UNIVERSITE ABOUBEKR BELKAIDUNIVERSITE ABOUBEKR BELKAID

FACULTE DES SCIENCES DE LFACULTE DES SCIENCES DE LINGENIEURINGENIEUR

DEPARTEMENT DE GENIE CIVILDEPARTEMENT DE GENIE CIVIL

Responsable: Dr. GHOMARI Fouad

PATHOLOGIE DES CONSTRUCTIONS

GCL 566

5.1. Introduction.

Chap. 5. PATHOLOGIE DU BETON ARME.

Le bton arm, matriau de construction par excellence, a bnfici de nombreuses tudes et de multiples exprimentations si bien que divers rglements se sont succds de 1927 jusqu nos jours : circulaire de 1927 puis de 1934 ; B.A. 45, B.A. 60, CCBA 68, BAEL 80, BAEL 91, Eurocode. Pourquoi alors se produit-il encore des sinistres ?Il y a dabord les sinistres dus des causes exognes au Bton arm comme le tassement des fondations, protection insuffisante des revtements, etc.,Pour les autres, il peut sagir de cas fortuits comme dans tous les secteurs de lactivit humaine ou parfois mme de cas de malveillance dus un manque de comptence et/ou de conscience.

Henri Lessier disait en 1951 A la base de chaque erreur, on dcouvre en gnral une faute lmentaire de bon sens. Aussi lexpertise dun sinistre montre trs souvent que cest la synergie de plusieurs facteurs qui en est la cause et il nest pas facile didentifier la principale.

La notion dquilibre statique est illustre par la stabilitde deux plateaux dune balance impliquant deux poids gaux.En revanche, la balance romaine introduit la notion de bras de levier qui a autant dinfluence que le poids ; lon sintresse plutt au moment.

5.2. Erreurs de conception.i., instabilit statique:

Ceci dit il nest pas concevable de construire une corniche comme celle prsente par la car cette ralisation est instable et ne peut que seffondrer au dcoffrage en basculant autour de son arte

Aussi, parfois linstabilit est prcaire en cours de construction. Lexemple montre cet effet du une insuffisance de contreven-tement des portiques avant le scellement des pieds.

Portiques insuffisamment contrevents avant scellement des pieds si les haubans sont mal tendus et les pannes simplement poses.

une remise en cause de dernire minute de la stabilit dun btiment dhabitation, en cours de construction, prvient dun effondrement assur.La couverture dun vaste hall comportait dans sa partie centrale une alternance de grands bacs en bton prcontraint de 12 m de long et de votes translucides et sur ses cts une dalle en bton. Lensemble tait port de chaque ct par de grandes consoles de 5.40 m en porte faux, relis deux btiments culasss. Lun de ces btiments tait simple RDC et sa stabilit avait t correctement assure. Lautre btiment tait un immeuble de 18 tages sur RDC.

Exemple 1 :

Les deux RDC taient raliss, ainsi que les consoles et dalles latrales du hall, quand le matre de louvrage demande que la toiture du hall soit immdiatement acheve, avec grands bacs et votes translucides, de manire pouvoir loccuper et y exercer son commerce.Larchitecte donna son accord de principe. Ce fut le bureau de contrle qui attira lattention sur le fait que louvrage ainsi ralis naurait pas t stable.

Causes : en effet, les consoles ctbtiment taient encastres dans des nuds comportant :Une poutre de plancher prolongeant la console,Un poteau constitu de ses tronons de RDC et de 1er tage de section confortable en raison des 18 tages porter.

Le moment de flexion important, apport par chaque console, devait tre repris, raison de 45% dans chaque tronon de poteau et 10% seulement par la poutre de plancher.

Remdes : la poutre de plancher fut renforce en dnudant les aciers suprieurs, par repiquage, en disposant des cadres en prolongeant vers le haut les cadres existants et en y plaant de grosses barres de moment ngatif. Ensuite on enduisit la surface de reprise dun mortier de rsine daccrochage et on btonna la surlvation de la poutre.

En labsence du tronon suprieur du poteau du 1er tage et de sa charge, le moment dans le tronon infrieur tait major de 50% et celui dans la poutre tait tripl. Or, les sections de bton et darmatures ntaient pas prvues pour cela, et lon pouvait prdire, sans grand risque de se tromper, une ruine certaine de la structure porteuse de la couverture et la couverture elle-mme.

Moralit : les changements dans un projet en cours de ralisation sont souvent source de graves problmes par suite doublis ou de ngligence.

Un poteau est une barre qui transmet un effort suivant sa direction. Sil est inclin, il transmet un effort inclin qui comporte par consquent une composante horizontale

En statique, lquilibre est obtenu en quilibrant un effort par un autre effort gal et oppos. Cest vident et parfois cest oubli, tellement on a lhabitude de voir les poteaux transmettre individuellement leurs charges aux fondations. Dans cet lment de construction la charge P

se dcompose en charge N et un effort horizontal H, qui doivent tre quilibrs par 2 ractions -N et H. Le reste de la construction est-il capable de rsister H ?

Exemple 2 : un btiment se fissure. Des renforcements onreux, prviennent temps leffondrement.Les problmes de mitoyennet, quand il sagit dapposer, sur sol mdiocre, un btiment nouveau sur un ancien sans y provoquer de dsordre sous leffet de nouveaux tassements, conduisent des solutions originales, tantt bonnes et tantt mauvaises.Dans cet exemple, le projeteur avait eu lide dincliner en sous-sol les poteaux porteurs du mur de doublage en file A pour quils rejoignent les semelles de la file voisine. Comme par ailleurs, les faades devaient tre traites en murs rideaux, les planchers portaient uniquement sur les refends, en commenant par les murs de doublage en mitoyennet.

Les travaux taient arrivs au plancher haut du 1er tage quand le chef de chantier, qui faisait conscieusement, tous les matins, le tour de ses installations, observa que le joint de tassement rserv entre lancien btiment et le nouveau navait plus une paisseur rgulire.

Les triangles forms par les poteaux inclins, les poteaux verticaux adjacents et la trave de plancher intermdiaire taient entrain de basculer vers la btiment ancien,Un bon nettoyage rvla des fissures sur la face suprieure du plancher haut de sous-sol au dessus des poteaux de la file B et dautres transversales dans tous les poteaux du sous-sol.La prsence du btiment ancien qui contrebutait avait empch un effondrement certain.

Au niveau du plancher haut du sous-sol, le polystyrne qui avait servi de coffrage tait moiti cras. Le chef de chantier alerta son entreprise, et lexamen attentif des lieux qui sen suivit rvla les dsordres suivants :

Causes : la composante horizontale H de leffort dans les poteaux inclins ne pouvait tre reprise dans la structure dus sous-sol du btiment nouveau, peut tre avait-elle mme provoqu un lger glissement des semelles S. Remdes : il fallait raliser une structure capable, soit de supprimer la pousse H, soit de lquilibrer par une bute gale et oppose. Pour cette dernire, il fallait raliser des diagonales SC mises en charge par vrin et des tirants AC. Le matre de louvrage ne fut pas satisfait puisque ces adjonctions devaient supprimer quelques places de parking au sous-sol. Nanmoins il nusa pas de son droit de faire dmolir.

Moralit : quand il sagit de barres non orthogonales, il est utile de se rappeler le principe du paralllogramme des forces.

Il y a parfois des raisonnement issus de thories errones tel que celui-ci : une table sur deux pieds inclins tient parfaitement daplomb. On le voit bien en tenant une rgle entre deux doigts. Si lon incline le tout, il doit bien sr tenir encore et nous avons obtenu un poteau vertical. Lassociation de cette partie avec sa symtrie, nous aurons limage dun portique. Le plus comique cest que des personnes convaincus sont passs la ralisation, ce qui a conduit ncessairement la ruine.

ii., mconnaissance des efforts:

Exemple 3 : un hangar agricole seffondre au dcoffrage. Un mort et sept blesss..

une toiture en tuiles canal. Un simple chanage formait fatage. Le tout reposait sur deux files de poteaux et deux pignons en briques creuses. Louvrage couvrait ainsi un rectangle de 20x10 m. Les tirants forms dun diamtre de 25 mm taient nettement insuffisants pour reprendre les pousses. De plus, il tait fort mal ancr. Leffondrement survint pendant que lon enlevait les tais qui soutenaient le fatage.

