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Analyse et diagnostic du bati existant oumaziz rabah pathobat international formation ctc centre patho Analyse et diagnostic du bati existant oumaziz rabah pathobat international formation ctc centre patho Document Transcript

  • REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE ORGANISME DE CONTROLE TECHNIQUE CTC CENTRE FORMATION « INTRODUCTION A L’ANALYSE ET AU DIAGNOSTIC DU BATI EXISTANT » r Décembre 2006 PATHOBAT INTERNATIONAL
  • La réhabilitation du bâti anciensolution de facilité ou alternative d’urgence ?Les domma ges occa sionnés a ux ouvra ges da ns les wila ya s touchées pa rle séisme de mai 2003 et les « déficiences » constatées dans la constructionsont le résulta t, ma rtèlent les experts, du non-respect des prescriptionstechniques, des règles et des normes - parasismiques mises en place par leCTC il y a de cela plus de vingt-cinq a ns - régissa nt le doma ine de laconstruction.Par ailleurs, le parc immobilier national, pour sa majorité datant de l’époque coloniale,n’aura pas non plus été épargné faute d’entretien préventif et régulier. Cet état des lieuxdénote l’absence d’une stratégie globale de prévention et de réduction de la vulnérabilitédu risque en milieu urbain. Résultat : le nombre de logements endommagés (source :ministère de l’Habitat) au niveau des deux wilayas d’Alger et de Boumerdès s’élevait aulendemain du désastre à 187 543 unités (103 164 logements, dont 82 929 collectifs à Algeret 84 379, dont 23 556 collectifs à Boumerdès) et de 20 500 pour les six autres wilayastouchées. Les aides de l’Etat (décrets exécutifs du 22 juin 2003) se sont ainsi subdiviséesen trois niveaux : les logements individuels, les logements collectifs et l’aide au loyerconsacrée aux familles sinistrées, soit un total de 8, 901 milliards de dinars pour 29 904aides. Pour le suivi des opérations, notamment de réhabilitation, l’Etat a, dans l’urgence,mobilisé 956 bureaux d’études et 1445 entreprises. Dix-huit mois après le séisme, leministre de l’Habitat et les walis des quatre principales wilayas concernées s’attellent àactualiser les bilans physique et financier qui devront, rapporte-t-on, probablement êtrerevus à la hausse. Les travaux de reconstruction en cours ou en voie d’achèvement devront,par ailleurs, permettre le relogement des sinistrés, provisoirement installés dans les quelque11 000 chalets, dans des habitations en dur. Tous ces chiffres, pouvant paraître dénués desens, révèlent ce qu’aura été pour l’Etat la lourde facture du tremblement de terre de 2003.Or, tout ce branle-bas de combat suffit-il ? Qu’en sera-t-il en cas de survenue d’un nouveau
  • séisme ? Quelle appréciation fait-on de l’expertise ? Et le confortement ? Sachant que pourle seul cas de la zone Hamma/Hussein-Dey, le Plan d’occupation au sol (POS) élaboré audébut des années 1980 par le Centre national des études et recherches en urbanisme(CNERU) indiquait que 95% du bâti était vétuste. Qu’en est-il des méthodes et techniquesde réhabilitation sachant que la main-d’œuvre qualifiée est quasi inexistante ? Les réponsessont mitigées et les avis partagés entre les experts, architectes ou ingénieurs qui estimentque l’action dans l’urgence n’aurait pu être plus efficace, vu qu’il s’agissait avant tout deprendre en main une situation des plus difficiles à gérer et les « sceptiques » qui, quant àeux, dénoncent, à l’instar de M. Hirèche, expert-architecte, la rapidité d’exécution qu’auraconnue l’opération de réhabilitation, plus assimilée à du rafistolage. Les techniquesutilisées par une main-d’œuvre non qualifiée sont à l’origine des mêmes malfaçonsdécriées après le séisme. Malfaçons qui sont, entre autres, à l’origine des importantsdommages causés aux ouvrages. Par ailleurs, il y a ceux qui prônent un confortement dansles règles de l’art. Et là, c’est toute la problématique du devenir du bâti ancien - faut-ildémolir ce qui a été réalisé depuis la fin du XIXe siècle et reconstruire ou préserver coûteque coûte ? - qui se trouve aujourd’hui ballottée entre le politique (qui crie à la crise dulogement) et le technicien pragmatique, mais impuissant, qui revendique, à l’image deM. Boudaoud, expert-architecte et président du Collège national des architectes (CNEA),la création d’une agence nationale du patrimoine immobilier, avec en prime une « carted’identité » pour chaque édifice. Soucieux de sa préservation, notre interlocuteur estime,pour sa part, que le confortement - même s’il n’est que provisoire pour certaines structuresqui ne résisteront pas à un fort séisme - est une solution à privilégier. Toutefois, à cechapitre, M. Boudaoud n’en décrie pas moins la qualité moyenne, dans la plupart des cas,voire médiocre, des travaux de réhabilitation entrepris jusque-là. Sachant que pour le casde Belcourt, il s’agit du plus vieux quartier que compte la capitale, littéralement livré, aprèsle séisme, aux mains de novices. Relogées, les familles n’en sont pas plus rassurées -beaucoup n’ont pas manqué de dénoncer le bâclage des travaux -, mais vivent dans l’espoirvain que la terre ne tremblera plus. Acculés, certains techniciens nous ont avoué que,contexte national oblige, les pouvoirs publics n’avaient guère plus le choix que d’opterpour cette solution alternative, coûteuse, « trompeuse », néanmoins salvatrice, carrépondant aux exigences de l’heure.Nahla Rif El Watan
  • Mercredi, mars 29, 2006Oran face à son vieux BâtiPrès de 2.000 immeubles sur la liste rougePar : Saïd OussadLa palme du bâti ancien revient certainement à Saint-Pierre avec 303 immeubles ciblés,biens de l’Opgi, et 26 bâtisses privées.Oran continue de s’effriter au gré des intempéries. Son cadre bâti, rongé par le temps et lanégligence humaine, est devenu synonyme de danger et d’urgence sans une prise en chargeradicale du problème.Les dernières statistiques, arrêtées fin 2005, de l’Opgi local, montrent que le tissu urbain“montré du doigt” est essentiellement concentré sur l’ensemble des anciens quartiers de laville.Ainsi, l’on dénombrera 1.990 immeubles dont l’état est jugé dégradé et nécessitantintervention. 1.569 immeubles sont gérés par l’Office et les 421 autres appartiennent à desparticuliers. La palme du bâti ancien revient certainement à Saint-Pierre avec 303immeubles ciblés, biens de l’Opgi, et 26 bâtisses privées.Le centre-ville connaît le même problème avec pas moins de 294 immeubles qui ont besoind’une réfection totale ou partielle. les Plateaux, Ed Derb, Saint-Antoine et Saint-Eugène nesont pas mieux lotis.Les effondrements, les affaissements font partie du quotidien des locataires et l’on assiste,le temps d’un hiver rigoureux, à des évacuations en urgence, à cause de l’effondrementd’une toiture ou d’une cage d’escaliers....
  • INTRODUCTIONLes effets dévastateurs du séisme de mai 2003, l’effondrement à Alger d’unhôtel au cours de l’année 2005 ont suscité différentes réactions qui montrent àquel stade se trouvent certaines constructions sur le plan de la pathologie desconstructions.Ainsi, au cours de ces dernières années, des événements dramatiquesdeffondrement de constructions dhabitation dans le milieu urbain occasionnant despertes importantes et déplorables de vies humaines et de biens ont faitmalheureusement la une de lactualité. Dautres cas, moins dramatiques,deffondrements partiels ou de constructions menaçant effondrement ou ruine sontrelatées ici et là ....leur fréquence semble saccroître.Moins connus du grand public, une multitude de cas dinstabilité d’ouvrages fontlobjet dexpertise technique.Le traitement de cette problématique constitue une préoccupation majeure despouvoirs publics. Des actions durgence sont ainsi mises en oeuvre et des étudesdapproche méthodologique de la problématique sous tous ses aspects etnotamment le volet dexpertise technique sont engagés pour définir les stratégieset les plans daction.Cet à ce titre, que nous experts du CTC Centre intervenons.A ce t it re, il y a lieu de comprendre que lévolut ion du sect eur de lhabit at enAlgérie rest e incont est ablement marquée par lhist oire du pays. Celui-ci disposedun parc immobilier qui compt e aujourdhui plus de 5 millions de logement s, mais,est aussi caract érisé par la menace de ruine, qui pèse aujourdhui sur près de 1 ,5million de logements.De plus l’ énorme demande en logement s const it ue le problème le plus graveact uellement . Alors même qu’ on const ruit plus d’ unit és (un programme de un millionde logements est en cours de réalisation), les catastrophes causées par les forcesnat urelles (le séisme not amment ) ainsi que par l’ homme sont en t rain d’ épuiser leparc actuel de logements.En effet , , l’ assaut combiné de cet t e série d’ influences, amène la rapidedét ériorat ion des mat ériaux et élément s de const ruct ion, réduisant encore lenombre de logements disponibles ou au mieux accentuent leur fragilisation.Dune manière générale, le bât i ancien des villes algériennes t end verslaccroissement de sa vulnérabilit é. Non seulement , il nest pas suffisammentent ret enu, mais il fait surt out lobjet de modificat ions, adapt at ions spont anées, surlinit iat ive des occupant s, de nat ure à le fragiliser ; devenu de ce fait difficile àgérer socialement et surtout coûteux à entretenir.
