De nombreux ponts en b\u00e9ton arm\u00e9 ont \u00e9t\u00e9 con\u00e7us pour supporter des charges de trafic et des poids de v\u00e9hicules qui, d’un point de vue actuel, sont d\u00e9pass\u00e9s. Parall\u00e8lement, les chlorures, l’eau et le gel font souffrir les ouvrages depuis des d\u00e9cennies. Les r\u00e9novations classiques se heurtent \u00e0 des limites lorsque les \u00e9l\u00e9ments de construction sont d\u00e9j\u00e0 fortement fissur\u00e9s ou durablement d\u00e9form\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n\n\n
C’est l\u00e0 qu’intervient le nouveau syst\u00e8me de l’Empa. Il combine une m\u00e9thode \u00e9prouv\u00e9e, la couche suppl\u00e9mentaire de b\u00e9ton ultra-r\u00e9sistant renforc\u00e9 par des fibres, avec un \u00e9l\u00e9ment de renforcement actif qui d\u00e9veloppe de mani\u00e8re cibl\u00e9e des forces de pr\u00e9contrainte internes. L’objectif n’est pas seulement d’augmenter la capacit\u00e9 de charge, mais de redresser litt\u00e9ralement les tabliers de ponts endommag\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n\n\n
UHPFRC rencontre l’acier \u00e0 m\u00e9moire de forme L’\u00e9quipe de l’Empa dirig\u00e9e par Angela Sequeira Lemos et Christoph Czaderski remplace maintenant dans cette couche l’armature conventionnelle en acier par des barres en acier \u00e0 m\u00e9moire de forme \u00e0 base de fer. Une fois install\u00e9es, les barres sont chauff\u00e9es \u00e0 environ 200 degr\u00e9s Celsius et tentent de se contracter, mais le b\u00e9ton les en emp\u00eache. Il en r\u00e9sulte une pr\u00e9contrainte interne qui referme les fissures, repousse les d\u00e9formations et place durablement la dalle dans un \u00e9tat de tension plus favorable.<\/p>\n\n\n\n\n\n Les fissures se referment visiblement Une dalle est rest\u00e9e non renforc\u00e9e, les autres ont re\u00e7u une couche d’UHPFRC, soit avec une armature classique, soit avec des barres Fe-SMA. Afin de reproduire des conditions r\u00e9alistes, les plaques ont d’abord \u00e9t\u00e9 charg\u00e9es de mani\u00e8re cibl\u00e9e jusqu’\u00e0 la formation de fissures et n’ont \u00e9t\u00e9 renforc\u00e9es que par la suite. Apr\u00e8s le chauffage des barres Fe-SMA, les fissures existantes se sont visiblement referm\u00e9es, les zones de rel\u00e2chement se sont \u00e0 nouveau soulev\u00e9es. D\u00e8s cette phase d’activation, les d\u00e9formations se sont nettement am\u00e9lior\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n\n\n Plus rigide, plus r\u00e9sistant, plus durable Tant le renforcement conventionnel avec UHPFRC que le nouveau syst\u00e8me avec acier \u00e0 m\u00e9moire de forme ont permis de doubler au moins la capacit\u00e9 de charge par rapport \u00e0 la plaque non renforc\u00e9e. Cependant, sous des charges quotidiennes, comme celles dues au trafic routier normal, la variante Fe-SMA s’est r\u00e9v\u00e9l\u00e9e nettement plus avantageuse. La plaque est devenue plus rigide, les d\u00e9formations permanentes sont apparues plus tard ou ont compl\u00e8tement disparu, les fissures existantes ont pu \u00eatre combl\u00e9es. Le syst\u00e8me agit donc comme une \u00ab\u00a0r\u00e9activation\u00a0\u00bb de la structure porteuse existante.<\/p>\n\n\n\n\n\n Champs d’application et prochaines \u00e9tapes En perspective, l’utilisation ne se limite pas aux ponts. On peut imaginer des applications dans le b\u00e2timent, par exemple pour des balcons en porte-\u00e0-faux, des toits plats ou des \u00e9l\u00e9ments de construction sensibles, pour lesquels des solutions de renforcement compactes et une surface tr\u00e8s \u00e9tanche sont n\u00e9cessaires. Le projet, soutenu par Innosuisse, est n\u00e9 d’une collaboration entre l’OST, la spin-off de l’Empa re-fer et cemsuisse. Apr\u00e8s les essais r\u00e9ussis, l’\u00e9quipe cherche maintenant un pont appropri\u00e9 pour la premi\u00e8re utilisation pilote. Si cette \u00e9tape r\u00e9ussit, le b\u00e9ton arm\u00e9 \u00ab\u00a0intelligent\u00a0\u00bb pourrait devenir un outil important dans la gestion de l’infrastructure vieillissante des ponts suisses.<\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Une grande partie des ponts suisses datent d’avant 1980 et arrivent lentement \u00e0 la limite de leur dur\u00e9e de vie. 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<\/strong>Aujourd’hui d\u00e9j\u00e0, des ponts sont r\u00e9\u00e9quip\u00e9s d’une fine couche de b\u00e9ton fibr\u00e9 \u00e0 ultra-haute r\u00e9sistance, appliqu\u00e9e directement sur le tablier. Ce b\u00e9ton haute performance est tr\u00e8s dense, r\u00e9siste \u00e0 l’eau et aux sels de d\u00e9vergla\u00e7age et se laisse facilement armer. Une \u00ab\u00a0armure de protection\u00a0\u00bb robuste avec une valeur ajout\u00e9e structurelle.<\/p>\n\n\n\n\n\n
<\/strong>Dans un premier temps, l’\u00e9quipe a \u00e9tudi\u00e9 l’effet de liaison entre l’UHPFRC et l’acier \u00e0 m\u00e9moire de forme. Quelle est la qualit\u00e9 de l’assemblage apr\u00e8s le chauffage ? Quelle est la fiabilit\u00e9 de la transmission des forces ? Ensuite, des essais \u00e0 grande \u00e9chelle ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s avec cinq plaques de b\u00e9ton de cinq m\u00e8tres de long chacune, qui simulaient des tabliers de pont en porte-\u00e0-faux.<\/p>\n\n\n\n\n\n
<\/strong>Les essais ont \u00e9t\u00e9 accompagn\u00e9s d’un concept de mesure dense. Des cam\u00e9ras num\u00e9riques ont observ\u00e9 les images des fissures, tandis qu’\u00e0 l’int\u00e9rieur des panneaux, des capteurs \u00e0 fibres optiques ont enregistr\u00e9 les allongements le long des barres. Un peu comme les c\u00e2bles \u00e0 fibres optiques dans les t\u00e9l\u00e9communications, sauf qu’ici, c’est la lumi\u00e8re r\u00e9trodiffus\u00e9e qui sert \u00e0 mesurer les d\u00e9formations.<\/p>\n\n\n\n\n\n
<\/strong>Le b\u00e9ton fibr\u00e9 \u00e0 ultra-haute r\u00e9sistance et l’acier \u00e0 m\u00e9moire de forme sont encore relativement chers. D’un point de vue \u00e9conomique, le syst\u00e8me est donc le plus int\u00e9ressant l\u00e0 o\u00f9 d’autres m\u00e9thodes de renforcement ne suffisent plus. Par exemple, dans le cas de ponts fortement d\u00e9form\u00e9s et d\u00e9j\u00e0 endommag\u00e9s ou, en particulier, d’ouvrages sensibles avec un espace d’intervention limit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n\n\n