ Câbles :
o Absence de traces oxydation
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 24
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : bon état
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Absence de traces oxydation
o Absence de piqûres de corrosion
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
Gaine n° 18
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : Oxydation
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
F2 - Gaine n° 20’
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : bon état
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Absence de traces oxydation
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 18’
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : bon état
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
Gaine n° 24’
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : bon état
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Absence de traces oxydation
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 16’
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : trace oxydation
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Absence de traces oxydation
o Absence de piqûres de corrosion
Gaine n° 22’
❖ Gaine :
o Extérieure : bon état
o Intérieur : trace oxydation
❖ Coulis : Bien injecté, homogène
❖ Câbles :
o Traces oxydation interface avec
gaine
o Absence de piqûres de corrosion
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
L’oxydation de l’intérieur des gaines peut trouver pour origine :
• la présence d’humidité dans les gaines et un temps d’attente « long » avant l’injection,
• des contacts entre le matériaux de la gaine et les fils constituant l’unité de précontrainte,
• des cheminements d’eau depuis les têtes d’ancrage (généralement associés à une mauvaise
injection).
L’oxydation des fils constituant l’unité de précontrainte peut trouver pour origine :
• un temps d’attente « long » entre l’enfilage des câbles et l’injection,
• des contacts entre le matériaux de la gaine et les fils constituant l’unité de précontrainte,
• des cheminements d’eau depuis les têtes d’ancrage (généralement associés à une mauvaise
injection).
L’analyse croisée de ces nouveaux résultats avec ceux des campagnes de 2021 (gammagraphie et
constats visuels sur zone pathogène) permet de vérifier que cette nouvelle campagne a répondu aux
objectifs.
Tableau analyse croisé Qualité des injections :
Tableau analyse croisé état des unités de précontrainte :
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
4. Inspection détaillée de la travée 2 Sud
L’inspection réalisée ne concerne que la section courante de la travée 2 du tablier Sud, le plan
représentant les désordres constatés est joint en fin de document.
La sous face du hourdis est affectée par de la fissuration longitudinale positionnée au droit des câbles
de précontrainte et/ou des aciers passifs longitudinaux, ainsi que dans les deux larmiers.
La fissuration affectant les larmiers présente une ouverture comprise entre 1 et 2/10 mm, la fissuration
en section courante présente des ouvertures comprises entre > 0,05 et 1/10 mm.
La zone présentant la réparation effectuée en 2021 est affectée par un faïençage généralisé présentant
un maillage d’environ 25/25 cm pour des ouvertures inférieures à 1/10 mm.
L’intégralité de cette zone a été sondée au marteau, aucune zone de décollement n’a été détectée.
Sur cette travée, aucune fissure imputable à une défaillance de la précontrainte n’a été repérée.
5. Recherche profondeur de pénétration des chlorures
Des carottes ont été prélevées au droit des fenêtrages avant démolition du béton, la localisation de
ces carottages est représentée en vert sur les schémas des page 8 et.9.
Carotte S-1 : côté P1, entre les câbles 16’ et 24’
• Diamètre 50 mm - Longueur 150 mm (longueur limitée par la présence d’un acier)
Carotte S-3 : axe de l’ouvrage, entre les câbles 16 et 22
• Diamètre 50 mm – Longueur 260 mm (longueur limitée par la présence d’un acier)
La teneur en chlorures libres dans les échantillons prélevés a été mesurée selon le mode opératoire
AFPC-AFREM par le Cerema.
La mesure de la teneur en chlorures a été effectuée pour chaque échantillon sur trois profondeurs
permettant de qualifier la pénétration depuis le parement visible de l’ouvrage pour les deux carottes
et depuis la profondeur du béton (260 mm) pour la carotte prélevée à l’axe de l’ouvrage.
Pour rappel, il est considéré que la corrosion d’une armature par les chlorures s’initie dès que la teneur
en chlorures libres du béton dépasse le seuil critique de 0,40% de la masse de ciment.
