analytique des facteurs de
dégradation des ponts en
béton armé sur le nord
d’Algérie
le nord d’Algérie
I.Avant-propos :
- Afin de pouvoir aboutir à la détection des facteurs des dégradations pour les structures ponts en béton armé implantés dans le nord d’Algérie, cette partie de mémoire s’intéresse à une analyse des rapports d’expertise réalisés par des BET d’expertise et suggérés par les directions des travaux publics d’un certain nombre de wilayas situées à travers le territoire du nord Algérien.
- Les information requis ont été exploité afin d’établir une synthèse sur la nature et les causes des désordres les plus fréquemment rencontrés surtout au niveau des éléments de structure après la collecte des rapports d’expertises des cas d’ouvrages et le traitement et l’analyse des informations recueillies.
II. Caractéristiques des ponts expertisés :
Dans ce travail et selon la disponibilité des données, l’analyse a été portée sur quinze (17) ponts en béton armé implantés à travers huit (08) wilayas de nord algérien. Les rapports étudiés ont abouti à déterminer les types des dégradations ainsi que leurs causes probables -Les wilayas concernées par notre étude sont : bouira, chlef, Mostaganem, Mila, Oran, Bejaia, Khenchela et Mascara.
Figure III.1 : localisation des 8 wilayas d’implantation des ponts étudiés sur la carte du nord
Algérien
le nord d’Algérie
Num Wilaya Type de pont Localisation
01 02 03 04
Bouira
Pont à poutres en béton armé. Pont à poutres en béton armé. Pont à poutres en béton armé. Pont à poutres en béton armé
RN05 PK138+010. RN05 PK89+100 RN05 PK145+800 RN05 PK129+800 05 Chlef Pont à poutres en béton armé CW73 PK4
03 Mostaganem Pont à poutres en béton armé RN 11 PK 369+350 07
08 09 10 11
Mila Pont à poutres en béton armé Pont à poutres en béton armé Pont à poutres en béton armé Pont à poutres en béton armé Pont à poutres mixte
RN27 PK58+200-PK58+437, RN27 PK59+000-PK59+295, RN77A PK09+000-PK09+045, RN77A PK15+800-PK15+886, RN105 PK34+800-PK35+220. 12 Oran Pont à poutres en béton armé. Centre-ville d’Oran
13 14 15
Khenchela
Pont à dalle en béton armé.
Pont à dalle en béton armé Pont à dalle en béton armé.
RN80 PK183+500, RN80 PK185+600, RN80 PK206+100.
16 Bejaia Pont à poutres en béton armé RN 24 PK 205+900 17 Mascara Pont à poutres en béton armé Oued Hadad
Tableau III.1 : désignation des ponts étudiés III.1. Synthèse sur les causes des désordres enregistrés :
Après une lecture minutieuse des rapports rédigés dans le cadre des opérations d’expertise, un constat des pathologies et dégradations est établit. Dans ce qui suit, on évoque les résultats de l’analyse effectuée tout en précisant que les données signalées dans les rapports d’expertise concernent les désordres affectant les éléments de structure, ainsi que les équipements des ponts examinés.
Dans cette partie donc, nous présentons les données relatives aux éléments de structures, celles des autres éléments seront exposées en annexes.
Dans le même contexte, il faut signaler que sur l’ensemble des 17 ponts analysés ; le pourcentage de dégradation diffère selon les types d’éléments. Pour les éléments des structures, on a constaté les proportions suivantes :
le nord d’Algérie
- Elément chaussées : les dégradations sont enregistrées dans 7/17ponts soit 41.17% des
ponts étudiés.
- Elément dalles : sur l’ensemble des ponts étudiés ; les dégradations affectant l’élément
dalle sont enregistré sur 11/17ponts soit 64.70% des ponts étudiés.
- Appuis (culée et piles) : sur l’ensemble des ponts étudiés ; les dégradations affectant
l’élément appuis sont enregistré sur 12/17 ponts soit 70.58% des ponts étudiés.
- Poutres : sur l’ensemble des ponts étudiés : les dégradations affectant l’élément poutre
sont enregistré sur 10/17 ponts soit 58.82 % des ponts.