  • Telle est de manière sommaire la problématique ! QUELLE PROBLEMATIQUE ?L’acte de construire est universel, il dépasse le cadre des pays et des époques ets’adapte aux besoins spécifiques des populations en fonction de leurs modes devie et de leurs ressources.Il consiste en effet, à assembler des matériaux totalement disparates: pierres,béton, briques, bois, plâtre, textiles, papier, peinture, etc., destinés à cohabiterdans un même environnement, afin d’abriter les hommes. Ces matériaux réagirontsur l’environnement, et les uns sur les autres. Les hommes aussi.En construisant, l’homme fait intervenir les lois de la nature à son profit.C’est tout au moins ce qu’il cherche, mais il ne les maîtrise pas toujours, soit qu’ilait sous-estimé l’importance de certaines d’entre elles, soit qu’il les ait totalementoubliées ou ignorées.Les matériaux subissent l’environnement: les actions mécaniques de la pesanteur etdu vent, les actions hygrothermiques et chimiques de l’air environnant ainsi que desmatières agressives.Aussi quid de l’Algérie ?Les effets dévastateurs du séisme de mai 2003, l’effondrement à Alger d’unhôtel au cours de l’année 2005 ont suscité différentes réactions qui montrent àquel stade se trouvent certaines constructions sur le plan de la pathologie desconstructions.Ainsi, au cours de ces dernières années, des événements dramatiquesdeffondrement de constructions dhabitation dans le milieu urbain occasionnant despertes importantes et déplorables de vies humaines et de biens ont faitmalheureusement la une de lactualité. Dautres cas, moins dramatiques,deffondrements partiels ou de constructions menaçant effondrement ou ruine sontrelatées ici et là ....leur fréquence semble saccroître.Moins connus du grand public, une multitude de cas dinstabilité d’ouvrages fontlobjet dexpertise technique.Le traitement de cette problématique constitue une préoccupation majeure despouvoirs publics. Des actions durgence sont ainsi mises en oeuvre et des études
  • dapproche méthodologique de la problématique sous tous ses aspects etnotamment le volet dexpertise technique sont engagés pour définir les stratégieset les plans daction.Cet à ce titre, que nous experts du CTC Centre intervenons.Aussi, il y a lieu de comprendre que lévolut ion du sect eur de lhabit at en Algérierest e incont est ablement marquée par lhist oire du pays. Celui-ci dispose dun parcimmobilier qui compt e aujourdhui plus de 5 millions de logement s, mais, est aussicaract érisé par la menace de ruine, qui pèse aujourdhui sur près de 1 ,5 million delogements.De plus l’ énorme demande en logement s const it ue le problème le plus graveact uellement . Alors même qu’ on const ruit plus d’ unit és (un programme de un millionde logements est en cours de réalisation), les catastrophes causées par les forcesnat urelles (le séisme not amment ) ainsi que par l’ homme sont en t rain d’ épuiser leparc actuel de logements.En effet , , l’ assaut combiné de cet t e série d’ influences, amène la rapidedét ériorat ion des mat ériaux et élément s de const ruct ion, réduisant encore lenombre de logements disponibles ou au mieux accentuent leur fragilisation.Dune manière générale, le bât i ancien des villes algériennes t end verslaccroissement de sa vulnérabilit é. Non seulement , il nest pas suffisammentent ret enu, mais il fait surt out lobjet de modificat ions, adapt at ions spont anées, surlinit iat ive des occupant s, de nat ure à le fragiliser ; devenu de ce fait difficile àgérer socialement et surtout coûteux à entretenir.Telle est de manière très sommaire la problémat ique du bât i exist ant dans not repays! INTRODUCTION A LA PATHOLOGIE 1 . Généralités et définitions:
  • Les bâtiments sont soumis à un processus permanent de dégradation physique àcause de leur usage et sous l’action de l’environnement extérieur. Ils sont, malgréleur aspect et leurs différents composants très sensibles à l’action des facteursclimatiques (du soleil, de la pluie, du froid ou la chaleur) et de toutes les autresactions naturelles. L’action des usagers est aussi l’une des causes de ladétérioration progressive de leurs différents éléments.Traditionnellement les matériaux de construction étaient recherchés dans la nature,à proximité du lieu de la construction, notamment la pierre, le sable, la terre et lebois. A titre d’exemple, la pierre calcaire est la plus utilisée dans la constructionen Algérie. C’est un matériau dur, résistant bien aux efforts de compression, maissensible aux efforts dynamiques produits par l’usage, les surcharges imprévues etles tremblements de terre. Le bois est aussi un matériau excellent et nécessaire,car il permet de reprendre les efforts de flexion et de traction.Cependant, tous ces matériaux sont sensibles aux effets de l’age, à l’action del’eau et des autres facteurs climatiques.Pathologie : ce terme est depuis peu utilisé en bâtiment. L’étude des désordreset surtout l’étude statistique, systématique et ordonnée des désordres et dessinistres sont en effet, relativement récents.La signification de ce terme issu de la science médicale est la suivante :D’après le Robert : « Science qui a pour objet l’étude et la connaissance descauses et symptômes des maladies ».Si l’on applique cette définition au bâtiment, les maladies seraient les désordresqui, en s’aggravant, donnent lieu à des sinistres ; ces derniers pouvant conduire àla ruine des ouvrages.D’après le Littré : « Science qui traite de tous les désordres survenus soit dans ladisposition des organes, soit dans les actes qu’ils remplissent ».La transposition de ce terme au bâtiment est assimilable à la notion detransformation, réparations après désordres ou sinistres et, à la limite,reconstruction. Désordre : on peut retenir :D’après le Robert : «Altération, perturbation, trouble »,D’après le Littré : « Dérangement, dérèglement, vice, perturbation, trouble » Vice :D’après le Robert, la définition de ce mot est plus proche de : défaut,imperfection grave, défectuosité.Le terme ‘vice de construction’ est très usité. Mais, il s’applique surtout auxouvrages neufs, plus qu’aux ouvrages dégradés par l’usage ou les agentsextérieurs.
  • Comme pour le terme ‘pathologie’ on trouve des analogies avec la médecine : vicede constitution.Le Littré parle aussi de vice rédhibitoire et vice caché. Sinistre :D’après le Robert : « événement catastrophique naturel qui occasionne desdommages, des pertes… »,D’après le Littré : « pertes et dommages qui arrivent aux assurés surtout en casd’incendie, de naufrage… ».Ce terme est couramment utilisé en matière d’assurance.C’est en fait l’aggravation des désordres qui conduit aux sinistres etéventuellement à la ruine partielle ou totale d’un ouvrage. Ruine:D’après le Robert, une ruine est la «grave dégradation d’un édifice allant jusqu’àl’écroulement partiel ou total».Le Littré donne une autre définition: «destructiond’un bâtiment qui tombe de lui même ou que l’on fait tomber».En d’autres termes,la ruine constitue l’état ultime, limite ou final d’une construction ou d’un ouvrageaprès destruction partielle ou totale. «Tomber en ruine»signifie «crouler,s’effondrer».Il y a donc aggravation des dommages puisque l’on arrive àl’effondrement ou à la destruction totale ou partielle de l’ouvrage. Remède: L’origine de ce mot est médicale:D’après le Robert, «Remèdes»désigne «tout cequi est employé au traitement d’une maladie»,Un terme analogue est proposé estcelui de «solution». Réparation:Ce terme correspond aux opérations nécessaires au maintien de l’ouvrage après saconstruction. On peut distinguer deux types de réparations: petites et grosses. Restauration:Les travaux de restauration visent à remettre un bâtiment ou un ouvrage dans sonétat originel du fait de son intérêt architectural ou historique. Réhabilitation:Des travaux de réhabilitation visent à la fois à renforcer un bâtiment et à leremettre en état en le dotant des éléments de confort moderne:Apport d’isolationthermique, Modernisation des installations intérieures (réseaux: électricité,chauffage, fluides, sanitaire). 2. Facteurs de dégradation 2.1. Quelques définitions utiles
  • Avant de rappeler la liste des « facteurs », il importe de préciser la signification quenous donnons à différents termes ou expressions.On relève tout d’abord plusieurs « entités » sémantiques qu’il convientimpérativement de distinguer : les facteurs de dégradation, les notions de danger,de risque et d’impact. Ces entités sont situées à des niveaux différents mais sontévidemment profondément interdépendantes. Facteurs de dégradation : ce sont l’ensemble des évènements, circonstances, contraintes physiques qui agissent sur un site. Les facteurs ont un caractère « objectif » en ce sens qu’ils peuvent être identifiés en un lieu donné indépendamment – au moins dans un premier temps – du projet d’accessibilité à construire et de ses objectifs spécifiques. Le schéma suivant permet d’illustrer ces notions : L’action d’un facteur de dégradation dans un ouvrage ou site se manifeste par un ou des mécanismes qui peuvent être très complexes. Ces mécanismes sont de nature physique, chimique ou biologique. La complexité mentionnée redouble par le fait que les facteurs peuvent interagir, ce qui ajoute encore à la difficulté de l’étude de l’état de l’ouvrage. Le schéma suivant montre un exemple simple d’interaction :