Chacun des deux versants symtriques tait constitu de poutrelles en cramique arm, formant plancher inclin sur lequel devait tre pose

Causes : le hangar avait t construit dans la mconnaissance totale des rgles de lquilibre statique. Estimons q = 75 kg/m2la masse de la sous toiture ainsi ralise, constitue de deux plaques pratiquement articules en fatage et en sablire ; de porte totale l = 10 m et de flche f = 1.60 m et crivons lquilibre des forces de gauche par rapport au fatage C o la raction est horizontale par raison de symtrie.La stabilit de chaque versant, implique en sablire une raction verticale V = ql/2 avec V = 75 x 10/2 = 375 daN/m et deux ractions horizontales antagonistes, lune en fatage et lautre en sablire, de H = ql2 / 8f = 75 x 100 / 8 x 1,60 = 585 daN/m. Dans les votes correctement ralises, cette pousse est reprise par une poutre noye dans la vote et reporte ainsi aux tirants. A supposer que la cramique arme ait pu, par effet de vote, reporter ces efforts sur 5 m de chaque ct, cest 585 x 5 = 2925 daN que devait reprendre chaque tirant. Or, la transmission des efforts ny tait pratiquement pas assure. Et il restait encore poser les tuiles, dun type assez lourd. En outre, louvrage devait encore pouvoir rsister la neige et au vent.

Moralit : inventer un nouveau type de construction est toujours hasardeux.

Un raisonnement aussi dsastreux conduit arc bouter des votes les unes aux autres et affirmer que lensemble est en quilibre, du moment quon assure lquilibre des traves dextrmit par un tirant.

Exemple 4 : des votes se fissurent gravement au dcoffrage. On avait construit une srie de 4 votes sur poteaux pour constituer un abri en bordure dune cour et lon navait quipde tirants que les 2 votes dextrmit.

Par bonheur, les votes taient solidaires dun mur de fond et cela les sauva du dsastre.Peu aprs le dcoffrage, des fissures largement ouvertes apparurent en intrados au droit des cls de votes intermdiaires.

Causes : lconomie des tirants tait tellement minime que le projeteur ne pouvait mme pas lvoquer pour se disculper. Les votes se seraient certainement croules si le mur du fond navait apport une action stabilisatrice en empchant louverture en ventail que devait provoquer laplatissement des votes.

Parfois lapprciation du au comportement des matriaux passe par un arrt des tudes, et leur reprise par une autre personne nest pas toujours sans ennui.Exemple 5 : un btiment seffondre une fois la dernire tuile pose.Un propritaire avait fait construire un btiment deux niveaux, dont la toiture devait tre porte par une charpente mtallique de typeclassique deux versants. Les fermes de forme traditionnelle tirant, devaient reposer sur des poteaux en bton armdimensionns pour rsister et la charge et au vent.

La charpente ntait pas encore pose quand ce propritaire mourut ; larchitecte aussi.Le nouveau propritaire trouva plus

Causes : la liaison ralise entre poteaux et arbaltriers en bton arm ne pouvait gure transmettre le moment de continuit. Ds lors, un moment considrable se dveloppa en pied des poteaux qui ntaient gure dimensionns pour rsister ces efforts.

conomique de remplacer la charpente par des portiques en bton arm trois articulations sans tirant, en vogue pendant cette priode.Comme les poteaux existaient, il commanda des portiques amputs de leurs poteaux. Et les fit sceller sur les poteaux en place. On posa aprs pannes, chevrons, liteaux et la couverture en tuiles. Puis, tout ltage seffondra.

Moralit : il convient toujours de sintresser de trs prs des structures existantes sur lesquelles de nouvelles prennent appui.

ouverture sur la rue pour faciliter la manuvre des vhicules. Larchitecte projeta alors de faire reposer la faade sur une poutre de 15m de long appuye sur 2 poteaux, lun de largeur confortable et lautre mince.

Le monolithisme du bton arm ne fournit ses ralisations pas lavantage de lhyperstatisme. Il faut parfois dpenser beaucoup dargent dans la ralisation darticulations.

iii., instabilit mcanique :

Exemple 6 : une faade de garage large ouverture en RDC seffondre.Le garagiste souhaitait, avec juste raison, une trs large

Le projeteur conut une poutre de 25x110 cm, et larma fort correctement avec chapeaux se retournant dans le gros pilier par

Causes : lexamen des dcombres rvla que le pilier mince avait flchit vers lextrieur. Sous les charges, la poutre avait pris sa flche, avec rotation aux appuis. Cette rotation amenant un moment de flexion, vient sajouter la charge contre au niveau du pilier mince o les contraintes atteignirent la rupture. Ce sinistre ne se serait pas produit si le pilier en question avait t quip de 2 articulations.

contre lautre est trait comme un poteau ordinaire. Vers la fin de la construction, louvrage seffondra.

Un ouvrage prs duquel manoeuvrant des vhicules ou engins est sujet un jour o lautre leffet dun impact du une fausse manuvre ; il convient donc dapprcier la force dimpact prvisible et de prmunir louvrage contre cette force.

iv., chocs et vibrations :

Moralit :1., un ouvrage doit rsister, non seulement aux efforts de service, mais aussi aux efforts accidentels normalement prvisible,2., limposition des gabarits routiers aux ouvrages concerns relve de la logique et doit tre respecte.

Il sagit dun auvent support par une file unique de poteaux de section rduite la base. Louvrage ntait pas prvu pour rsister dautres forces horizontales que le vent, et de plus, les aciers des poteaux taient placs avec un trop grand recouvrement. En outre, les services techniques de la ville, avaient demand une hauteur libre de 4m, et elle ne faisait que 3.60 m.Un jour un gros camion remorque charg de lourdes pices de bois se trompa de direction et eut faire demi tour cet endroit. Un agent de la circulation verbalisa, puis guida la manuvre. Mais en reculant, le haut du chargement heurta le haut de lauvent. Celui-ci sabattit et lagent, post l, fut tu.

Exemple 7 : un abri dautobus seffondre, un mort.

Beaucoup plus dlicate est lapprciation des vibrations que subit un ouvrage suite une excitation ainsi que des supplments de contraintes dont il sera le sige. Des modles mathmatiques sont capables dapprcier les priodes propres des ouvrages ; il suffit nanmoins de connatre celle de la force excitatrice pour viter que louvrage ne risque dentrer en rsonance. Cependant quand les priodes propres de la force excitatrice ne sont pas connues, tel le cas du vent, cela pose problme ; les essais en modle rduit (soufflerie) sont ncessaires. Ce sont les chemines dusine et les arorfrigrants de centrale lectrique qui en subissent les consquences.Exemple 8 : trois arorfrigrants de 100 m de haut seffondrent, le 1er novembre 1966 dans le Yorkshire en Angleterre, un jour de grand vent. Pour sa nouvelle centrale lectrique du Ferrybridge, le CEGB fit construire 8 rfrigrants disposs par quatre en deux rangs, assez serrs les uns contre les autres. Ce jour, le vent soufflait en tempte et les rafales atteignaient 130 km/h.

Causes : les huit ouvrages sont identiques en conception, dimensionnement, ferraillage, matriaux et ralisation. Si trois dentre eux seulement se sont rompus cest que quelque chose les diffrenciait des autres ; et ce quelque chose ne peut tre que le vent.

Bien que les rfrigrants avaient t calculs pour rsister des vents de 180 km/h, 3 scroulrent et ces 3 l taient abrits du vent par dautres qui rsistrent.