Figure III.2 : Histogramme représentatif du pourcentage des ponts dégradés /éléments III.2 : Répartition des dégradations par causes :
Dans un premier temps, l’analyse des rapports d’expertise accomplie, nous a permet de bien identifier les formes et les causes des dégradations enregistrées sur les ponts par type
d’élément.
1. Elément chaussées :
Pour ce type d’élément, les dégradations sont réparties selon leurs types et causes probable dans le tableau suivant :
0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 70,00% 80,00%
le nord d’Algérie
Désignation Ouvrages
Dégradations Causes probables OA-RN80-PK
183+500
-Fissuration transversale -absence de dispositif de retenu (barrières ou glissières de sécurité)
- différence de rigidité à l’interface Ouvrage/ Remblais d’accès. - défaut de conception OA-RN80-PK 206+100 - Absence de dispositifs de retenue - Défaut de conception OA-RN27- PK58+200- PK58+437 - Fissuration de la Chaussée localisée au droit du joint de chaussée
- Usure du revêtement de chaussée -revêtement de mauvaise qualité. OA-RN27-
PK59+000- PK59+295
-Chaussée dégradée localisée au droit des joints.
- Usure du revêtement de chaussée -revêtement de mauvaise qualité. OA-RN77A-
PK09+000- PK09+045
- Faïençage. - Mauvais comportement des matériaux de chaussée OA-RN105- PK34+800- PK35+220 -Fissures transversales anarchiques.
-Fissures dues à la différence de rigidité à l'interface Ouvrage/Remblais d'accès RN 24 PK
205+900
-Ruptures de béton -Défaut de bétonnage du support lors du remplacement du joint
Tableau III.2 : formes et causes des dégradations constatées dans les chaussées
Figure III.3 : exemples des dégradations de chaussée
2. Elément dalles : sur l’ensemble des ponts étudiés ; les dégradations affectant
le nord d’Algérie
Désignation Ouvrages
Dégradations Causes probables OA-RN80-PK
183+500
- Eclatements de béton avec armatures dénudées
-corrosion d’armateurs - Efflorescences
- Infiltrations d'eau pour l'intrados -insuffisance de l'enrobage pour la face latérale.
- Défectuosité
- absence de l'étanchéité sur dalle. OA-RN80-PK185
+600
- Ségrégation généralisée du béton
- Eclatements de béton très localisé et armatures dénudées -corrosion d’armateurs
- Efflorescence.
- Défaut d'exécution
-perte de laitance et enrobage insuffisant. - Enrobage insuffisant
-foisonnement des aciers corrodés
- Défaut de conception (ruissellement des eaux faute de goutte d'eau).
OA-RN27- PK58+200- PK58+437
- Efflorescence.
- dégradation du béton avec armatures apparentes.
- Défectuosité
-absence d'étanchéité sur hourdis. - Défaut d'exécution (difficulté de bétonnage due à un ferraillage dense et/ou à une formulation en granulat inadéquate).
OA-RN27- PK59+000- PK59+295
- Efflorescence. - Béton dégradé avec apparition d’armatures
- Défectuosité ou absence d'étanchéité sur hourdis.
- Infiltrations d’eau dues à l’absence ou défectuosité de l’étanchéité sur hourdis. OA-RN77A-
PK15+800- PK15+886
-dégradation du béton avec apparition d’armatures -corrosion des armatures. - efflorescence
-défectuosité ou absence d’étanchéité sur la dalle OA_RN105- PK34+800- PK35+220 -Efflorescence généralisée -Ségrégation du béton (localisée). -Défaut d’exécution
Défectuosité ou absence du système d'étanchéité
-une mauvaise formulation du béton -coffrage mal soigné.
OA PK 89+100 -arrachement de béton et dénudement d’aciers passifs -corrosion d’armateurs.