  • Danger, risques et impacts : l’action d’un facteur de dégradation représente avant tout un danger potentiel pour le site. Un danger peut se définir par ce qui menace ou compromet la sûreté ou l’existence de quelqu’un ou de quelque chose de manière tangible. On retrouve cette acception du terme dans l’expression « Ce site est en danger ». On appellera « risque » un danger éventuel plus ou moins prévisible. En d’autres termes, un risque constitue une potentialité que le danger représenté par le facteur de dégradation se matérialise. Si le risque se concrétise, on parlera d’impact. Le risque est donc un danger potentiel, tandis qu’un impact est une dégradation effective. Exemple : la circulation automobile constitue, potentiellement, un facteur de dégradation. Les principaux mécanismes d’action sont d’une part la pollution chimique et, d’autre part, les vibrations. Ce dernier mécanisme peut s’avérer très dangereux pour un vieux bâti. Le risque induit par les vibrations est une détérioration des maçonneries. Des fissurations, un délaçage d’enduit constituent des exemples d’impacts effectifs.Une liste non exhaustive de facteurs de dégradation et autres désordres peutêtre constituée à titre d’exemple. 1 . Facteurs humains : Mauvaise conception et/ou mise en oeuvre vandalisme - usure - endommagement excavations et autres fouilles guerres... 2 . Gestion de l’ouvrage maintenance - entretien étude de faisabilité - étude de management à long terme
  • 3 . Facteurs environnementauxclimat - température - humidité - agents atmosphériques - vent, pluies, neige…eaux - eaux souterraines - conditions hydrogéologiques du sol (nappe phréatique) - infiltrations pollution - pollution biologique - pollution du sol - pollution chimique - phénomènes physiques infrastructures environnantes - trafic - vibrations - transports lourds - menaces des bâtiments environnants - installations souterraines - excavations ….catastrophes naturelles - séisme - inondations …
  • Ce schéma nous permet de noter le rôle particulier que joue l’enveloppearchitecturale, frontière entre un environnement urbain peu contrôlable etl’environnement interne qui l’est davantage 2 .2 Facteurs de dégradations et mécanismes associés :Ces facteurs de dégradation par le biais de mécanismes divers se traduisent enperturbation, altérations et désordres divers.Dix (10) grandes familles de peuvent être identifiées à savoir : 1 . Perturbation de l’équilibre thermique 2 . Perturbation de l’équilibre hydrique 3 . Altération mécanique 4. Altération photochimique 5. Altération chimique 6. Pollution particulaire 7. Pollution chimique 8. Pollution biologique 9. Dégradation importante, destruction 10. Risques sanitaires pour les personnels et les visiteurs
  • * COV : Composés organiques volatiles 2.2.1Actions mécaniques:Il y a lieu d’identifier la nature (action de contact, à distance) et le moded’application (surfacique, linéique, ponctuel) d’une action mécanique et endéterminer son intensité.
  • 2.2.2 Actions hygrothermiques:Chaque matériau possède un équilibre qui lui est propre vis-à-vis de l’étathygrométrique et de la température de l’air environnant. Il tend vers cet équilibre,plus ou moins lentement et modifie son évolution quand l’ambiance évolue.D’une manière générale, les matériaux augmentent de volume avec l’augmentationde leur teneur en eau et leur température et diminuent de volume dans le cascontraire.La terre cuite sort du four parfaitement anhydre et se réhumidifie très lentement engonflant.Le béton fraîchement coulé est gorgé d’eau et en séchant, il perd son eau etaccuse un retrait.L’humidité accompagnée de la chaleur favorise le développement d’organismesvégétal, animal ou microbien.De part l’importance des pathologies induites par l’eau (voir tableaux 1 et 2), unchapitre particulier leur sera consacré.2.2.3 Actions chimiques et biologiques :Ce phénomène entraîne pour certains matériaux des dégradations.Le bois subit un pourrissement et les calcaires peuvent se désagréger en milieuxnitrurés.Les rayons ultraviolets du soleil provoquent la polymérisation des matériaux àchaînes carbonées: peintures et plastiques.La cohabitation des matériaux présentent des lois de comportement différentes etsont capables de s’altérer les uns les autres en causant certains désordres:2.4 Interactions :•Rupture du plus fragile quand deux matériaux mitoyens se déforment différemment(béton et brique creuse, canalisations et gros oeuvre, etc.),• Détérioration d’un bois humidifié par le béton ou le plâtre frais.. Incompatibilités diverses ( plâtre / acier, plâtre ciment,…)
  • Il arrive souvent aussi qu’un sinistre soit le cumul de plusieurs fautes de naturesdiverses, dont aucune n’aurait à elle seule provoqué le sinistre, mais qui ont,chacune, réduit une part de la charge de sécurité qu’elle devait préserver.Par ailleurs, un sinistre peut avoir sa cause dans un ouvrage et son effet dans unautre: Un plancher qui fléchit, fissure la cloison sous-jacente, Une étanchéité qui fuit et dégrade les boiseries ou charpenteTout l’art des experts consiste, au vu des désordres constatés, de l’état des lieuxet des archives, à discerner: Le ou les phénomènes physiques qui ont amené la formation des désordres, Ce qu’il aurait fallu faire, dans l’esprit du projet, pour les éviter.Ensuite, les juges, en cas d’action judiciaire, les assureurs aidés des experts,recherchent: Le ou les agents responsables du sinistre,Le degré de responsabilité de chacun dans la survenance du sinistre.3. ORIGINE DES DESORDRES3 -1 Classification des causes selon la périodeLes défaillances commises à l’origine , tout au long du processus de production d’un bâtiment, ou pendant sa durée de vie, se cumulent et deviennent responsablesdes désordres qui fragilisent la structure de façon aiguë ou chronique. a) Les causes intervenant durant le processus de productionUne défaillance totale ou partielle :- dans l’appréciation des données d’entrée : . Environnement géotechnique ; . Caractéristiques du sol de fondation ; . Nature et importance des sollicitations ; . Réglementation urbanistique.
  • - dans les études techniques : . Conception architecturale ; . Conception des fondations ; . Dimensionnement ou « Calcul » de structures ; . Réseaux urbains.- dans la mise en oeuvre : . Qualité et quantité de matériaux du gros oeuvre ; . Défauts d’exécution ; . Non respect des durées de coffrage du béton armé ; . Négligences au niveau du réseau de plomberie et de l’étanchéité du bâtiment.b) Les causes intervenant durant la durée de vie du bâtiment :- Modification exogène de l’environnement géotechnique : . Fouille ou construction d’un ouvrage en mitoyenneté ; . Variation saisonnière du volume du sol ; . Variation du niveau de la nappe phréatique ; . Infiltration d’eau ; . Affouillement.- Modification endogène des conditions d’usage : . Surexploitation ; . Surélévation ; . Suppression d’un élément de la structure.- Manque d’entretien : . Prémices de désordres non réparées ; . Défauts de plomberie négligés ; . Étanchéité non entretenue.- Ou tout simplement par vieillissement : . Cas du parc historique colonial3 -2 Classification des causes selon le type de sollicitationIci, le désordre est compris comme une incapacité de la structure à faire face àune modification interne ou externe de son état d’équilibre. a) Modifications internes de l’équilibreElles sont dues :- soit à une surcharge de la structure, qui devient sous - dimensionnée ;
  • - soit à une dégradation de la structure par vieillissement (perte de matière,modifications internes) qui se traduit par une perte de résistance mécanique desmatériaux qui la composent.b) Modifications externes de l’équilibreElles sont dues à des sollicitations supplémentaires qui proviennent :- Soit du sol :. Sols compressibles ou expansifs ;. Tassements différentiels ;. Fluage ;. Affouillement ;. Glissement.- Soit de l’eau :. Charges hydrauliques ;. Affouillement ;. Infiltration dans soubassements, toitures, joints, murs et plafonds ;. Humidité sur les murs et plafonds.- Soit de la température :. Dilatation thermique ;. Retrait.3 -3 ELEMENTS DE PATHOLOGIE3 -3 -1 Classification des dégradationsOn observe généralement trois typologies que l’on peut classer par gravitécroissante : a) les désordres béninsIls ne mettent pas en cause la stabilité de la construction :- humidité ;- pertes d’enduit ;- fissures de dilatation ou de retrait ;- fissures stables dans les planchers datant du décoffrage et qui n’évoluent pas ;- fissures dites en hachures dues à la dilatation de la terre cuite ou à l’humidité.b) les désordres évolutifsCe sont les désordres qui, sans correction, connaîtront un processus évolutif quipeut conduire à la ruine.