Un ouvrage masqu du vent par un autre ne sen trouve pas toujours abrit, cest le contraire qui sest produit dans ce cas. En effet, les rfrigrants se situant en premire ligne au vent, formant obstacle, avait rduit la section dcoulement, entranant des acclrations de turbulences en arrire, produisant un vent plus dangereux pour les obstacles suivants. Aussi, les rglements britanniques de lpoque ne prescrivaient aucune vrification sous vent extrme major de coefficients dynamiques.De plus, lentrepreneur navait pas ralis exactement le profil de mridienne prvu. Au lieu de donner une courbure ncessaire la stabilit ; il avait tir droit, transformant toute la partie infrieure en tronc de cne ; ce qui nuit fortement la rsistance au vent.A lpoque, ces normes chemines aux paisseurs de coquilles duf (8-10 cm) taient considres comme des membranes travaillant en compression-traction-cisaillement. On sarrangeait quil n yait point de flexion et larmature tait concentre en nappe croise mi-paisseur.

Aujourdhui lpaisseur est plus grande (20-30 cm en sections courantes pour les trs grandes tours) et deux nappes darmatures croises.

Le bton matriau poreux, est sujet aux variations dimensionnelles quand sa temprature et son hygromtrie changent. La dessiccation du bton frais conduit sa contraction qui produit le phnomne de retrait. Ensuite, toute rhumidification, toute lvation de temprature provoque une dilatation.Dans les zones exposes au soleil et au froid comme celles des toitures terrasses, lalternance de ces deux phnomnes sont responsables de fissuration sils sont trop importants.

Moralit : quand le vent est trop fort, il est fort recommanddviter de se rapprocher trop prs des rfrigrants de la gnration du Ferrybridge.

v., variations dimensionnelles incompatibles :

Exemple 9 : dsordres multiples que peut causer une toiture terrasse.

i., mauvaise prise en compte des donnes : choisir les donnes de calcul consiste apprcier correctement lintensit des charges et leur rpartition qui nest pas toujours uniforme. Avant de se lancer dans les calculs, il convient dapprhender tous les cas de charge que peut subir louvrage durant sa construction et son existence. Certains phnomnes mal connus, tels que les pousses et les butes, doivent tre apprcis avec beaucoup de prudence.

5.3. Dimensionnement dfectueux.

Exemple 10 : un silo grain en forme de hangar rectangulaire seffondre partiellement au cours du premier remplissage.Cet ouvrage carr de 17 m de ct et de 6 m de hauteur sous entrait, comportait des murs latraux en bton arm quadrills de nervures et une toiture lgre en charpente mtallique.

Les murs latraux devaient travailler en flexion sous la pousse du grain, avec appui au croisement des nervures grce de simples tirants en fer ronds de 20 cm de diamtre qui traversaient le hall et taient retenus de chaque ct par leffet de pousse.Lide paraissait ingnieuse et trs conomique. Bien entendu les pousses ne sont jamais parfaitement quilibres, mais on comptait sur la marge trs importante quil y a toujours entre la limite dquilibre suprieur de bute et la limite infrieure de pousse, la premire mobilisant des forces 5 10 fois suprieures la seconde.

Ainsi, la bute dune charge de grain mme faible dun ctquilibrait toujours et au-del,

Causes : cest une erreur de dtail qui fut lorigine de leffondrement : les tirants de 20 ntaient mme pas ancrs dans la paroi en bton, leurs extrmits taient simplement courbes en crosse et passes dans des triers scells dans les murs. Lexamen des dcombres rvla que les crosses staient ouvertes.

croyait-on, la pousse dune masse mme trs importante de grains de lautre. Cette ide sduisante est dangereuse : 1., dabord on omet le cas probable o le grain subsistant dun seul ct, appuierai sur une seule paroi,2., ensuite on ne tenait pas compte des dformations et dplacements trs importants de la paroi, ncessaires la mobilisation de la bute. De telles dformations nauraient pas tlongues dtruire la charpente mtallique portant la couverture.

Moralit : 1., Il est toujours dangereux de compter sur la prsence dune charge dexploitation pour assurer la stabilit dun ouvrage,2., La rsistance dune chane nest pas suprieure celle du maillon le plus faible. Ici, la chane des efforts qui devaient concourir la stabilit passait par la liaison entre tirants et murs.ii., noublier aucune charge : parfois des pices sont calcules pour une fonction et il sy ajoute dautres sollicitations non prvues : Un tirant traversant une cellule de silo va tre noy dans les grains et subir une charge, difficile apprcier mais considrable, Un tirant noy dans le sol va subir le tassement de celui-ci.iii., ne pas ajouter de charges sans vrifier les calculs : il arrive quen cours de construction,, des modifications de dernire minute sont demandes. Les dplacements de cloisons ne sont pas rares. Si elles sont lgres, le calcul du plancher nen est pas affect ; par contre si elles sont lourdes une vrification est indispensable.Des problmes analogues se posent en cas de supplment de poids : meubles lourds (coffre forts), alourdissement de cloisons (rangement douvrages), etc.

Les armatures peuvent tre insuffisantes en section, longueur et ancrage, impossible raliser limage du plan, ou exercer sur le bton des efforts excessifs. i., armatures de flexion : le rle des armatures tant essentiellement de reprendre des efforts de traction, lingnieur cherche les adapter au mieux aux moments calculs. Si une lgre sous-estimation des sections est rarement grave, une erreur de signe lest davantage.

5.4. Dficiences des plans.a., Ferraillage dfectueux :

Exemple 11 : un radier de cuve se fissure peu aprs sa mise en service.Il sagit dune batterie de deux cuves 2 niveaux poses directement sur le sol. La pression du liquide engendre sur les parois des flexions qui mettent en tension leur parement extrieur dans leur zone centrale.

On na donc pas besoin darmatures ct intrieur et lingnieur nen a pas prvu. Les cuves reposent sur le sol et le radier est ferraill uniquement dans sa partie infrieure. Cest pourtant en pleine zone centrale des panneaux du radier que des fissures apparurent. Dans ce type douvrage, toute fissure est prjudiciable car elle affecte ltanchit et sont la cause dune fuite immdiate.

Causes : quand les cuves sont pleines, le poids du liquide se transmet au sol par les voiles verticaux. Mais les ractions du sol correspondant cette charge provoquent dans le radier des flexions importantes qui mettent sa face suprieure en traction.

Moralit : Le ferraillage doit reflter lenveloppe de tous les diagrammes des moments. Mme dans les zones rputes comprimes ; il est toujours prudent de disposer un ferraillage de peau quand on veut viter toute fissuration.

Remde : chaque panneau de radier ft renforc par deux poutres transversales en croix et ltanchit ft refaite.

ii., armatures deffort tranchant : les armatures transversales des poutres participent au bon fonctionnement de flexion dans les zones de variation des moments ; elles doivent donc envelopper et coudre toutes les armatures longitudinales. Il faut aussi les rpartir selon lenveloppe des efforts tranchants.

iii., dispositions impossibles raliser :

*/ Crochets trop brusques : les dessins courants darmatures ngligent de reprsenter les coudes lchelle ; certains projeteurs les reprsentent mme en angle vif. Le ferrailleur connat en principe le diamtre du mandrin employer pour chaque section darmature (lecture sur un tableau standard). Quand il sagit de gros diamtres, les aciers cintrs passent loin des arrtes du bton que le projeteur penser pourtant correctement ferraills, */ Densit darmatures excessives : quand une zone reoit une quantit darmatures anormalement dense, il est prudent den dessiner des coupes dans les trois directions dans une chelle assez grande (1/2 ou 1) de manire bien matriser lencombrement et la position relative de chaque barre, la forme relle des coudes et crochets, les possibilits de montage dans lordre de mise en place des barres et lespace restant pour le bton et pour le passage ventuel du vibreur. Et quand on le fait, il faut bien le faire.

Des poutres de 27 m de porte, en forme de quadruple shed devaient porter la couverture dun vaste atelier avec dalles de bton nervures du ct des versants opaques.Les aciers de nuance FeE24 acier doux faisaient en ce temps concurrence au FeE40 Haute Adhrence. Le projeteur avait termin ses plans quand lentrepreneur vint lui annoncer quil ne pouvait se procurer la nuance FeE40 souhaite et lui demander de revoir son projet avec FeE24.Le projeteur augmente les sections de toutes les barres :*/ les HA 14 deviennent des HA 18,*/ les HA 25 deviennent des HA 32, etc.