-mauvaise qualité de béton -carbonatation
le nord d’Algérie
OA PK 119+700 -Dégradation de béton avec aciers dénudés
-Fissuration de béton
-Défaut d’étanchéité des joints de chassée et absence de larmier
- une torsion locale RN 24 PK
205+900
- Efflorescences
-Eclatement de béton avec Dénudement d’armateurs -corrosion d’armatures
- Défaut d’étanchéité hourdis
- Enrobage insuffisant + gonflement des aciers par corrosion (cause infiltrations) OUED HADDAD
CW 13
-Efflorescences - Défaut de raccord d’étanchéité du tablier sur les bouches d’avaloirs OUED CHLEF
CW 73 BOUKADIR
- Efflorescences
- Eclatements de béton avec dénudement d’armateurs -corrosion armatures - fissures transversales
- défaut d’étanchéité
- infiltrations provenant des joints -sabotage à l’explosif
Tableau III.3 : formes et causes des dégradations constatées dans les dalles
Figure III.4 : exemples des dégradations touchent la dalle
3. Appuis (culée et piles) :
Désignation Ouvrages
Dégradations Causes probables OA-RN80-PK
183+500
- Démolition de la maçonnerie - Affouillement du radie
-Déchaussement de pierres suite à un descellement.
le nord d’Algérie
OA-RN80-PK 206+100
-Défaut d’aspect des parements. - Rupture.
- Coffrages mal-soignés
-insuffisance d’huile de décoffrage. - Chocs d’objets charriés par les crues sur élément non-ferraillé.
OA-RN80- PK185 +600
-Dis-jointoiement de la maçonnerie
- Altération du mortier due à l'attaque des agents physicochimiques du milieu environnant
OA-RN27- PK58+200- PK58+437
-Coulure sur chevêtre - Présence de détritus - dés d’appui éclatés avec armatures apparentes -corrosion d’armatures
- Défectuosité de l’étanchéité au droit des joints de chaussée et de trottoir
- Ecoulement des eaux pluviales aux bords des trottoirs laissant des coulures sur les corniches
- Absence d'entretien
- insuffisance des armatures de frettage OA-RN27-
PK59+000- PK59+295
-Trace de coulure sur chevêtre. - Béton éclaté
- Présence de détritus. -corrosion d’armatures
- Défectuosité de l’étanchéité au droit des joints de chaussée et de trottoir,
- Béton de mauvaise qualité - Absence d'entretien. - - Enrobage insuffisant. OA-RN77A- PK09+000- PK09+045 -Défaut d’aspect. -Efflorescence.
- Détritus dans les sommiers du chevêtre.
- Ségrégation.
- Défaut d’exécution
- Défaut d’étanchéité du joint de chaussée et/ou joint de trottoir
- Absence d'entretien -coffrages mal soignés -ferraillage dense -trop de pervibration -perte de laitance
-mauvaise formulation du béton. OA-RN77A-
PK15+800- PK15+886
- Fracture du mur en ail - Efflorescence du béton -éclatement du béton et armatures dénudées -corrosion d’aciers - Végétation parasite
-Mouvement différentiel du tablier conjugué à l’insuffisance du joint entre l’intrados du tablier et l’ara du mur en aile.
-absence probable d’étanchéité à l’amont du mur
-défaut d’exutoire des eaux derrière le parement
le nord d’Algérie
-Manque d’entretien OA-RN105- PK34+800- PK35+220
- Béton éclaté avec apparition d’armature - Dépôts de détritus de toutes natures. - Affouillement. -Efflorescence -Coulure -Défaut d'exécution -manque d’enrobage
- béton de mauvaise qualité. -Absence d'entretien
-Erosion qui est due à un défaut d'acheminement des eaux de surface -Défectuosité du joint de chaussée OA-RN11-
PK369+350
- Fissures sur chevêtre -Efflorescence
- Ségrégation - Dépôts de détritus
- compression excessive sur les points d’appuis
- qualité médiocre des bétons d’enrobages.
- poussée excessive des remblais d’accès. -Manque d’entretien
RN 24 PK 205+900
-Efflorescence
- Epaufrures de béton -Eclatement de béton avec dénudement d’armatures -corrosion d’armatures
- Affouillement
-Défaut d’étanchéité - Défaut de bétonnage
-Défaut d’étanchéité des joints de chaussée (souillures sur chevêtres) - Enrobage insuffisant
-gonflement des aciers par corrosion OUED HADDAD CW 13 - Efflorescences - Fissures - Fractures - Epaufrures
- Infiltrations depuis les joints de Chaussée
- Flexion composée provenant de la flexion de la travée centrale
- Compression excessive par flexion composée provenant de la flexion de la travée centrale
OUED CHLEF CW 73
BOUKADIR
- Eclatements de béton avec dénudement d’armature -corrosion des armatures - fissures
-Appareil d’appui en élastomère -Béton rangé et aciers verticaux ruinés
-ségrégations sur l’entretoise
- attaque acide - effort tranchant
-expansion latérale due à une
insuffisance, glissement ou rupture de frettes.