  • En général, ils apparaissent comme une déformation importante des éléments de lastructure ou une incapacité à résister aux efforts de source interne ou externe.Ils se manifestent par :- des déformations excessives des éléments de l’ossature (flèche, voilement, flambement, déversement, cloquage) qui s’accompagnent toujours par :- des fissures, d’ abord sur les murs de remplissage (fendage, fissures à 45°,…..); et des fissures éventuelles sur l’ossature béton ;- des désolidarisations entre murs et ossature- des pertes de continuité dans la structure- des mouvements de dallage- des glissements ou inclinaisons d’ensemble, dus au mouvement du sol- etc. c) L’effondrementC’est le stade ultime de la pathologie.Il se produit par enfouissement, par glissement ou par renversement, en raisond’un cisaillement en chaîne des éléments de la structure.3 -3 -2 Classification des fissuresLes fissures sont les désordres qui reviennent le plus souvent. Elles expriment unesouffrance vis-à-vis de la résistance, de la déformation, et/ou de la stabilité.Elles apparaissent sur :- les murs, aussi bien intérieurs qu’extérieurs ;- les éléments linéaires de la structure (poutres, consoles, poteaux …) ;- les éléments plans de la structure (dallage, planchers …) ;- ou entre les murs et la structure.Ces dernières sont appelées fissures de désolidarisation.Elles sont dues à un défaut de construction ou à une sollicitation excessive de lastructure (qui peut être verticale ou horizontale).Les autres types de fissures peuvent avoir plusieurs orientations : o Diagonale ( à 45° ) : c’ est la fissure la plus spectaculaire. Elle correspond :. soit à un tassement différentiel ( sur sols compressibles ) ;. soit à une sollicitation horizontale ( contreventement défaillant ) ;. soit à une surcharge de porte-à-faux ( consoles mal dimensionnées ) ;
  • . etc. o Verticale : elle correspond à :. une fissuration des murs en maçonnerie par défaut de qualité des joints, l’ effetdu gel ;. une fissuration de poutre surchargée ;. une fissuration de corniche ;. un mouvement de la structure par rapport au dallage ;. un fendage de mur par flèche excessive à mi - portée de la poutre située audessus ;. etc. o Horizontale :. fissure horizontale de traction au dernier étage ;. fissuration provoquée par le soulèvement dans l’ angle d’ une dalle en béton armé;. fissure le long d’ un soubassement ;. fissure à mi – hauteur dans la cloison, indiquant un dérobement du plancher ;. etc.3 -4 -2 Désordres évolutifsCes désordres montrent que le bâtiment est en souffrance.Celle-ci plus ou moins apparente, peut conduire à un état ultime où le coefficientde sécurité devient inférieur à 1, ce qui signifie l’effondrement.Pour les cas graves, il est nécessaire d’ abord d’évacuer les personnes et deprocéder à un étaiement de sécurité (mesures d’urgences de préservation dans lecas du patrimoine historique). Ensuite, une expertise devra inventorier lesdifférentes dégradations et les expliquer une à une.Les vérifications de résistance, de déformation et de stabilité devront se faire ense basant sur des résultats d’auscultation de la structure (qui ne font pas partie dela présente formation mais qu’on tachera de rappeler de manière non exhaustive) :- par fissuromètre : qui mesure l’évolution d’une fissure ;- par extensomètre : qui mesure l’évolution d’une déformation ;- par scléromètre, ultra sons etc : qui mesure la résistance du béton ; et unereconnaissance des sols par des sondages et en fin d’autres essaiscomplémentaires en laboratoire.
  • A ce moment là, le risque devient maîtrisé et les solutions de renforcement etréparation peuvent être conçues et exécutées pour chaque type d’ouvrage etselon un ordre bien précis.4. Quelques Statistiques :En l’absence de statistiques consolidées et validées en Algérie, nous examineronsà titre d’exemple le cas de la France.100 000 sinistres environ sont déclarés, chaque année en France, aux assureursconstruction dans le cadre des polices dommages ouvrage et des polices deresponsabilité décennale des professionnels.L’observatoire des sinistres SYCODÉS (Système de Collecte des DÉSordres) enFrance, met à disposition un ensemble d’informations relatives à l’analyse de51.018 sinistres déclarés entre 1998 et 2000.Ces informations chiffrées sont regroupées dans les tableaux 1 et 2Tableau 1 :Type d’ouvrage Nombre en %
  • To ta l 100%Tableau 2 : Nbre en %
  • Total 100% ELEMENTS SUR LA PATHOLOGIE DES CONSTRUCTIONS EN BETON1 . INTRODUCTION
  • Le béton est aujourd’hui le matériau de construction le plus utilisé au monde.On estime que l’industrie du ciment, du béton prêt à l’emploi et des produits debéton cumule un chiffre d’affaires annuel d’environ 1 milliard de dollars.Il y a lieu de dire que l’on date la mise au point des premiers bétons à 1800 -1820 environ lorsque la chaux hydraulique, liant utilisé jusqualors, est remplacéepar le ciment Portland.On notera sur ce sujet les travaux de Louis Vicat qui isole un des premiers ciments(en cherchant à améliorer un mortier de chaux à la pouzzolane), de Joseph Aspdinqui dépose un brevet traitant du ciment "Portland" et de Pavin de Lafarge quiinstalle des fours à chaux pour organiser une production de ciment en 1833.Cette découverte a donc environ 200 ans.Cest vers 1870 que lon introduit des barres dacier dans le béton afin decompenser sa faible résistance à la déformation et plus particulièrement à latraction. Le béton armé est né. Ce nest cependant que vers 1900 que le béton armé remplace peu à peu lesstructures métalliques dans la construction douvrage de génie civil. Les premièresthéories des calculs statiques apparaissent 30 ans plus tard. Les formes hardiesque permet le béton armé sont monnaie courante dès la deuxième moitié de notresiècle, et plus particulièrement grâce à la découverte du béton précontraint. La popularité du béton à travers les âges s’explique par ses multiples qualitésdont la principale est, sans contredit, la durabilité.En effet, la composition du béton formé par lassociation de quatre (04)composants à savoir, le sable, des graviers, du ciment et de leau a évoluérapidement au cours des 30 dernières années. La technologie de la construction aété témoin de l’apparition sur le marché de nombreux produits additifs du bétonet un recours accru à des liants hydrauliques spéciaux. L’accent a été mis sur lacréation de bétons plus durables en modifiant le dosage et les élémentsconstituants, dont les granulats, les adjuvants et le rapport eau-ciment. Cetteévolution assortie de l’amélioration de la résistance de l’acier d’armature a eu poureffet de modifier les principes conceptuels, entraînant plus particulièrement l’usaged’éléments structuraux plus minces.Cependant avec le temps, tout ouvrage connaît plus ou moins rapidement desaltérations.En effet, les matériaux de construction ont, sans exception, une durée de vielimitée. Le béton et le béton armé, dont nous avons une expérience de durabilitéde lordre dun siècle, néchappent pas à cette règle.
  • Tout le monde saccorde aujourdhui pour admettre que les constructions en bétonsubissent des dommages dans le temps, doù la nécessité de les entretenir et deles protéger.Le point faible du béton armé, qui met le plus en péril sa pérennité, est sonarmature. En effet la corrosion des parties métalliques constitue un dangerpotentiel pour la conservation et la stabilité des bâtiments. Ce phénomène setraduit par lapparition, en surface exposée à lextérieur, de différentes altérations(taches de rouille, fissures, épaufrures...).Si certaines mesures de prévention ou de renforcement ne sont pas appliquées,ces phénomènes physico-chimiques peuvent samplifier et entraîner unedétérioration du béton armé qui nassurera plus sa fonction porteuse générant ainsiun facteur aggravant pour la vulnérabilité des constructions en question..Aujourd’hui, le nombre d’ouvrages en béton vieillissants, agressés parl’environnement et qui se détériorent augmente rapidement. Il en est de mêmepour les coûts des réparations (mal maîtrisées) effectuées sur ces structures. Àtitre illustratif, en Europe, il est estimé que 50% des dépenses en constructionsont destinées à la réfection et à l’entretien des structures existantes, et que cepourcentage continuera à croître dans les années à venir.Cet exemple permet d’expliquer en grande partie l’intérêt croissant à effectuerdes réfections efficaces et durables, de manière à optimiser les ressourcesdisponibles.La dernière décennie a malheureusement été marquée par l’augmentation en Algérieet dans le monde entier de la détérioration des ouvrages de béton, même parmiles ouvrages réalisés au cours des années 1970 et 1980, situation imputableentre autres à l’utilisation d’un béton de piètre qualité, à l’absence d’enduitsprotecteurs, et à la disposition incorrecte des armatures. 2 . CAUSES ET MANIFESTATION DES DESORDRESIl y a lieu d’abord de concevoir que l’on rencontre des types bien distincts dedéfauts visibles en surface du béton. Nous recenserons donc séparément lesfissures et les éclatements qui en sont les plus courants. Les fissures sontgénéralement dues à des effets mécaniques de pressions ou tensions, tels quecontractions thermiques, défauts de stabilité et de construction, etc.La détermination précise des causes d’une détérioration quelconque du béton estun sujet complexe. Ceci s’explique par le manque de connaissance et la complexitédes phénomènes qui affectent ce matériau, à leur évolution dans le temps, ainsiqu’à leur concomitance.