Exemple 12 : Dchirure de nuds de poutres en treillis et menace deffondrement, par suite dun coudage excessif des armatures.

Sur ses plans de dtail qui reprsentaient dans les noeuds le trac souhait de toutes les armatures, il se contenta dajouter des crochets dextrmit. Pourtant dans le nud 8, le rayon de cintrage des barres principales, dj trop petit, devenait inadmissible : mesur lchelle, on lisait de lordre de 6 cm comme pour un 8. Le danger dun tel cintrage tait double : Fissuration de lacier au faonnage, suivie de sa rupture en service, Ecrasement du bton (souvent mal compact) lintrieur du coude.Cest ce qui arriva. Aprs le coulage de lensemble, on avait dcoffr les dalles des couvertures et lon enlevait les derniers tais sous les nuds infrieurs des poutres en treillis, quand des craquements se firent entendre et le nud 8 se fissurait.

Ce phnomne peut sexpliquer comme suit :Les barres I et II crasaient le bton dans leur pliure, Les barres III et IV devenant insuffisantes pour absorber les

Il convient de noter dans ce projet, linsuffisance notoire darmatures de couture transversales.

tractions, sallongeaient en phase plastique,La membrure suprieure commenait se diviser en deux feuillets : un feuillet suprieur arc-bout sur la diagonale comprime de droite, et un feuillet infrieur qui commenait pivoter, entran vers le bas par la diagonale tendue de gauche.

Remde : Dmolition du nud 8 et les barres qui y aboutissaient jusqu mi-longueur et on ralisa un nouveau dispositif, mieux profil, avec acier HA et armatures complmentaires adquates. Les autres nuds ne posaient pas de problmes.

Moralit : Dans les zones de ferraillage difficile, il est toujours recommand de dessiner les armatures grande chelleen vraies dimensions ; sans tricher.iv., Dispositions dangereuses :*/ Pousse au vide des barres tendues : tout coudage, mme de courbure raisonnable, fait que la dviation de traction dans lacier entrane une rsultante le long du coude reprendre soit par le bton, soit par des aciers de couture si la fissuration est peu nuisible. Ce principe lmentaire dquilibre des forces est parfois oubli.

*/ Pouss au vides des barres comprimes : une barre comprime coude pousse au vide comme une barre tendue, mais en sens inverse. Elle doit alors rencontrer devant le coude, soit une masse de bton de rsistance suffisante, soit des aciers de couture et certaines dispositions sont viter..

*/ Appareillage mcanique au fonctionnement mal connu : il est dangereux dintroduire dans un projet et de dimensionner un matriel dont on connat mal son fonctionnement sans sentourer de lavis des spcialistes (dispositif dappui, de traction, de prcontrainte, etc.).

Ce btiment comportait trois nefs couvertes en dalle de Bton armprfabriqu ports par des arcs de 8 mtres de porte. Le tirant de ces arcs tait ralis partir dun acier de nuance FeE24 et de diamtre 20 mm, termin chaque extrmit par un trier fer plat boulonn dans larc. Leffondrement se produisit un soir, heureusement aprs le dpart de tous les ouvriers du chantier. La rception des travaux devait avoir lieu une semaine aprs et 1200 ouvrires et ouvriers devaient occuper ces locaux.

Exemple 13 : un atelier de 1500 m2 seffondre brusquement 15 jours aprs son achvement.

Causes : Lexamen des dcombres rvla que tous les tirants avaient rompu de lun de leurs deux triers

Moralit : Toute pice inhabituelle entrant dans une construction et y jouant un rle primordial doit tre parfaitement connue dans son comportement. Faute de savoir la calculer, on doit lprouver par des essais probants.

dextrmit et lon saperut trs vite que ctait probablement la cause principale du sinistre. Le projeteur navait probablement quune ide imprcise de la distribution des efforts dans ces pices.En bton arm, lon sait quun trier en acier mi-dur ne doit jamais tre dpli aprs coudage, sous peine de rupture. Or, ici les coudes avaient t crouis par forgeage et les tractions des tirants les sollicitaient dans le sens de la rouverture. La structure ne disposant daucune scurit, il a suffi probablement de la rupture dun trier pour que lensemble scroule comme un chteau de cartes.

i., plans trop schmatiques : les plans darmatures manquent dexactitude et ne sont pas toujours raliss lchelle prconise. Parfois on ne dessine rien, on ne fait que renseigner des tableaux portant des schmas de poutres avec toutes les armatures possibles. Lexcutant souvent interprte mal ces donnes et de nombreuses erreurs peuvent en rsulter.ii., absence de plans : mme pour des ouvrages trs simples, des indications verbales, sans plan, peuvent conduire de mauvaises interprtations et des catastrophes.

b., Insuffisance ou absence dindications claires :

Exemple 14 : un plancher traditionnel dhabitation seffondre au dcoffrage. Ce plancher couvrait le RDC dun pavillon faades et pignons en briques creuses et refends en briques pleines.

Il comportait des hourdis en terre cuite surmonts dune dalle en bton de 5 cm. Cela tait traditionnel pour lingnieur, aprs un petit calcul, il se contenta dindiquer lentreprise locale les armatures placer dans les nervures. Il avait simplement nglig de prciser dans quel sens elles devaient porter. Lentrepreneur navait pas compris que les nervures devraient tre poses dans le sens dessin sur le du plan.

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i., dfauts de coffrage : les dfauts les plus frquents consiste en Des dsaffleurements de planches, des bombements locaux ncessitant des meulages onreux du bton, allant parfois jusquaux aciers, Des dformations densemble dues une poutraison trop dformable (tais horizontaux tlescopiques), Assemblage de poutres.

Le coffrage dans lequel est mis en place le bton et qui doit pouser sa forme doit tre le plus rigide et le plus exact possible. Les progrs raliss dans le matriel, remplaant sur les grands chantiers lattirail des planches, raidisseurs et tais par des banches et des tables, y a fait disparatre presque compltement les dfauts que lon rencontre encore sur les petits chantiers dentreprise locale.

5.5. Fautes dexcution .a., Fautes portant sur le coffrage et ltaiement :

Parfois la forme du coffrage a une importance essentielle dans la rsistance de louvrage ; tel est le cas pour les votes.

Ce sinistre affecta un chantier qui comportait trois nefs de porte 23m. Les votes qui franchissaient des traves de 8 m entre arcs raidisseurs, mesuraient 5 cm dpaisseur et ntaient armes que dun treillis soud TS5 20x20.

Exemple 15 : des votes subissent aprs dcoffrage des dformations importantes et doivent tre dmolies.

La stabilit dun tel voile mince implique une ligne moyenne pousant parfaitement le funiculaire des charges, ce qui est dailleurs utopique car le funiculaire varie avec le vent et la neige.

Causes : Lentreprise navait pas en uvre les moyens capables de raliser la forme prescrite avec le maximum de prcision : Dune part, elle avait un matriel trop artisanal ; le cintre entirement en bois, comportait deux parties : celle infrieure, atteignant la sous face des tirants et roulant sur galets dune trave lautre ; et la partie suprieureconstitue dtais radiaux, de pannes et de planches. Pour passer dune trave lautre, il fallait dmonter et remonter entirement cette partie dlicate. Dautre part, les planchers taient disposs selon les directrices et cintrs force, au lieu dtre aligns dans le sens des gnratrices sur des vaux taills en forme. Il en rsultait un coffrage tout fait imparfait, de forme dailleurs diffrente dun montage lautre avec dsaffleurements importants, parties droites et jarrets aux abouts de planches.

Aprs dcintrement de la premire des trois nefs, la vote trouva son quilibre grce trois types de sollicitations : Des compressions selon les directrices, Des flexions locales dans les zones trop plates ou anguleuses Des flexions longitudinales ou des effets de voile tendu entrearcs raidisseurs qui, eux, se dformaient beaucoup moins.

Trop sollicit, le bton subit un lent fluage et dveloppa des fissurations inquitantes. Au bout de quelques jours, on dcida de rtayer.Ajoutons une autre circonstance qui sajoute aux prcdentes : le bton avait manifest plusieurs fois des phnomnes de fausse prise au cours du coulage des votes ; sa rsistance aprs durcissement a srement t affecte.