-attaque acide sur le béton -plot parasismique
le nord d’Algérie
Figure III.5 : quelques exemples des dégradations qui touchent les appuis 4. Poutres :
Désignation Ouvrages
Dégradations Causes probables OA-RN27-
PK59+000- PK59+295
- Béton éclaté et armatures dénudées
-Corrosion d’armatures
- manque d’enrobage - béton de mauvaise qualité. OA-RN77A- PK09+000- PK09+045 -Traces de coulure. - Ségrégation. - Corrosion d’aciers - Armatures en attente
- Ecoulement des eaux pluviales aux bords des trottoirs laissant des coulures sur les corniches.
- Défaut d'exécution OA-RN77A- PK15+800- PK15+886 -éclatement du béton et armatures dénudées -corrosion d’aciers -armatures transversales légèrement apparentes -Epaufrure de l’entretoise
-la corrosion des aciers -enrobage insuffisant.
OA-RN105- PK34+800- PK35+220
-Déplacement du talon de poutre par rapport à l’alignement de l’ouvrage
-Corrosion
-Défaut d’exécution (déplacement afin de corriger probablement un défaut de pose).
-Milieu agressif, d’autant plus l’absence d’entretien régulier avec une protection anticorrosion. OA-RN11- PK369+350 -Arrachement de béton et armatures apparents - Fissures -insuffisance du gabarit
le nord d’Algérie
OA PK 89+100 -dégradation et arrachement de béton par endroit avec aciers dénudés
-épaufrure de béton -fissures verticales fines -corrosion
-zone d’écoulement : stagnation des eaux --qualité médiocre du béton : porosité relativement élevée
- défauts de résistance à l’effort tranchant dues au retrait du béton
--carbonatation OA PK 119+700 -Fissures fines inclinées sur
béton
-Défaut de résistance à l’effort tranchant RN 24 PK
205+900
- Ségrégations de béton - Fissures
-Eclatement de béton avec dénudement d’armatures -corrosion d’armatures
- Défaut de vibration du béton lors de la préfabrication des poutres
- Gonflement d’acier longitudinal par corrosion - Enrobage insuffisant OUED HADDAD CW 13 - Fissures - Fractures - Effort tranchant
- longitudinaux Ruine de la travée centrale par flexion excessive entraînant la plastification des aciers
OUED CHLEF CW 73
BOUKADIR
-Fissures transversales - Effort tranchant
Tableau III.5 : formes et causes des dégradations constatées dans les poutres
Figure III.6
:
quelques dégradations des poutresIV :
Analyse et traitement des données :
D'après les données établis ci-dessus, nous pouvons constater que les dégradations qui
affectent les ponts implantés sur le nord algérien se manifestent sous plusieurs formes, et leurs causes sont très diverses, on peut les classer de la manière suivante :
le nord d’Algérie
Formes de dégradation Causes de dégradation
- Fissurations - Faïençage - Efflorescence
- Corrosion des armatures. - Ségrégation - Dégradation du béton - Affouillement - Coulures - Epaufrure - Autres formes - Erreurs de conception - Défauts d’exécution - Manque d’entretien - Environnement de l’ouvrage
Tableau III.6 : les Formes et les causes de dégradation
Dans le but d’arriver à cerner les causes de l’ensemble des désordres constatés à partir des données de des rapports d’expertise analysés, les résultats sont regroupés en deux répartitions
Taux de répartition des dégâts selon leurs formes /élément. Taux de répartition des dégâts selon leurs causes /élément.