  • À ce sujet, la plupart des références consultées se limitent à citer et définirbrièvement les divers dommages du béton. Cependant, toutes les méthodologies reconnaissent cinq (05) familles principalesde dégradations qui affectent le béton:1 . Fissuration : - Fissures isolées- Fissures en réseau- Fissures principalement parallèles- Fissures coïncidant avec l’armature- Fissures accompagnées de délamination- Fissures distribuées aléatoirement2 . • Distorsion et mouvement- Flambement- Éclatement sous compression- Cambrement- Tassements différentiels- Gonflement de la masse de béton- Tassement- Déversement- Voilement3 . • Infiltrations et dépôts Infiltration:- Infiltration dans les joints ou joints d’étanchéité- Infiltration dans les fissures- Infiltration à travers la masse de bétonDépôts:- Décoloration- Efflorescence- Exsudation- Incrustations4 . • Irrégularités de surface - Bullage- Nids d’abeille- Joints froids apparents- Surfaces irrégulières- Faïençage- Poussière et débris5 . • Pertes de masse - Écaillage- Éclatements
  • - Abrasion ou ÉrosionAussi, le diagnostic efficace d’une dégradation du béton passe par une bonneinterprétation de la pathologie de la détérioration, ainsi que par la prise enconsidération des conditions auxquelles est soumise la structure.La détermination des causes d’une dégradation se fait en partant de simplesobservations visuelles. Le niveau de confiance du diagnostic n’est certes pas celuiqui est associé à une étude de laboratoire, mais les avantages d’une telleapproche ne doivent pas être négligés. 3 . LES PATHOLOGIES DES DESORDRES :Les armatures en acier sont naturellement protégées par le ciment qui libère unesolution basique en shydratant. Tant que le pH est basique (11-12), lacier desbétons armés est passivé. Cependant, plusieurs agents peuvent sattaquer à cetteprotection de fait et provoquer des fissurations du ciment et un risque potentielde détériorationdes armatures. Parmi ces agents, ceux qui relèvent dune pollution du milieu sont :- le gaz carbonique ;- les chlorures ;- les bactéries sulfurogènes.De nombreuses recommandations définissent des classes dagressivité desolutions et de sols vis-à-vis des bétons classiques.Les principales dégradations qui affectent les bétons et armatures métalliques souslaction de composés chimiques et/ou biologiques se présente à l’exemple de l’AFNOR P 18-011 comme suit :
  • Il existe différents processus de dégradations dont voici une liste non exhaustive : 1 . les problèmes d’ordre physiques : les problèmes au moment de la conception et de la réalisation de l’ouvrage : ceux-ci peuvent conduirent à des irrégularités de surface (mauvaise résistance locale), à des zones d’enrobage trop faible (risque accru de corrosion), à des fissures dues à une surcharge, à des problèmes au niveau de la dilatation en cours d’hydratation ou lors de l’exploitation de l’ouvrages. les problèmes liés à l’érosion par le vent, le sable, la pluie ou l’humidité. Il existe des cas de corrosion des armatures, suite à ces différents paramètres. 2 . les problèmes d’ordre chimique liés à la composition du béton ou à son environnement : le phénomène de la carbonatation, la corrosion par les sels, les réactions sulfatiques, les réactions alcali-granulats et les problèmes liés aux bactéries se développant dans le béton. La corrosion par les chlorures :La présence de sel tel que NaCl est fréquente à proximité des ouvrages en béton(exemple de l’environnement marin). Le risque de corrosion des aciers dépend durapport entre les concentrations des agents chlorures (Cl-) et des ions hydroxyles(OH-).Ce type de corrosion est ponctuel : la zone anodique se situe localement et estentouré de zones cathodiques. Le plus gros problème de ce type de corrosion estla régénération des ions chlorure au cours de ce processus et donc ledéveloppement de la réaction. Les armatures peuvent voir leur section fortementréduite par endroit et le danger de rupture soudaine est alors présent.
  • Les réactions sulfatiques :Les sulfate (SO4--) proviennent essentiellement du milieu extérieur et conduisent àla formation d’éttringite secondaire. Celle-ci est partiellement expansive etprovoque des dégradations au niveau de la structure même du béton. Paropposition à l’éttringite primaire (provenant de l’aluminate tricalcique (C3A) et dugypse (CaSO4.2H2O)) présente au cours de l’hydratation du ciment et qui peutgonfler librement car elle se forme au moment de la phase de durcissement dubéton, l’éttringite secondaire augmente de volume dans une structure déjà durcieprovoquant l’éclatement de la surface du béton. Les réactions alcali-granulats :Parmi les trois réactions alcali-granulats, nous retrouvons la réaction alcali-silicecomme étant la plus répandue (R.A.G.). Les autres réactions alcali-granulats étantles réactions alcali silicates et alcali carbonates.La réaction alcali-silice impose trois conditions : la présence d’alcalis dans leciment, la présence de silice en suffisance dans les granulats et la présence d’eau.Différentes théories existent à ce sujet mais la plus répandue est celle en troisétapes de Poole :1. les silices sont attaquées par les ions OH-.2. les ions Na+, K+ attaquent les zones (SiO-) 3 . une partie des molécules SiONa ou SiOK se transforme suite à la présence d’ions Ca++.Ces différentes réactions conduisent à la formation d’un gel silico-alcalinhydraulique (C-S-K-H ou C-S-H). Ce gel est expansif en présence d’eau et il peutdonc provoquer des éclatements du béton.Les conséquences de la réaction alcali-silice apparaissent sous formes defissurations dans les ouvrages tels que les ponts, les routes,.... ces fissures sonten général dans le sens de la contrainte et des armatures. Par contre, lorsqu’il n’ya pas de contraintes particulières, l’ouvrage prend un aspect "faïencé".Malheureusement, les fissures peuvent être à l’origine d’autres réactions dedégradation et peuvent entraîner l’affaiblissement de la structure. Le phénomène de la carbonatation :
  • La teneur en CO2 de lair naturellement de 0,03% varie avec la température, lapression et le milieu (agglomération, industries, ...) et peut atteindre 0,10 %.La carbonatation se produit si l’humidité relative de l’air se situe entre 50 et 75%. Ce dioxyde de carbone CO2 réagit avec leau :CO2 + H2O H2CO3Lors de lhydratation du ciment (processus de durcissement), il y a formationdhydroxyde de calcium Ca (OH) 2, conférant à la pâte de ciment un caractèrefortement basique. Les fers darmature obtiennent ainsi une protection naturellecontre la corrosion.La pénétration dacide carbonique, CO2 normalement présent dans lair, permet laformation de carbonate de calcium, CaCO3.H2CO3+Ca (OH) 2 CaCO3+2H2OLa combinaison de lhydrate de chaux (contenu dans le ciment) et de lacidecarbonique de lair forme du calcaire en libérant de leau, le pH du béton baisse etla corrosion des aciers commence.Le caractère basique du milieu, et de ce fait la protection naturelle contre la rouille,est ainsi perdu.Le pH descend en dessous de 11-1 1,5 ce qui est un minimum pour la passivité.Dès ce point, l’acier en contact avec de l’eau et de l’oxygène corrode.Cette réaction, catalysée par lhumidité atmosphérique progresse de lextérieurvers lintérieur du béton et provoque la neutralisation progressive de lalcalinité duciment : le milieu basique perd cette alcalinité et son pH devient inférieur à 9. Laprotection naturelle des armatures nest alors plus assurée. Le dioxyde de carbone attaque les ouvrages en béton lorsqu’il se transforme enH2CO3 en présence d’eau. Cet acide réagit avec la chaux présente dans le cimenthydraté. Le produit de la réaction est alors le CaCO3 (calcite).Pour avoir une carbonatation, il faut donc de l’air, de l’eau et de la "chaux libre".Les conséquences sont doubles : la chaux décomposée implique un diminution du pH, ce qui a des conséquences sur la tenue des armatures. Cette attaque se produit sur quelques centimètres du béton. Au-delà, il n’y a aucun signe d’attaque par le dioxyde du carbone.