Remdes : il fallait dmolir les votes dj ralises et les reconstruire en renforant leurs armatures et en doublant le nombre des arcs raidisseurs.Moralit : les votes sont des ouvrages dlicats dexcution et dont la ralisation doit tre de haute qualit.

Aussi, pour la prfabrication, les dimensions exactes permettent lassemblage des pices avec un minimum derreurs.De plus, la nature du coffrage prsente un impact sur le bton ltat frais et durci. Cest ainsi que les coffrages mtalliques tanches engendrent des bullages. En revanche, les coffrages en bois gravent sur la surface du bton leur forme. Les architectes peuvent en tirer parti cause de laspect rustique que le dessin des veines de bois offre.

ii., support trop faible : un coffrage et ses tais constituent une vritable construction et son caractre temporaire ne lempche pas dobir aux rgles ordinaires de la rsistance des matriaux (RDM). Il faut viter les chteaux de cartes.

Ce plancher, le dernier raliser, se trouvait 5,40 m de haut et le chef de chantier ne disposait que des tais tlescopiques qui lui avaient servi pour les planchers courants de 3,0 m de haut. Il eut alors lide de les rabouter (assembler bout bout).

Exemple 16 : un lourd plancher seffondre en cours de coulage par flambement des tais.

Les tais avaient leurs platines perces de 6 trous, il suffisait donc de les assembler par 6 boulons bien mince, il est vrai- pour former des tais de la hauteur voulue.

Mais, les deux parties dun tai tlescopique prsentent entre elles un certain jeu qui forme jarret. En usage normal, ce jarret est situ non loin dune extrmit et na pas deffet notable sur les contraintes dans le tube. Dans ce cas, il y avait deux tais, donc deux jarrets et le chef de chantier, habitu placer la rallonge en haut, avait superpos les pices de telle sorte que le premier jarret tait situ peu prs mi-hauteur. Lensemble pouvait prendre une cambrure dangereuse. Ajouts quen haut les ranges dtais portaient des bastaings poses de chant (partie la plus troite), en quilibre prcaire, lesquels recevaient des cours perpendiculaires dautres bastaings galement de chant sur lesquels tait enfin clou le platelage. Sans aucun entretoisement, cette construction tait un vrai chteau de cartes. Il a sans doute suffit du dversement de lune des pices pour que tout seffondre.

Moralit : On doit se mfier des ides originales.Il est de bonne pratique de maintenir tay le plancher intrieur si cest lui que lon sollicite. Il est conseill aussi que les tais soient aussi superposs. Les ruptures des tais ou de leurs supports sont souvent graves de consquences, car elles se produisent pendant le coulage du bton, lorsque les ouvriers travaillent en haut et les prcipitent de la hauteur dun tage au milieu du bton liquide et des armatures en dsordre, ce qui peut leur causer des blessures graves.Exemple 17 : un plancher seffondre en cours de coulage, le plancher sous-jacent stant lui-mme rompu sous les tais. Deux morts.Une entreprise employait depuis peu de temps des tais tlescopiques horizontaux, ce qui lui offrait de grandes conomies sur le nombre de ses tais verticaux. Ces derniers taient donc moins nombreux et bien videmment plus chargs.

Cette entreprise eut raliser un btiment scolaire de 9 x 23 m demprise deux niveaux. Les planchers, nervures parallles aux faades, reposaient sur des poutres transversales espaces de 5,50 m. Pour tayer le plancher haut du premier tage, on avait dispos une seule file dtais mi-distance des faades et lancer des tais horizontaux tlescopiques entre eux et les faades. Les tais reposaient sur le plancher haut du RDC par lintermdiaire des semelles en bois rpartissant la charge sur trois nervures du plancher.

Causes : malgr la solidaritentre nervures assure par la dalle coule sur place et le soulagement partiel ainsi apportpar les nervures encadrantes, les trois nervures directement sollicites taient incapables de soutenir la charge du plancher suprieure amene par les tais. Quand la masse du bton coule eut atteint la valeur qui devait provoquer la rupture, elles cdrent, entranant le coffrage, le plancher en cours dexcution, les ouvriers btonneurs et aussi les faades qui basculrent et enfin le reste du plancher bas qui cda sous le poids des dcombres.Moralit : larrive dun nouveau matriel dans une entreprise doit toujours tre accompagne dune formation du personnel qui aura lemployer.

Armatures du mauvais ct : il arrive que le ferrailleur place franchement les aciers du mauvais ct. Cela est arrivplusieurs fois sur des balcons avec mort dhommes ; cest une faute impardonnable.Exemple 18 : des balcons se rabattent le long de la faade prcipitant dans le vide ceux qui sy trouvaient.Ce sont des cas connus et malheureusement nombreux : Tantt ce sont des ouvriers qui travaillent au parachvement de louvrage et forment par leur poids la charge dessai-, Tantt ce sont des curieux qui samusent sur le balcon pour voir quelque chose qui se passe dans la rue : accident, altercation, dfil, etc.

b., Fautes portant sur le ferraillage :

i., Armatures mal positionnes :

Dans tous les cas, les aciers taient situs 2 ou 3 cm de la sous face du balcon. Jusque l le balcon avait rsist grce rsistance propre la traction ; puis, la charge avait t trop forte et la section denracinement cda brusquement. Les aciers, formant alors charnire, font tourner la dalle et la maintiennent suspendue le long de la faade.

Cest arriv aussi pour des radiers.

Il sagit dun immeuble rsidentiel R+4 fond sur un terrain sablonneux de qualit mdiocre. Le radier est la premire dalle que lon ralise. Cest aussi, dans ce cas la premire fois que lentrepreneur travaille avec lingnieur qui a fait les plans.

Exemple 19 : radier est ferraill lenvers. Lerreur est heureu-sement dcouverte avant btonnage.

Ces plans correctement dessins, reprsentaient les nappes darmatures selon les conventions usuelles qui diffrencient entre les aciers infrieures et suprieures. Comme le ferraillage tait simple, aucune coupe ne permettait de reprer leur rpartition dans lpaisseur du radier.

Lentrepreneur (connaissait-il bien les conventions utilises ?) crut de bonne foi que les aciers reprsents en pointills taient les plus lointains, donc infrieurs, et les aciers en trait continus taient bien apparents, c..d. ceux suprieurs. Lingnieur vint au rendez-vous de chantier et dcouvrit immdiatement lerreur. Lentrepreneur du recommencer le travail. Il ne perdit aucun acier : ses coupes taient bonnes. Mais tout le monde avait eu chaud.Moralit : cest juste raison que les rglements actuels prescrivent que les barres des diffrents lits doivent tre repres sans ambigut et quune coupe type est ncessaire pour quil n y ait pas derreurs dinterprtation sur lappellation Premier lit et Deuxime lit.

Armatures trop lintrieur : souvent, les aciers ne sont pas mis leur place. Ceci est prjudiciable surtout quand la hauteur utile de la pice est faible. On retrouve ces dfauts dans les balcons, qui dcidemment, sont des lments bien soigner. Ce mauvais positionnement est souvent caus par les ouvriers btonneurs qui doivent marcher sur les armatures pour taler et lisser le bton. Une bonne prcaution pour viter ce dfaut est de prvoir des aciers de section suffisante et de les faire reposer sur des chanages transversaux.

Ctait lors de la ralisation de grands ensembles, les dfauts comme les qualits se retrouvaient rptes en srie.Linspection du chantier rvla des fissures la racine de certains balcons. Cela mritait attention et lon demanda lorgane de contrle de rechercher au pachomtre la position des aciers principaux. Ces aciers taient irrgulirement placs dans la dalle ; certains se trouvaient mi-paisseur. Il fallait renforcer. On dcida de creuser des saignes dans le balcon et dans la dalle arrire, sur une longueur totale de 1,50 m et de placer dans chacune delle une barre de renfort noye dans un mortier additionne dune rsine dadhrence. Labsence de la faade non encore pose, facilitait le travail.