IV.1. Répartition des dégâts selon leurs formes /élément :
Elément chaussée :
Dégradations Pourcentages
Fissurations 33.34%
Dégradation du béton 22.22%
Faïençage 11.11%
Dégradation des joints 22.22%
Absence des dispositifs 11.11%
le nord d’Algérie
Figure III.7 : taux de répartition des dégâts selon leurs formes dans les chaussées Elément dalle :
Dégradations Pourcentage
Efflorescence 34.37%
Dégradation du béton avec armatures apparentes
31.25%
Ségrégation 6.25%
Corrosion des armatures. 21.87%
Fissurations 6.25%
Tableau III.8 : taux de répartition des dégâts selon leurs formes dans les dalles
34% 22% 11% 22% 11%
élement chaussée
Fissurations Dégradation du béton FaïençageDégradation des joints Absence des dispositifs
le nord d’Algérie
Figure III.8: taux derépartition des dégâts selon leurs formes dans les dalles Appuis (culée et piles) :
Dégradations Pourcentage
Dégradation du béton avec armatures apparentes 14.58% Efflorescence 14.58% Ségrégation 6.25% Affouillement 4.17% Epaufrures de béton 4.17% Fissurations 8.34%
Corrosion des armatures. 10.41%
Fractures 6.25%
Dépôts de détritus de toutes natures 12.50%
Coulures 6.25%
Défauts de maçonnerie 12.50%
Tableau III.9 : taux répartition des dégâts selon leurs formes
34,37%
31,25% 6,25%
21,87%
6,25%
élement dalle
EfflorescenceDégradation du béton avec armatures apparentes Ségrégation
Corrosion des armatures.
le nord d’Algérie
Figure III.9 :taux derépartition des dégâts selon leurs formes dans les appuis Les poutres :
Dégradations Pourcentages
Dégradation du béton avec armatures apparentes
18.53%
Corrosion des armatures. 25.93%
Ségrégation. 7.40%
Epaufrure de béton. 7.40%
Fissurations 25.93%
Armatures en attente 7.34%
Déplacement du talon de poutre par rapport à l’alignement de l’ouvrage
3.7%
Fracture 3.7%
Tableau III.10 : taux de répartition des dégâts selon leurs formes
14,58% 14,58% 6,25% 4,17% 4,17% 8,34% 10,41% 6,25% 12,50% 6,25% 12,50%
appuis
Dégradation du béton avecarmatures apparentes EfflorescenceSégrégation Affouillement Epaufrures de béton Fissurations
Corrosion des armatures. Fractures
Dépôts de détritus de toutes natures
le nord d’Algérie
Figure III.10 : taux derépartition des dégâts selon leurs formes dans les poutres
IV.2. Répartition des dégâts selon leurs causes /élément :
Eléments Causes probables Pourcentages
Chaussée Erreur de conception 40 % Erreur d’exécution 20 % Défaut d’entretien 40 % Environnement de l’ouvrage Action physico-chimique - Dalles Erreur de conception 47.05 % Erreur d’exécution 32.35 % Défaut d’entretien 11.76 % Environnement de l’ouvrage Action physico-chimique 8.84 % Appuis Erreur de conception 28.07 % Erreur d’exécution 40.36 % Défaut d’entretien 10.52 % 18,53% 25,93% 7,40% 7,40% 25,93% 7,34%3,70%3,70%
Poutres
Dégradation du béton avecarmatures apparentes Corrosion des armatures. Ségrégation.Epaufrure de béton. Fissurations
Armatures en attente
Déplacement du talon de poutre par rapport à l’alignement de l’ouvrage
le nord d’Algérie
Environnement de l’ouvrage Action physico-chimique 21.05 % Poutre Erreur de conception 44.4 % Erreur d’exécution 37.04 % Défaut d’entretien 3.7 % Environnement de l’ouvrage Action physico-chimique 14.86 %
TableauIII.11: taux de répartition des dégâts selon leurs causes dans les éléments de structure
Figure III.11 : taux derépartition des dégâts selon leurs causes dans éléments de structure.