  • le produit de la réaction permet une imperméabilisation du béton. Cette seconde conséquence est favorable car elle empêche l’absorption des autres éléments agressifs.On peut ralentir la progression de la carbonatation en:* Augmentant le dosage en ciment* Diminuant le rapport E/C* Augmentant le temps de cure* Augmentant la résistance à la compression
  • TEST DE CONTROLE :Nous pouvons indiquer un test simple pour contrôler le degré de carbonatation.Nous utiliserons à cet effet un détecteur chimique (ou indicateur) qui indiquera unenvironnement alcalin ou non. C’est une solution de 1 gr. de PHENOLPHTALEINEdans 50 ml. D’alcool et 100 ml. d’eau. Cette solution doit être déposée sur unesurface du béton fraîchement mise en contact avec l’air. Si une couleur mauveapparaît, c’est la preuve d’un environnement suffisamment alcalin. La phénolphthaléine est un indicateur acide-base simple utilisé pour déterminer lateneur en chaux, mais elle nest efficace que jusquà une certaine profondeur.Notons encore que la vitesse de carbonatation dépend de l’humidité relative et dela perméabilité du béton alors que la vitesse de pénétration sera ralentie parl’épaisseur du "manteau" de béton. En pratique, les dégâts constatés sont deséclatements de béton avec rouille apparente. Action des bactéries :La dégradation des bétons par les microorganismes se produit essentiellement enmilieu anaérobie riche en matière organique tel que les effluents résiduaires.Les bactéries qui prédominent dans ces milieux sont de type sulfato-réducteur.Elles se développent dans des effluents de pH compris entre 5 et 9,5, à destempératures séchelonnant de –5° à +75°C et dans des milieux caractérisés parun potentiel doxydo-réduction assez bas.Laugmentation dans le milieu de la teneur en sulfures provenant de la réduction descomposés oxydés du soufre (sulfate, thiosulfate) par les bactéries sulfurogènesconduit à la formation de sulfures qui dégazent dans latmosphère sous formedH2S. Dans les ouvrages comportant une partie émergée tels que les ouvragesdassainissement, les sulfures gazeux peuvent se recondenser sur les parois enbéton et soxyder en acide sulfurique et sulfates sous laction de bactériesaérobies (de type Thiobacillus, Thiooxydans, etc.) Lacide ainsi produit conduit à une dégradation du béton par une succession deréactions chimiques qui aboutissent essentiellement à la formation de gypse. Cedernier peut ensuite réagir avec laluminate tricalcique du ciment et former deléttringite entraînant le gonflement puis léclatement du béton.Les principaux paramètres qui influent sur la vitesse de dégradation des bétons parles bactéries sont :- la composition du milieu et notamment la composition en H2S qui influence lacroissance des bactéries. En dessous dune teneur en sulfures inférieure à 1 mg/ldans leffluent, lattaque du béton est faible. Elle ne devient importante quà partirde 5 mg/l ;
  • - lhumidité : elle est nécessaire à la fois pour la formation du biofilm et pour ledéveloppement de lattaque acide ;- la température : elle joue surtout un rôle sur la réactivité de la biomasseproduisant les sulfures ;- la vitesse découlement et notamment la formation de turbulences. Dégradations des armatures métalliques : a) Corrosion des armatures daciers en milieu humide corrosion électrolytique :La corrosion des aciers dans le béton armé qui est une des causes principales desa dégradation est un phénomène électrochimique dont le principe est la formationde micropiles à la surface du métal dans un milieu aqueux contenant des selsdissous (chlorure, carbonate, nitrates, ...). Tout enrichissement du milieu aqueuxinterstitiel ou atmosphérique humide par ce type de composés représente parconséquent un risque de dégradation des armatures métalliques par diffusion descomposés chimiques à travers les capillaires du béton ou fissures éventuelles. b) Corrosion des armatures daciers par loxygène :Après le décapage du film de chaux passivant par le gaz carbonique, loxygène peutatteindre les armatures : il se forme alors un hydroxyde ferreux puis ferrique. Cetteattaque chimique contrairement à la corrosion électrolytique se situe en tous lespoints de larmature et ne nécessite pas denvironnement électrolytique. c) Corrosion des armatures daciers par des agents chimiques agressifs :En atmosphère industrielle, le milieu ambiant très agressif contient des acides, desbases ou des oxydants qui peuvent sinfiltrer dans le béton et attaquer directementle métal.Leau de pluie peut entraîner certains agents agressifs tels que le dioxyde desoufre SO2 provenant de la combustion des impuretés du pétrole et du charbonou les oxydes dazote provenant des combustions dans les moteurs. Cette pluiesacidifie et lon peut observer un pH de lordre de 2,5 dans certains grandscentres industriels. Cette eau agressive peut dissoudre des sels du ciment etdépassiver les armatures.
  • 1. Evaluation de la construction et des mesures de sécurités urgentes :Evaluation sur base des observations ,des mesure, des documents, de lhistoire dubâtiment.Les premières réparations sur les ouvrages en béton armé interviennent la plupartdu temps dès l’apparition de dégradations visuelles, comme par exemplel’éclatement du béton, les taches de rouille, les fissures, les infiltrations d’eau,etc.Dans certains cas, la cause des dégradations est simple et évidente et les travauxde réparation peuvent être entrepris sans évaluation ni investigation plusapprofondie.Dans d’autres cas, la situation s’avère plus complexe et requiert, en préalable auxtravaux de réparation, une évaluation beaucoup plus conséquente. En effet,l’absence d’investigation préalable accroît le risque de baser les travaux sur unconcept erroné avec des conséquences négatives sur le budget estimé.Il faut savoir en effet que les dégradations visuelles ne représentent souvent que lapartie visible de l’iceberg, cachant des dégâts beaucoup plus importants, encoredans leur phase cachée de développement. L’expérience montre que, souvent, lesdégradations réelles représentent parfois le double de ce que l’on pensaitinitialement.Un diagnostic préalable de l’ouvrage constitue la base nécessaire pour le choixd’une stratégie de réparation adéquate et pour permettre une évaluation plusprécise des coûts.2. Recherche des causes des dégradations du béton : le diagnosticLes causes seront classées selon le cas : en cause physiques, chimiques, mécaniques, biologiques,… selon leur origine (erreur du calcul, design du détail dexécution ou dexploitation, ....)Un diagnostic ayant pour but de rechercher la cause de la dégradation doit êtrealors effectué. En international, la réalisation de ce diagnostic a été imposée récemment dans lanorme NBN ENV 1504-9 "Produits et systèmes pour la protection et la réparationde structures en béton - Définitions, prescriptions, maîtrise de la qualité etévaluation de la conformité - Partie 9: Principes généraux dutilisation des produitset systèmes".Le module de diagnostic des dégradations du béton fonctionne en trois phases:a. Identification de la dégradation
  • b. Émission d’une conclusion ou hypothèse sur la cause probable du dommagec. Si nécessaire, recommandation sur les essais et procédures de laboratoirerequis pour confirmer la conclusion ou l’hypothèseLes familles de dégradations comprises par ce module ayant été présentéesprécédemment.Une fois que le contrôleur ou l’expert a choisi une dégradation, le diagnostics’effectue en posant des questions successives sur les conditions générales del’ouvrage et l’endroit où la dégradation se trouve, pour aboutir aux causesprobables du dommage.Une série dessais de bases peuvent être entrepris parmi lesquels :: Linspection visuelle qui a pour but de rechercher toutes fissures et dégradations visibles, La localisation des armatures et la détermination de lenrobage des armatures à laide dun pachomètre. La mesure de la dureté au scléromètre. La mesure de la profondeur de carbonatation par la pulvérisation dun indicateur de pH sur la surface fraîchement cassée de carotte en béton. La mesure de la teneur en chlorures.Mais le développement des nouvelles techniques de diagnostic a permis decompléter le diagnostic.On peut citer à titre dexemples: Les mesures de potentiel de corrosion qui permettent détablir des cartes de potentiel et de localiser les zones corrodées avant que des dégâts ne soient visibles.Les analyses microscopiques qui permettent de détecter les attaques induites parles réactions alcali-silice, les attaques sulfatiques, etc.3. Appreciation, évaluation et évolution des dégâts.Les causes de dégradation étant établies avec une probabilité réaliste ou maximale,il est possible de prévoir lévolution de la dégradation à court terme. La "durée devie sans intervention peut être évaluée et appréciée.L’étape d’évaluation consiste en premier lieu à déterminer la cause du dommagepuis à estimer l’impact que celui-ci provoque sur la sécurité et la vie résiduelle dela structure étudiée. Pour cela, une évaluation préliminaire est d’abord effectuée.Celle-ci est basée sur une approche qualitative empirique qui utilise afin d’obtenirle niveau général d’endommagement de la structure.