La teneur en chlorures par rapport à la masse de ciment a été recalculée sur la base d’un dosage en
ciment de 400 kg/m3 (Essais LCPC 2001) et d’une masse volumique de 2,4t/m3 (mesures sur carottes
2021), soit un seuil de concentration en chlorures à partir duquel la corrosion s’initie de 0,066% de la
masse de béton.
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
Partie de Dosage des
Référence Prélèvement Profondeur (mm)
l’ouvrage chlorures (%CI)
0 - 10 <0.005
Côté P1
Tablier Sud
entre S-1 13 – 26 <0.005
Travée 2
16’ et 24’
29 - 38 <0.005
Axe de 0 - 10 <0.005
Tablier Sud l’ouvrage
S-3 13 – 23 <0.005
Travée 2 entre
16 et 22 26 - 36 <0.005
Axe de 260 -250 <0.005
Tablier Sud l’ouvrage
S-3 247 – 225 <0.005
Travée 2 entre
16 et 22 222 - 211 <0.005
Sur les trois prélèvements aucune trace de présence de chlorures n’a été détectée.
6. Analyse et suites à donner
Les 24 gaines expertisées lors de cette opération présentent un bon état général, l’oxydation constatée
trouve pour origine des contacts entre la gaine et les fils (effet de pile galvanique) initiée avant
l’injection et stabilisée lors de la prise du coulis.
Hormis un fil (gaine 14 profil sur l’axe de l’ouvrage) qui présente une piqûre d’oxydation, pour les
autres câbles, l’oxydation visible peut être éliminée par brossage et n’a donc pas affecté la pérennité
des fils (pas de perte de diamètre).
Aucune trace de chlorures n’a été détectée de part et d’autre de la zone réparée.
Ces nouvelles investigations permettent au regard des quatre fenêtrages réalisés de conclure qu’aucun
cheminement d’eau depuis les têtes d’ancrage n’a été possible, car les câbles investigués sont tous
correctement injectés et qu’ils présentent un bon état général de part et d’autre de la zone pathogène
constatée en 2021.
En ce qui concerne la piqûre de corrosion affectant un fil de la gaine 14, il est fort probable que cette
piqûre trouve pour origine une réaction physico-chimique (effet de pile) au contact d’un corps
étranger.
L’absence de chlorures dans les bétons de part et d’autre de cette zone réparée laisse apparaître que
les chlorures détectés lors de la première expertise (0,064 % dans le béton de réparation et présence
de chlorures sur les aciers actifs prélevés) ne concerneraient que la zone délétère.
Ces constats permettent d’appuyer l’hypothèse que la dégradation des câbles de précontrainte (au
droit de la zone réparée) a trouvé pour origine des échanges gazeux à l’interface béton d’origine /
matériaux de réparation.
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
Dans la mesure ou le décroutage du béton altéré a été exhaustif, l’ensemble des investigations tend à
montrer que seuls les 6 câbles repérés lors de la première intervention de 2021 seraient défaillants et
que cette défaillance se limiterait à la zone de réparation historique.
En ce qui concerne la fissuration relevée sur la travée 2 du tablier sud, elle présente une ouverture
maximum de 1/10 mm, elle se diffuse longitudinalement le long des câbles de précontrainte ou des
aciers passifs (à noter comme pour le reste de l’ouvrage une fissuration de 1 à 2/10 mm dans les
larmiers).
Ce relevé pourra servir de point zéro en vu d’un suivi par inspection visuelle.
Ces investigations sont à intégrer aux études de réparation de l’ouvrage en cours.
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
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A50 – PI du Saut de Mouton – Diagnostic structurel – Rapport d’investigations complémentaires 2022
Siège social : Cité des mobilités - 25, avenue François Mitterrand - CS 92 803 - F-69674 Bron Cedex -
Tél : +33 (0)4 72 14 30 30 – www.cerema.fr
Texte extrait tel quel de la pièce officielle, qui seule fait foi. La mise en page du document d'origine peut différer.