V. Discussion et interprétation des resultats de l’analyse :
D’après l’analyse des données de dégradation collectées à partir des rapport établis sur les ponts étudiés, nous pouvons constater que les dégradations ont touché les éléments porteurs les plus exposés à l’environnement de l’ouvrage et agents extérieurs , chose qui explique que les appuis (culée et piles) sont les plus affectés par les dégradations avec un pourcentage de 70.58% ensuite les dalles avec un taux de 64.70% des éléments ,les autres éléments
le nord d’Algérie
En ce qui concerne les formes de dégradation rencontrées sur les éléments de la structure porteuse des ponts étudiés, on a pu conclure que :
Pour les éléments chaussés, la fissuration est le désordre le plus largement rencontré avec un taux de 34% suivi de la dégradation du béton et des joints avec un taux de 22%. Concernant les elements dalles,la degradation est fortement constaté e sous forme d’efflorescence avec un taux de 34.37% ,ensuite on constateun taux de 31.25% la degradation du béton avec armatures apparantes .
Concernant les éléments poutres, la forme la plus répandus des dégradations
enregistrés est bien la fissuration et la corrosion des aciers avec d’un taux de 25.93%, ensuite la dégradation du béton avec armatures apparent avec un taux de 18.53% Dans les éléments appuis, les dégradations les plus constatés sont : l’efflorescence et épaufrure du béton avec un taux de 14.58% suivi de dépôts de détruits et défauts de maçonnerie avec un taux de 12.5%
L’analyse de ses differents proportions induit à une repartition des desordres les plus repandus au niveau des elemnets degrdés ,de ces faits ,on peut conclure les resultats suivants :
- Dégradation du béton avec armatures apparentes et Fissuration 100% - Corrosion des armatures et ségrégation 75 %
- Efflorescence, épaufrure et fractures de béton 50% - Affouillement 25%
le nord d’Algérie
Figure III.12 : Proportion des désordres constatés sur les éléments porteuses des ponts A propos des causes des dégradations enregistrées sur les mêmes éléments, Les histogrammes présentés dans la partie analyse des données met en évidence la prépondérance de quelques facteurs avec des proportions variables, il s’agit de :
Les facteurs d’influence sont liés aux défauts de conception : Dans 40 % des cas pour les chaussées, 47.05 % de cas pour les dalles ,44.4% pour les poutres et d’un taux moins élevé avec 28.07% dans les appuis
Les facteurs d’influence sont liés à des erreurs d’exécution : Dans 40.36 % dans les appuis, avec 37.04% pour les poutres, 32 .35% de cas pour les dalles, et d’un taux moins élevé ;20 % des cas pour les chaussées.
Les facteurs d’influence sont liés à des à des manque d’entretien et réparation : Dans 40 % des cas pour les chaussées, 11.76 % de cas pour les dalles, 10.52 % dans les appuis et d’un taux moins élevé avec 3.7 % pour les poutres
Les facteurs d’influence sont liés à l’environnement de l’ouvrage et/ ou aux actions physico-chimiques : 21.05% dans les appuis ,14.86 % pour les poutres, 8.84 % de cas pour les dalles, et l’absence totale de ce facteur pour les chaussées contrôlées
0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%
Pourcentage
le nord d’Algérie
D’après les données précitées, on peut conclure que les facteurs des désordres enregistrés au niveau des éléments porteurs des ponts étudiés sont dus principalement aux défauts de conception et à des erreurs d’exécution. Un pourcentage moins élevée est lié au manque d‘entretien et à l’environnement de l’ouvrage.
Concernant les éléments d’équipements, les causes de dégradation sont variables selon le type d’élément, on peut distinguer aussi les fautes de conception et les erreurs
d’exécution en tété de liste, seulement pour ce type d’élément les chocs de véhicules est rencontré avec des proportions remarquables.
V.1. Constatation des facteurs de dégradation
Comme déjà abordé, l’analyse des données a abouti à l’identification de nombreux désordres affectant les ponts, ils se présentent sous natures et formes divers. En ce qui concerne les facteurs engendrant les formes de dégradation, on peut constater que les défauts de conception et erreurs d’exécution sont les plus répandus.
Tout d’abord les facteurs affectant la durabilité des ponts, c’est bien les défauts d’exécution qui sont concentrés principalement autour de mauvaise qualité des bétons qui résulte en conséquence des désordres engendrés par des mécanismes « dégradation du béton et
Fissuration, épaufrure et fractures de béton » ce qui entraine un dénudement des aciers « avec armatures apparentes ». Ces derniers finiront par se corroder sous l’effet de l’exposition aux