  • POURCENTAGE DE DIMINUTION DE L’APTITUDE D’UN COMPORTEMENT ÉLÉMENT À JOUER SON RÔLE Élément Élément Élément Désignation principal secondaire accessoire Excellent 0 à 1% 0 à 2% 0 à 5% Bon 1 à 5% 2 à 10% 5 à 20% Acceptable 5 à 10% 10 à 20% 20 à 40% Médiocre 10 à 15% 20 à 30% 40 à 60% Déficient 15 à 20% 30 à 40% 60 à 80% Critique > 20% > 40% > 80%Avec ce premier niveau d’évaluation, l’ingénieur sera en mesure d’établir l’urgenced’intervention. Une estimation plus poussée devra intégrer les conditions desmatériaux et leur niveau d’endommagement, leur capacité à supporter des chargesde service ainsi que les effets de la dégradation sur l’ouvrage tels que desproblèmes de déformation, de cisaillement et d’adhérence. CONDITION DESCRIPTION EXCELLENTE Pas de défauts constatés. Un peu d’usure normale due au vieillissement TRES BONNE Seulement des détériorations et des défauts mineurs CORRECTE Quelques dégradations ou défauts sont évidents, mais le fonctionnement de la structure n’est pas affecté PASSABLE Détérioration modérée .la structure devrait fonctionner de façon adéquate sous les charges maximales prévues MAUVAISE Détérioration sévère dans au moins une partie de la structure .Le fonctionnement peut être inapproprié sous chargement maximal. TRES MAUVAISE Détérioration extensive .Le fonctionnement de la structure est inapproprié. HORS D’ USAGE La structure ne fonctionne plus
  • L’évaluation de la pertinence d’une intervention sur un ouvrage en béton n’est pasune tâche simple. En effet, ce n’est pas parce qu’une structure est endommagéqu’elle requiert forcément des travaux de réfection ou d’entretien. Chaqueprocessus de dégradation survient de façon différente sur le béton, et en plus,ses conséquences sur la fonctionnalité, sécurité et intégrité de l’ouvragedépendent de son évolution dans le temps, de sa concomitance avec d’autresdétériorations ainsi que des conditions auxquelles est soumise la structure.ELEMENTS SUR LA PATHOLOGIE DES CONSTRUCTIONS EN MACONNERIE 1. INTRODUCTION 2. DIFFERENTS TYPES DE MURS EN MACONNERIE
  • Mur en pierre taillée équarrie
  • Hourdage et mise en œuvre
  • Mur en pierre brute hourdéeHourdage et mise en œuvre
  • Maçonnerie – les ouvertures dans les mursLes jambages
  • Le linteau
  • Les arcs
  • CAUSES ET NATURE DES DESORDRES DES OUVRAGES EN MAÇONNERIE o o o
  • oooooo
  • ooooo
  • 4. EXPRESSION DES DESORDRES ET DEGRADATIONS ET APPRECIATION DU RISQUE :A- Défauts à priori sans conséquences importantes autre qu’esthétiques :. Altération (superficielle). Ecaillage (enduit). Epaufrure. Bombement non évolutif. Défaut dalignement d’origine. Défaut de verticalité d’origine. Décollement. Disparition locale. Faïençage. Farinage. FissurationB- Défauts qui indiquent que lévolution risque de se faireanormalement :. Altération (superficielle). Délitage sous l’effet de l’humidité. Ecaillage (enduit ou pierre). Eclatement. Effritement. Epaufrure. Feuilletage dune brique. Gonflement des matériaux de liaison et de structure. Descellement. Déchaussement. Corrosion (pièces métal). Pourrissement (pièce de bois). Affaissement (radier). Basculement stabilisé. Bombement des murs. Décrochement. Défaut d‘ alignement (stabilisé). Défaut de verticalité (stabilisé). Déversement (stabilisé). Décollement des structures. Fissure. Cavités (ponctuelles)
  • . Cavités (massif de remplissage)). Lacune. Décollement. Disparition locale. Faïençage. Farinage. FissurationC- Défaut s qui t raduisent une modificat ion du comport ement de la st ruct ure oupartie de structure. Altération dans la masse. Gonflement des structures. Disjointoiement (localisé). Disjointoiement (étendu). Corrosion (pièces métal). Pourrissement (pièce de bois). Affaissement (élément porteur). Basculement évolutif. Bombement des voûtes. Décrochement. Défaut de verticalité (évolutif). Déversement évolutif. Décollement des structures. Désorganisation de la structure. Effondrement local. Fissure. Fracture. Cavité (corps de structure)D- Défaut s qui t raduisent la proximit é dun ét at limit e de service de t out ou part iede louvrage et nécessitant une restriction de lusage de louvrage ou une mise horsservice. Disjointement (étendu). Pourrissement (pièces de bois). Affaissement. Basculement (évolutif). Bombement des murs. Bombement des voûtes. Défaut de verticalité (évolutif)
  • . Déversement évolutif. Désorganisation de la structure. Dislocation. Effondrement. Fissure. Fracture INTRODUCTION AU DIAGNOSTIC ET A L’APPRECIATION DES DESORDRESLes ouvrages dans leur ensemble peuvent présent er des défaut s. Cert ains de cesdéfaut s peuvent êt re dorigine, daut res peuvent apparaît re au cours de la vie delouvrage. Ils évoluent dans tous les cas défavorablement.Dune façon générale, on appelle "désordre" t out e anomalie suscept ible decompromet t re, à plus ou moins long t erme, la sécurit é dut ilisat ion dun ouvrage, sapérennité ou sa stabilité.Il est import ant de souligner quun crit ère import ant dappréciat ion de la gravit édun désordre est son évolut ion, const at ée ou non. Cest en effet cet t e évolut ion,plus ou moins rapide et mise en évidence par la surveillance, qui risque de rendrelouvrage dangereux ou inutilisable. Il exist e plusieurs crit ère de classificat ion des désordres : à part ir du t ypedouvrage et des part ies douvrage, à part ir des causes, ou encore à part ir desmanifest at ions, celles-ci ét ant les signes apparent s à part ir desquels on peutconstater leur existence.Il faut not er quil ny a pas forcément correspondance ent re les diverses causes etleurs effets.Suivant le t ype de st ruct ure, suivant les propriét és des mat ériaux, ainsi quenfonct ion de lexist ence daut res désordres, un même ensemble de défaut sapparent s peut résult er de causes différent es, et un même ensemble de causespeut avoir des conséquences différentes. Cest la raison pour laquelle le diagnost ic, qui permet de remont er des désordresconst at és aux causes, doit prendre en compt e t out es les part icularit és delouvrage concerné.
  • 1 . LES FONDATIONS
  • 1. Défauts d’horizontalité2. Défauts de verticalité3. Fissures
  • 4. Joints5. Humidité ELEMENTS D’ APPRECIATION ( FONDATIONS)
  • BONMEDIOCREMAUVAISTRESMAUVAISDANGER 2. STRUCTURES : MURS ET POTEAUX PORTEURS
  • II - COMMENT APPRECIER UNE SITUATION ET CARACTERISER UN EVENTUEL DANGER Que faut-il vérifier ou contrôler ?
  • STRUCTURES: MURS ET ELEMENTS PORTEURS ELEMENTS D’ APPRECIATIONBONMEDIOCREMAUVAISTRESMAUVAIS
  • DANGER 3. LES PLANCHERSI. Caractéristiques techniques particulières
  • II - COMMENT APPRECIER UNE SITUATION ET CARACTERISER UN EVENTUEL DANGERQue faut-il vérifier ou contrôler ?
  • PLANCHERSBON MEDIOCRE MAUVAIS TRES MAUVAIS DANGE
  • -
  • 4. ESCALIERS (Stabilité et fonctionnalité)I. Définitions – vocabulaire La marche degré). La contremarche L’emmarchement La hauteur de marche La ligne de foulée la ligne de jour. Le giron Le balancement La volée L’échappée
  • Terminologie d’ordre constructifLa paillasseLe limonLe colletLe jour d’escalier ou ligne de jourLa rampe main couranteLa cageDifférentes formes d’escalier,
  • II - COMMENT APPRECIER UNE SITUATION ET CARACTERISER UN EVENTUELDANGERLa conception des gardes corps et rampes peut être à l’origine d’uneréduction du nombre d’accidents et de la gravité des dommagesQue faut-il vérifier ou contrôler ?
  • ESCALIERS ELEMENTS D’ APPRECIATIONBONMEDIOCREMAUVAISTRESMAUVAIS
  • DANGER 5. CHARPENTE DES TOITURES
  • II - COMMENT DEFINIR UNE SITUATION ET CARACTERISER UN EVENTUELDANGER
  • Que faut-il vérifier ou contrôler ?
  • ELEMENTS D’ APPRECIATIONBONMEDIOCREMAUVAIS
  • TRESMAUVAISDANGER 6. OSSATURES METALLIQUES
  • II . APPRECIATION ET EVALUATIONDES DESORDRES : 7. L HUMIDITE : CAUSES ET EFFETS SUR LE CADRE BATI1/ Introduction :L’humidité est l’une des principales causes de pathologie qui affecte lelogement. Elle est le signe de sa mauvaise santé et c’est un souci à assumer dès ledépart. L’humidité est souvent présente dans les maçonneries anciennes,le logement neuf n’est pas toujours à l’abri.La condensation qui se produit en hiver est probablement le problèmedhumidité le plus courant dans les maisons. Dans les cas les plus bénins,elle entraîne la formation de buée sur les vitrages. Dans les cas graves,elle peut causer un pourrissement pouvant même affecter la structure.Entre ces extrêmes, elle peut se manifester par lapparition de moisissure
  • sur le revêtement intérieur de finition, par des taches et des fuites auplafond ou lécaillage de la peinture.Lhumidité sajoute à lair ambiant de différentes façons. Elle est aussiévacuée de différentes façons. Léquilibre qui se crée entre le taux deproduction et délimination de la vapeur deau détermine le niveaudhumidité relative dans une maison et par conséquent, le risque deproblèmes futurs.Par ailleurs l’humidité relative à la surface d’une paroi est un facteurdéterminant. Celle-ci dépend d’un grand nombre de paramètres. La production de vapeur d’eau dans les bâtiments 1 . Les habitants et leurs activitésLa production d’humidité dans les habitations est très variable.Un local vide nest humide que sil y a infiltration deau en provenance delextérieur.Leau qui sinfiltre mouille les matériaux, et de surcroît, en sévaporant,maintient un taux de vapeur deau élevé dans lair.Dans le cas dun local occupé, notamment en habitation, il existe dautressources de vapeur deau : la respiration des occupants (source beaucoupplus importante quon ne le croît habituellement, les champions étant…les bébés !), le séchage du linge (source très importante également : ilsuffit de constater pour sen convaincre la différence de poids du lingemouillé et du même linge après séchage), la vapeur crée par la cuisson, lavapeur deau des salles de bains et salles deau, et enfin plusmarginalement celle des certains appareils de chauffage à combustion àlair libre...Cette vapeur va se condenser sur les parois dès lors que le taux devapeur contenu dans lair atteint le taux de saturation. Or celui-ci baissetrès fortement avec la température ; cest pourquoi la condensationcommence sur les parois froides et les vitrages (lorsquils ne sont pasisolants) ; par contre, elle se généralise dès que la saturation gagne latotalité de la masse dairLes publications scientifiques font état de valeurs variant de 2-3 kg d’eaupar jour à 10-15 kg d’eau par jour.