Exemple 20 : prs de 2 km de balcons doivent tre contrls, acier aprs acier, et renforcs en de nombreux endroits ; les barres principales ntaient pas leurs places.

On sest dit et juste titre que ce dfaut rvl en un endroit pouvait se retrouver ailleurs, encore masqu. Alors, on dcida de passer au pachomtre les 2 km de balcons filants que comportaient les longues faades de ces btiments bandes.Il apparut que certains btiments taient plus affects que dautres : il sagissait des derniers construits, comme cela arrive frquemment, lattention des excutants, de lencadrement et des contrleurs a tendance la longue se relcher.Recherches et renforcements prirent Trois (03) mois et retardrent par voie de consquence lachvement des immeubles et leur livraison aux futurs occupants.Moralit : tous les aciers doivent tre soigneusement disposs lemplacement prvu par les plans.

Un problme analogue concerne les corbeaux qui sont gnralement btonns en deux phases :Quand on met en place les armatures dancrage, replies dans le coffrage, on na aucun moyen simple pour vrifier si, une fois dployes, ces barres occuperont bien la position prvue au plan, jusquau nez de console et on ne le vrifie pas. Cest pourquoi il est toujours prudent dajouter des aciers en recouvrement sur les prcdents et compltant le ferraillage.

Armatures trop lextrieur : si lenrobage des armatures est insuffisant, on peut voir apparatre :A lintrieur des btiments, des tches de rouille visibles travers le pltre (trs corrosif) ou lendroit de revtement,A lextrieur, des tches de rouille suivies dclatements locaux du bton causs par le caractre expansif de loxyde ferrique.Cest souvent le cas des zones fragiles et exposes telles que les nez de balcons, les larmiers dacrotres. Ladhrence entre bton et armatures disparat alors trs vite et si la mise nu dune barre se situe dans une zone fort effort tranchant, o le gradient de tension est lev (prs des appuis), il peut se produire un glissement de la barre ouvrant des fissures. Lits de barres trop espaces : on voit parfois espacer dune manire in considrable les lits des barres principales des poutres sans prtexte dassurer une meilleure adhrence. Cette prcaution est illusoire et il convient de grouper les barres deux par deux.

Recouvrements insuffisants ou trop concentrs :les recouvrements font intervenir, pour transmettre la charge, des bielles de compression dans le bton qui sorientent en biais et doivent tre contrebuts par des armatures de couture.La ncessit des recouvrements est bien connue.Y a-t-il encore des exceptions dans la profession ? Verra t-on des ferrailleurs dcouper leur aciers par petits bouts parce que le plan les avait reprsents en pointills ?

Exemple 21 : un plancher dhabitation se dforme progressive-ment aprs dcoffrage. Les armatures ne se recouvraient pas.Il sagit, dun immeuble tages, dont les planchers en dalles pleines de 18 cm armes de treillis souds reposaient sur des refends espacs de 4 6 m. Aprs dcoffrage du plancher-terrasse, on observa une dformation progressive accompagne de fissuration dans lune des traves de 5,60 m de porte.

Causes : ctait le dernier plancher ralis et lentreprise coulait le reste de ses stocks de treillis souds. Certaines inversions staient produites dans le choix des panneaux et ceux restants ntaient pas ceux prvus.Les ferrailleurs avaient arm la trave de 5,60 m en raboutant au mieux : il y eut recouvrement vers le milieu de la porte et ce recouvrement interdit dans cette zone, ntait mme pas de longueur suffisante.Par bonheur, les faades espaces de 10,75 m constituaient des appuis secondaires permettant au plancher de se comporter en dalle reposant sur tout son pourtour. Cela vita leffondrement pur et simple du plancher sur le prcdent qui, sous la charge, ne serait pas non plus rest indemne. Il fallut rtayer durgence et creuser des saignes dans la dalle pour y ajouter les armatures de flexion ncessaires.Moralit : les fins de chantier doivent tre aussi soignes que le reste.

ii., Dfauts de calage :Les cales en plastique se sont substitues aux cales en mortier et ont conduit certains problmes, on cite :Problme de fixation engendre leur dcrochage. Elles tombent au fond du coffrage et apparaissent en peau du bton fini,Places en nombre insuffisant, elles causent en alternance avec le poids des ouvriers, un festonnage des armatures,Dans les pices tuves, elles gonflent beaucoup la chaleur pour se rtracter par la suite, entranant des boursouflures en peau du bton apparent,Elles noffrent aucune adhrence au bton et les interfaces constituent des cheminements prfrentiels au contact de leau, vers des points de corrosion prmature des armatures.Cela nempche pas les cales plastiques dtre une bonne solution conomique en btiments courants.

i., Choix des constituants et composition : la composition du bton est comme une recette de cuisine ; le rsultat ou le produit sera bon si les constituants sont de bonnes qualits et les proportions optimises.Les laboratoires spcialiss sont en mesure de raliser les meilleurs mlanges en fonction des constituants prsents, et ce en utilisant les adjuvants. Le problme se pose au niveau de la qualit des produits.Le problme se pose au niveau de la qualit des produits. En effet, les carrires de granulats ne sont pas homognes et les caractristiques de ces composantes inertes sont sujettes la variation.

c., Constitution, Fabrication et Coulage du bton :

La qualit des btons dpend troitement de ces oprations ; un rsultat mdiocre a un effet acclrateur sur la corrosion de lacier et aggravation sur un sinistre.

Le ciment est rput pour avoir une qualit constante. Il convient dviter les ciments de classe suprieure (55) quand leur utilisation nest pas justifie cause du phnomne de retrait, plus important. Par ailleurs, il ne faut pas hsiter prendre une qualit de ciment rsistante aux milieux agressifs quand de besoin. De plus, le ciment ne doit pas tre utilis, ni encore chaud (insuffisamment ensil) car il prsente une prise irrgulire ni conserv trop longtemps en contact de lhumiditcar il svente et perd ses qualits mcaniques.Leau est un paramtre extrmement dlicat. Quand lemploi des adjuvants nest pas justifi, on a tendance dajouter plus deau que prvu surtout si les granulats sont concasss. Le rsultat est un bton trop liquide (soupe dans le jargon des chantiers). Leau qui ne sert pas lhydratation du ciment svapore en crant, dans la masse du bton, un rseau de canalicules qui donne un bton peu compact et peu rsistant.Un tel bton prsente beaucoup de retrait et faence en surface.

La pratique de la soupe est proscrire pour les ouvrages dtanchit (rservoirs) ou dans les ouvrages de rsistance (structures). Aussi, un bton faiblement rsultant prsente un faible module dlasticit ; les dformations sous charge y sont plus grandes et peuvent acclrer les dsordres dans les lments ports.Lutilisation des adjuvants (plastifiants, entraneurs dair) exige une matrise et des moyens. En effet, les produits utiliss sont actifs et semploient faible dose. Ils ncessitent donc des dosages prcis et un malaxage homogne ; ce qui nest pas toujours obtenu sur les petits chantiers avec les btonnires rudimentaires.

ii., malaxage : cette opration va du mlange la pelle pour les petits travaux la centrale automatise pour le bton prt lemploi (B.P.E.).

Il est vident que le malaxeur de type horizontal palettes tournantes au sein du bton constitue un grand progrs relativement la btonnire basculante qui mlange par chutes rptes de masses de ptes remontes par les palettes, ce qui lare au maximum.La centrale bton prsente lavantage de la fabrication de btons aux formules les plus complexes et les plus composites (4 5 granulats, 1 ou 2 adjuvants, un E/L minimal en fonction de la teneur en eau des granulats et un minimum de ciment). Nanmoins, ces centrales robotises prsentent linconvnient du drglage et de la panne.Ainsi le contrle du bton devient une ncessit ; des essais dcrasement sont raliss quotidiennement, aprs durcissement acclr par thermo-maturation. De la sorte, un dfaut est dcel ds le lendemain et sil faut dmolir, la quantit douvrage affecte nest pas trop importante.

iii., transport, coulage et vibration : le bton mis en place doit tre homogne, compact et exempt de vides.Transport et mise en oeuvre :Lhomognit implique, un malaxage suffisant et un transport qui naura pas provoqu de sgrgation (la toupie meilleure que la brouette, ft-elle motorise), un coulage lent avec une hauteur de chute minimale (source de sgrgation).

Vibration :La compacit est lie la vibration. Cette opration est cense remplir tous les vides et notamment le contour des armatures (condition ncessaire ladhrence) et tente de chasser les bulles dair en les faisant remonter la surface. Aussi, cette opration reste dlicate puisque le vibreur a tendance repousser les gravillons qui rebondissent sur son corps comme des boules de billard et a tendance attirer le mortier, par consquent :

On doit vibrer toute la masse du bton de manire homogne sans excs aucun endroit,Ne pas vibrer les armatures puisque celles-ci vont transmettre les vibrations et repousseront les gravillons et sentoureront dune gaine de mortier dont ladhrence est plus faible,La vibration est arrte un endroit quand le bton ressue, c..d. quand une fine pellicule deau remonte en surface.Reprise de btonnage :Les reprises de btonnage constituent toujours des zones faibles, soit pour les efforts obliques quelles doivent transmettre soit pour les efforts de traction o elles constituent des plans de fissuration privilgis, soit pour ltanchit.Ladhrence peut tre amliore en mouillant lancien bton et en badigeonnant la surface dune rsine approprie (colle). On doit rduire leffet de paroi :

par repiquage de lancien bton (cration dune surface rugueuse),

en talant sur lancien bton, une couche de mortier dpaisseur gale 1 2 cm additionne de rsine pour agir sur ladhrence.Cure du bton :La cure du bton frais est accompagne souvent par lutilisation dadjuvant (produit de cure) qui projet la surface, constitue une pellicule tanche empchant la dessiccation prmature des btons exposs au soleil et au vent, sources de retrait et de faenage.Dans le cadre dune reprise de bton ou lapplication dun enduit, il faut sassurer que ce produit (ex. huile de dcoffrage qui pntre la peau du bton) ne nuit pas ladhrence.Si le bton reste brut de dcoffrage, un changement de nature du produit de cure peut crer une htrognit daspect durable de louvrage sous leffet de leau de pluie.

Effet du retrait diffrentiel :Cest ce phnomne autant que les dformations thermiques, qui incite dcouper par des joints rapprochs les lments fragiles tels que balcons, acrotres, etc. De tels joints ne sont pas toujours compatibles avec la destination de louvrage.

Exemple 22 : des fissures verticales apparaissent dans les mes dun pont route caissons multiples.Ce pont dont le plateau est de 25x33 m et 2,5 m dpaisseur devait comporter une dalle formant membrane infrieure, 21 voiles verticaux formant me multiple et une dalle constituant la membrane suprieure ; un joint de retrait tait rserv entre le 10e et le 11e voile. Le btonnage avait t logiquement prvu en trois phases : la dalle infrieure puis les voiles verticaux et enfin la dalle suprieure. Or, au dcoffrage des voiles verticaux on y observa des fissures parfois importantes (jusqu 2 mm) que lon jugea prjudiciables ; tant donn la destination de louvrage qui devait prsenter toute scurit aux charges dynamiques et aux vibrations (passage de convois blinds).

Causes : louvrage tait important et le droulement des travaux ft tel que le btonnage des voiles nintervint que plusieurs semaines aprs celui de la dalle infrieure. Ces voiles, de 33 m de long sans joint, taient ainsi encastrs dans un bton qui avait dj fait une grande partie de son retrait.Les rsistances requises taient leves et on avait utilis un ciment encore chaud, dos 400 kg. Ctait la fin dun t chaud. Ces circonstances avaient provoqu un retrait diffrentiel important dans les voiles qui se trouvaient ainsi subir des contraintes horizontales de traction. De fait, toutes les fissures taient verticales. Lun des voiles prsentait une fissure de 2 mm douverture vers le milieu de sa longueur, le suivant montrait six fissures rparties, de moindre largeur ; les autres voiles avaient des fissures filiformes.

Remdes : on repique toutes les fissures de plus de 5/10 du mm pour raliser des saignes bordure en dents de scie et on y metta du mortier ; aujourdhui, on aurait injecter des rsines.Moralit : les btonnages en plusieurs phases doivent prvenir les consquences du retrait diffrentiel lorsque la fissuration est prjudiciable.

Aujourdhui encore, la difficult de se procurer des ciments faible retrait pose des problmes quand il sagit par exemple de raccorder les parois dune cuve ou dune piscine, coules parfois plusieurs semaines dintervalle.En lvation, on vite la fissuration dun voile grce au produit de cure et en rduisant au maximum les dphasages entre coules (1 3 jours pour les rfrigrants, raliss en coffrage grimpant ; coulage continu, avec seuls arrts la nuit et les fins de semaines pour les silos, rservoirs et chemines en coffrage glissant).

ii., Dstaiement : le dstaiement dune grande pice doit commencer par un dbridage dans un ordre permettant la pice de travailler comme elle est conue, cela afin dviter la fissuration du bton jeune.

d., Dstaiement, Dcoffrage :

i., Dlai : on ne doit videmment dcoffre que lorsque l bton a acquis la rsistance suffisante pour rsister aux contraintes dues son propre poids sans fluage. Le dlai minementvariable, constitue toujours un handicap dans le planning du chantier et lentreprise succombe parfois la tentation de dcoffrer trop tt. Le rsultat en est un lment dfinitivement dform.La conservation dprouvettes de bton en uvre et les essais de rsistance au moment o lon souhaite dcoffrer sont les meilleures moyens dviter les imprudences.

iii., Dcintrement : le dcintrement des grandes votes doit tre, de mme prcd par un dbridage des tais, ds que le bton peut supporter son propre poids, pour permettre la cl de descendre par suite du raccourcissement d au retrait. Des tais de scurit sont maintenus pendant que lon procde au dcoffrage. Ils seront recals directement sous le bton aprs enlvement du coffrage.

Ainsi, les tais dune console sont desserrer en progressant du nez vers lencastrement. Maintenir brid ltai dextrmit le ferait travailler comme une poutre sur appuis simples, alors quelle nest pas arme pour cela.

i., Ordre des oprations : la flexibilit de certains planchers dhabitation en dalle mince dassez grande porte, conduit

iv., Dcoffrage : le dcoffrage doit se faire sans exercer defforts parasites quand un panneau tend rester coll. Souvent des fissurations sont provoques par des ouvriers qui forcent avec des leviers pour aider au dcoffrage.

e., Fautes diverses :

parfois imposer un ordre de montage des cloisons. En effet, sielles sont ralises en progressant tage par tage en montant, le flchissement de chaque plancher met en charge la cloison sous jacente, laquelle reporte la charge sur le plancher qui la porte et sur la cloison den dessous et ainsi de suite jusquau premier plancher.

Comme les cloisons ne sont gnralement pas capables de supporter ces charges, elles clatent ou elles flambent. Pour viter ces dsordres, on peut : Soit monter les cloisons dans lordre de la descente des tages, Soit quiper un tage sur deux et attendre quelques semaines pour monter les cloisons des autres tages.ii., Refouillements inconsidrs dans le gros uvre : les ouvriers des corps dtat secondaires nont pas toujours conscience de la gravit de certaines de leurs interventions.On voit parfois : Des trous percs dans une poutre et des aciers coups au chalumeau pour faire passer un tube de chauffage central,

Ces affaiblissements de section du bton et, parfois darmatures et les corrosions acclres qui peuvent rsulter des fissures provoques par les coups de masse, peuvent mettre en pril jusqu la stabilit de louvrage.