  • Il ressort de l’analyse du tableau que l’occupant peut difficilement réduirede manière significative la production de vapeur d’eau dans unehabitation. 2 . Les causes extérieures En plus des sources de vapeur d’eau habituelles (occupants, cuisine, plantes, etc.), certaines causes extérieures peuvent engendrer une production supplémentaire de vapeur d’eau dans les habitations : _ Les infiltrations d’eau; _ L’humidité ascensionnelle; _ L’humidité de construction. Cette production additionnelle d’eau est alors le résultat d’une situation anormale qu’il convient de rectifier avant d’entreprendre d’autres actions pour éviter ou éliminer l’apparition de la condensation ou la formation de moisissures. Quatre causes sont à l’origine de l’humidité• Les fuites dues à une dégradation du bâti ou à des causesaccidentelles (fuites d’eau de canalisations, gouttières, chutes, wc...).Une fois l’origine de la fuite déterminée, et l’évaluation de la migration del’eau le long des structures effectuée, le traitement des désordres estrelativement simple pour toute entreprise qualifiée.• L’humidité ascensionnelle ou les remontées capillaires :
  • Lhumidité peut aussi provenir du sol entourant le bâtiment en passant parles murs de fondation ou par le plancher du sous-sol ou du vide sanitaire.C’est une forme d’humidité provenant du sol et qui, par un cheminementascensionnel, humidifié les soubassements et les murs jusqu’à une hauteurde 1 à 1.5 m. Elle affecte tous les murs en contact direct avec le sol etelle est visible tant à l’intérieur qu’à l’extérieur du logement. Certainestraces de salpêtre peuvent parfois apparaître à cause de cette remontéecapillaire dans les soubassements.Ce phénomène dépend de deux facteurs : la porosité des matériaux deconstruction et la présence d’eau dans le sol (humidité, nappephréatique) sous la construction.Les traces d’humidité par les remontées capillaires peuvent apparaître etdisparaître dans le temps en fonction des variations de hauteur desnappes d’eaux souterraines.La hauteur des traces d’humidité dépend de l’équilibre entre le débit desremontées capillaires et celui de l’évaporation. Elle est plus importante pour les façades orientées au nord et les mursprivés d’ensoleillement. Un autre risque est l’arrivée d’eau dans les parties enterrées de laconstruction.Ce phénomène se manifeste en l’absence des protections étanchesrequises qui empêchent l’absorption capillaire.• Les infiltrations d’eau de pluie.Il s’agit d’un passage d’humidité à travers l’enveloppe du logement (murset toiture) lors des précipitations.Les infiltrations d’eau apparaissent surtout dans les façades fortementexposées aux pluies battantesCes infiltrations s’effectuent soit par la porosité naturelle des matériauxdu support, soit par l’intermédiaire de fissures ou par des jointsdéfectueux.Dans ce cas, les dégâts dus à cette pénétration d’eau de l’extérieur versl’intérieur sont principalement localisés à proximité des sourcesd’infiltration et se traduisent par des auréoles, l’apparition de moisissure,
  • des décollements de revêtements muraux, des ruissellements et aussi parune désagréable odeur de moisi.• La condensation, souvent due à une mauvaise ventilation, associée ounon à une mauvaise isolation des parois.Au contact de la paroi froide, l’air chaud se refroidit et atteint le pointde rosée.Le point de rosée est la température à laquelle la vapeur d’eau secondense, il apparaît alors des ruissellements d’eau sur les murs.La condensation (passage à l’état liquide de la vapeur d’eau) est unesource importante d’humidité dans les logements.Elle a pour causes principales :• la production de vapeur (par les occupants du logement, et par lesactivités telles que la cuisson, la lessive, le séchage du linge et le lavagedes sols) ;• le chauffage (un air à 20°C peut contenir trois fois plus d’eau qu’un airà 5°C) ;• le manque de ventilation (lutter contre le froid en obturant les sourcesd’aération favorise les risques de condensations).Bien que désagréable, la condensation superficielle (buée visible), qui seproduit à l’intérieur des logements au contact des parois froides donnantsur l’extérieur, particulièrement les vitrages, peut être réduite par unebonne aération.Par contre, la condensation interne (à l’intérieur des murs) peut entraînerd’importants désordres, car elle n’est pasvisible et elle se produit lorsque les migrations de vapeur d’eau à traversune paroi s’accompagnent d’un changement de température.Les symptômes visuels se traduisent par des moisissures dans les angleshauts des pièces et surtout derrière les meubles placés contre les paroiset par le décollement des revêtements muraux. Les tâches noirâtres sontpreuve de dépassement du seuil tolérable d’humidité relative dans lespièces du logement.Ces trois dernières causes sont souvent combinées et nécessitent engénéral une approche globale des désordres, avant toute mise en oeuvredu traitement proprement dit.
  • Un excès d’humidité dans le logement lié à des remontées capillaires,des infiltrations, des fuites ou de la vapeur d’eau, détériore le cadre bâtià l’intérieur et à l’extérieur, nuit à la santé du ménage et diminue la qualitédes conditions dhabitabilité.Comment reconnaît-on lhumidité de condensation ?En fait elle se reconnaissent très facilement :- lhumidité dinfiltration imbibe la paroi de lintérieur, et crée rapidementdes auréoles ; il ny a pratiquement jamais de gouttelettes accrochées àla paroi ni de ruissellement de surface ; elle ne provoque que rarement demoisissures apparentes ; elle apparaît la plupart du temps sur une fissureou à la jonction de deux matériaux (maçonnerie et menuiserie notamment);- lhumidité de condensation apparaît en labsence de toute fissure oujuxtaposition de matériaux, elle mouille la paroi en surface, crée desgouttelettes évoquant la rosée (qui au demeurant est le plus parfaitexemple dhumidité de condensation) et ruisselle ; prolongée, elleprovoque des moisissures : celles-ci sont adhérentes lorsquelles sontvivantes et tombent en poudre lorsquelles sont mortes, cest à direquand lhumidité a cessé.Bien entendu, ces deux types dhumidité ne se produisent pas non plusaux mêmes endroits, les humidités de condensation ayant par nature uneprédilection pour les endroits protégés des courants dair et les paroisfroides.L’humidité de construction ( à titre indicatif)L’humidité de construction provient de : L’eau qui est absorbée par les matériaux de construction pendant leur stockage chez le fabricant ou sur le chantier; l’eau de gâchage nécessaire pour la mise en œuvre des matériaux (mortier, béton, plâtre, etc.); l’eau qui provient des précipitations et qui est absorbée par les matériaux pendant la construction.
  • Dans une maison traditionnelle, l’humidité de construction qui doit êtreévacuée après que le bâtiment soit achevé s’élève à environ 4000 kg.Cela signifie que : le bâtiment doit être suffisamment chauffé et convenablement ventilé pendant la période qui suit immédiatement la mise en service; les parois ne peuvent être recouvertes trop rapidement de revêtements (peinture, papier peint plastifié, etc.).Comment lutter contre lhumidité de condensation ? :La réduction des effets dhumidité résulte d’une bonne conceptionarchitecturale du logement en terme de disposition et d’orientation, d’unbon choix des matériaux et d’une meilleure qualité d’exécution destravaux.Pour la condensation, il est recommandé de réduire la production de lavapeur d’eau dans la cuisine et les salles d’eau, de limiter lesdéperditions thermiques à travers les parois (les murs, les baies vitréeset la toiture) et d’éviter le confinement de l’air en procédant à l’aérationdes pièces et au renouvellement d’air à travers les ouvertures.En ce qui concerne l’humidité atmosphérique, il existe des systèmesrécents et dont la mise en œuvre est très facile. Ainsi, les produitsliquides applicables au rouleau ou au pistolet pour former un filmplastique, sont des systèmes d’imperméabilisation efficaces contre lesphénomènes d’infiltration.Enfin, pour ce qui est des remontées capillaires, un revêtement à base decaoutchouc ou de plastique est indispensable. Dans le cas où le niveaude la nappe dépasse le point le plus bas de la fondation, un cuvelage àbase de mortiers de ciment et d’adjuvant est nécessaire.Souvent dès les premières pluies, des problèmes sont observés dans lecas d’habitations construites en été et où l’étanchéité de la fondation aété négligée ou parfois même ignorée. L’ ETANCHEITE DES TOITURES –TERRASSES
  • La toiture terrasse est le mode de couverture quasi unique depuis lesannées 70, alors quon constate un retour en grâce de la toitureclassique à charpente.Moins vulnérables aux intempéries que les toitures classiques, leursystème détanchéité exige un contrôle et un entretien régulier et subitun vieillissement programmé, sa durée de vie ne dépassant pas 15 ou 20ans.Tout en assurant une étanchéité efficace, le système d’étanchéité destoitures terrasses est aussi celui qui en cas de fuite pose les plus grosproblèmes de diagnostic et didentification de la source. Ce système d’étanchéité, quoique efficace, reste très difficile à mettreen œuvre car les points singuliers ne sont pas généralement bien traités; ce qui diminue les performance de l’étanchéité. En outre, plusieursphénomènes sont à l’origine des dégradations ; c’est le cas desagressions climatiques (la pluie, le froid et le soleil) qui sont susceptiblesde remettre en cause l’isolation et l’étanchéité. Il faudrait penser à utiliser des systèmes d’étanchéité économiques,performants, durables et surtout adaptés aux différentes zonesclimatiques du pays.En ce qui concerne notre mission, celle-ci se limitera dans notre cas auconstat concernant l’état de l’étanchéité et non à la recherche del’origine des infiltrations .