Des refouillements raliss dans des poteaux de rez-de-chausse pour sceller des vitrines ou des portes monumentales de part et dautre, ce qui peut rduire dangereusement une section dj limite. Des empochements sur des balcons avec coupeuse des armatures de console, pour sceller un garde corps.

iii., Utilisation abusive de louvrage par lentrepreneur : les chantiers sont de plus en plus quips dengins motoriss capables de beaucoup de prouesses : circulation tout terrain, passage des obstacles, ascension ou descente de pentes raides. Selon leur poids, ces engins doivent tre interdits danstelle ou telle zone du chantier

Exemple 23 : un plancher de garage se brise au passage dun camion lourdement charg.Il sagit dun garage conu pour ne recevoir que des voitures de tourisme. Dans lorganisation du chantier, il apparat commode demprunter la dalle ralise au niveau du sol pour la circulation des engins lgers du chantier. Mais un jour un camion de 10 tonnes lemprunta. La dalle ne seffondra pas ; mais elle prit une telle flche quil fallut la refaire. De mme les pieds de poteaux ne sont pas des ancrages parfaitement srs et il peut tre dangereux dy accrocher un tire fort pour des efforts trop importants. Aussi, il arrive frquemment que les planchers soient utiliss comme aires de stockage de matriaux ou de gravas. Ce peut tre une source de fissures.iv., Utilisation abusive de louvrage par lexploitant : lexploitant, une fois rceptionn son ouvrage, doit faire bien observer par son personnel les astreintes dexploitation sous peine de provoquer des dsordres.

Exemple 24 : chemin de pont roulant saffaisse : le grutier tirait un wagon avec son crochet. Dans un parc ferrailles, un pont roulant circulait sur deux portiques multiples en bton arm. L aboutissait une voie ferre et le poste avait pour fonction de charger les dchets de ferraille dans les wagons laide dun crochet quip dun lectro-aimant.

Un jour, un wagon tait avanc insuffisamment sous le portique cause dun encombrement inhabituel de la ferraille. Aprs avoir dgag la place en chargeant la moiti du wagon accessible son palan, il fallut avancer le wagon pour continuer le chargement.

Pour aller vite, le grutier dposa son lectro-aimant, fit fixer son crochet un tampon, bloqua ses galets de translation et tira en biais. Le wagon avana mais on entendit des craquements dans la structure en bton : elle ntait pas conu pour un tel effort. Elle stait dforme dangereusement et elle commenait saffaisser.

Le bton est sensible leau pure et aux eaux acides : leau pure est trs avide de sels. Si elle sinfiltre dans le bton, elle va y dissoudre les composs instables, comme cest le cas de la chaux libre dgage lors de lhydratation du silicate tricalcique du ciment (alite) ou originelle par suit dune mauvaise cuisson et rendre le matriau poreux.

5.6. Vieillissement.i., Action de leau sur le bton durci :

Exemple 25 : la vote couvrant un atelier se dsagrge lentement en intrados et menace de seffondrer. Leau de pluie est en cause.Cette vote ntait recouverte daucune protection (tanchit) et recevait directement les eaux de pluie.Peu peu des efflorescences et des stalactites blanchtres apparurent. Leau qui traversait le bton dissociait lentement la chaux libre rsiduelle du ciment puis svaporait en intrados en dposant des sels calcaires.Bientt des morceaux de bton tombrent sur le personnel et les machines. Les armatures de la vote couvertes de rouille, apparaissaient par endroits. Elles faisaient peu peu clater le bton. On se hta de fermer latelier, de rparer la vote et de la couvrir dune tanchit multicouche.

Les eaux acides, comme les eaux sulfureuses abondantes en atmosphre urbaine et dans certains terrains o leau de mer, attaquent aussi, cette fois par ractions chimiques, les constituants basiques des ciments ordinaires.Parfois ce sont les vapeurs agressives manant de produits de fabrication qui se mlangeant leau de pluie retombent sur louvrage.Exemple 26 : la vote couvrant un atelier subit des attaques graves en extrados et menace de seffondrer.De latelier schappaient des vapeurs chlores. Cette vote ntait couverte daucune protection.Latelier comportait un poste de dcapage de pice dacier dans lacide chlorhydrique HCl. Les vapeurs chlores taient aspires par un ventilateur et renvoyes par des gaines dbouchant au dessus de la vote. Quand il pleuvait, les vapeurs chlores taient dissoutes par leau de pluie qui tombant sur la vote, attaquait le bton.

Au bout de quelques mois, de larges zones de la vote laissaient apparatre les granulats moiti saillants, le mortier denrobage ayant compltement disparu.On se hta de rparer, on dcapa les zones attaques pour neutraliser les imprgnations acides. On vaporisa une rsine daccrochage et lon projeta la lance un mortier qui reconstitua lpaisseur manquante.

Si lacier dans le bton arm, compense la fragilit du bton la traction, le bton lui, compense la fragilit de lacier la corrosion : il le protge en le couvrant dune couche passivante.Au dbut, cette couche est forme par les alkalis du clinker et des ajouts (cendres ou pouzzolanes), puis la chaux prend le relais par la formation en surface de ferrite de chaux. Mais si les armatures ont t mal dcalamines, cet quilibre peut tre rompu par simple action du CO2 ou O2 de lair en milieu humide, sans aucun apport chimique.

ii., Action de leau sur les armatures :

Il suffit pour cela quune fissure ouverte livre passage ces gaz : Le premier sous forme dacide carbonique CO, dpassive lacier, Le second entretient un courant de micro pile entre zones de larmature des potentiels diffrents. En effet, la prsence de calamine adhrente augmente quelque peu le potentiel lectrique naturel du fer.Les zones calamines forment des cathodes et les zones voisines deviennent des anodes ; les atomes de fer passent lentement de lanode la cathode, vhiculs par leau et loxygne sous forme dhydroxydes, tandis que la barre dacier constitue le conducteur extrieur de la pile. Lattaque est ainsi continue dans les zones anodiques, tandis que la rouille se dpose dans les zones cathodiques et rien ne peut arrter le phnomne tant que sentretient la prsence dO2 et dH2O.

La prsence dun lectrolyte dilu (HCl ou H2SO4) acclre encore le phnomne, cest la raison pour laquelle on tend proscrire les adjuvants base de chlorure de calcium surtout si les aciers sont constitus de petits diamtres.

Il arrive parfois, dans les usines employant des produits chimiques, que des bacs dbordent ou comportent des fuites de produits agressifs (saumure, chlorure, sulfate, etc.).Ces attaques npargnent pas les constructions agricoles (urines dans les tables, acide lactiques dans les laiteries).Elles peuvent dcomposer les granulats sil sagit dun calcaire tendre ; mais elles dcomposent surtout les composants du ciment durci. Si le ciment durci contient trop de clite, il peut former par agression sulfurique le sel de Candlot, composexpansif, qui disloque la cohsion du bton.

iii., Action des produits chimiques sur le bton arm :

Pour y pallier, on utilise les ciments aux ajouts (laitier de haut fourneau, cendres volantes ou pouzzolaniques) qui forment en durcissant des silico-aluminates de chaux insensibles aux sulfates qui dune part obturent les fissures et passivent les armatures.

La corrosion intercristalline est une attaque des interfaces entre cristaux de certains aciers allis. Elle devient fissurante sous contraintes excessives. Ces corrosions sont redoutables, surtout pour le bton prcontraint et prsentent rarement des effets dommageables pour le bton arm.

iv., Corrosion intercristalline et fissurante de lacier :

La durabilit dun ouvrage en bton arm est lie une qualitde construction sans faille. Cest une chane qui part du concepteur qui doit connatre les limites du matriau, passe par le calculateur qui doit connatre les rgles de dimensionnement

5.7. Conclusion.

et sintresser llaboration de plans allant au dtail de toutes les oprations de fabrication et de ralisation. Elle touche ensuite tous les corps de mtiers : coffreur, ferrailleur, btonnier, personnel de chantier qui doivent chacun en prendre soin jusqu la rception par lutilisateur qui doit lentretenir par des oprations de maintenance.Si lun des maillons de la chane est dfaillant, la chane est alors dfaillante. Ainsi, limperfection de plusieurs maillons a ici un effet cumulatif.Les sinistres enregistrs montrent quils sont la consquence de la synergie de plusieurs dfaillances (au moins deux) dorigines indpendantes.La robustesse et ladaptabilit du bton arm pardonne gnralement une deux dfaillances ; il ne cde finalement que sous la gravit ou labondance des mauvaises actions que lui font subir ses constructeurs.