1. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Le projet européen SBRI
(Sustainable Steel-Composite Bridges in Built Environment)
Sourdun
Jeudi 10 mai
Sétra IFSTTAR CETE de l’Est
Yannick TARDIVEL Ngoc-Binh TA Damien CHAMPENOY
Noël ROBERT André ORCESI
Nicolas HENRY
Christian CREMONA
10 mai 2012
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

2. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Présentation : Contexte
• Objet : les ponts mixtes acier-béton autoroutiers
• Problématiques :
– Croissance du trafic
– Difficultés de réalisation des
opérations de maintenance
et de rénovation
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

3. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Présentation : Contexte
• Études précédentes :
– Exigences (normes) :
• Résistance, Aptitude au service, Durabilité
– Objectifs :
• Minimiser le Coût de construction
• Projet SBRI :
– Exigences (normes) :
• Résistance, Aptitude au service, Durabilité
– Objectifs :
• Minimiser les Coûts sur l’ensemble du Cycle de vie
• Minimiser les Impacts environnementaux
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

4. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Présentation : Objectifs et Méthode
• Objectifs :
– Rassembler des données et des méthodes d’évaluation
sur le cycle de vie
– Développer un modèle complet d’étude du cycle de vie
– Identifier des concepts innovants permettant
d’optimiser le bilan du cycle de vie
• Méthode :
– Recensement exhaustif des Coûts et des Impacts
– Application à des ouvrages réalistes regroupés en
3 familles : A (Moyennes portées), B (PS, Petites
portées) et C (Grandes portées)
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

5. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Fondations, appuis
Structure
Pont mixte Eléments de protection
Equipements
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

6. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Fouilles et remblais
Coulé en place
Fondations, appuis
Béton
Préfabriqué
Coffrage
Culées, piles Échafaudage
Aciers de renforcement
Terre armée
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

7. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Fondations, appuis
Structure
Pont mixte Eléments de protection
Equipements
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

8. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Béton Coulé en place
Coffrage soigné Préfabriqué
Achat
Dalle de béton Équipage mobile Débit
Aciers de renforcement Soudure bout à bout
Structure Réglage & finition Reconsititution
Habillage
Acier structurant
Ossature métallique
Expédition
Goujons de connexion
Appareils d'appui
Transport
Montage
A pot En élastomère fretté
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

9. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Fondations, appuis
Structure
Pont mixte Eléments de protection
Equipements
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

10. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Étanchéité
Éléments de protection
Protection anticorrosion
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT 10

11. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Fondations, appuis
Structure
Pont mixte Eléments de protection
Equipements
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

12. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Couche de roulement
Joints de chaussées
Équipements Barrières de sécurité
Garde-corps
Corniche canniveau
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

13. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Construction
Unité
Appareils Elastomère dm3
d’appui A pot u
Appels d’offre - France
Informations fournies par Berthold
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

14. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Inspection
• Inspection annuelle
• Inspection principale : tous les 6 ans.
• Inspection exceptionnelle : limitée à 2 fois pendant la vie
en service.
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

15. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Maintenance
Fréquence Durée de vie Trafic sous Trafic sur
de en service l’ouvrage l’ouvrage
maintenance (années)
(années)
Protection 20 35 1 voie fermée pas de restriction
anticorrosion
Dalle de béton 25 100 1 voie fermée pas de restriction
Joints de 10 40 pas de restriction 1 voie fermée
chaussées
Appareil d’appui 20 35 pas de restriction vitesse limitée
Couche de 10 20 pas de restriction 1 voie fermée
roulement
Etanchéité 0 20 pas de restriction 1 voie fermée
Garde-corps 25 40 pas de restriction 1 voie fermée
Caniveau 0 35 pas de restriction pas de restriction
Barrières de 25 40 pas de restriction 1 voie fermée
sécurité
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

16. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Présentation de la famille A
Ouvrage de référence A0
Variante A1
Poutres hybrides HLE S355 / S460
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

17. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Présentation de la famille A
Variante A2
Acier auto-patinable
Variante A3
Sur-dimensionnement en
prévision d’un
accroissement de trafic
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

18. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de construction
2
Béton
1.8 S355
Coût total de construction ( 10 €)
1.6 S460
6
Goujons
1.4 Montage
1.2 Préparation de la surface
pour l'acier autopatinable
1 Protection anticorrosion
C4 ANV
0.8 Appareils d'appui
0.6 Equipements
0.4
0.2
0
A0 A1 A2 A3
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

19. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de cycle de vie
2.5
2.4
Coûts de cycle de vie ( 10 €)
A0
6
2.3 A1
2.2 A2
A3
2.1
2
1.9
1.8
1.7
0 20 40 60 80 100
Temps (années)
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

20. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de cycle de vie
3
Coûts de construction
Coûts de vie en service
2.5 Coûts de démolition
2
Coût ( 10 €)
6
1.5
1
0.5
0
A0 A1 A2 A3
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

21. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de cycle de vie
25
Pas de distinction entre les variantes
Coût aux usagers ( 10 €)
A0, A1, A2, et A3 pour les coûts aux
20 usagers
6
15
10
5
0
0 20 40 60 80 100
Temps (années)
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

22. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Présentation de la famille B
Ouvrage de référence B0-1
Variante B0-2
Ouvrage en béton armé coulé en place
(BRISA).
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

23. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Présentation de la famille B
Variante B0-3
Ouvrage en béton avec poutres
préfabriquées (BRISA).
Variante B0-4
Poutres de type
profilés HEA900
(Arcelor Mittal)
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

24. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Présentation de la famille B
Variante B2 (BRISA)
Structure continue
avec travées de rive
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

25. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de construction
0.45
Fondations & appuis
0.4 Dalle de béton
Charpente métallique
Coût total de construction ( 10 €)
0.35 Appareils d'appui
6
Equipements
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
B0-1 B0-2 B0-3 B0-4 B2
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

26. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de cycle de vie
0.8
B0-1
Coût de cycle de vie ( 10 €)
0.7 B0-2
6
B0-3
0.6 B0-4
B2
0.5
0.4
0.3
0.2
0 20 40 60 80 100
Temps (années)
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

27. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de cycle de vie
1
Coût de construction
Coût de vie en service
0.8 Coût de démolition
Coût ( 10 €)
0.6
6
0.4
0.2
0
B0-1 B0-2 B0-3 B0-4 B2
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

28. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de cycle de vie
1
B0-1/B0-4
Coût aux usagers ( 10 €)
0.8 B0-2
6
B0-3
0.6 B2
0.4
0.2
0
20 40 60 80 100
Temps (années)
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

29. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Présentation de la famille C
Ouvrage de référence C0
Mono caisson
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

30. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Présentation de la famille C
Variante C1-1
Bi-caissons
Variante C1-2
Mono caisson, aciers HLE
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

31. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de construction
20
Béton
18 S355
S460
16 S690
Coût total de construction ( 10 €)
Goujons
6
14 Montage
Protection anticorrosion
12 C3 ANI
Protection anticorrosion
10 C4 ANV
Appareils d'appui
8 Equipements
6
4
2
0
C0 C1-1 C1-2
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

32. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de cycle de vie
23
22 C0
Coûts de cycle de vie ( 10 €)
C1-1
6
21 C1-2
20
19
18
17
16
15
0 20 40 60 80 100
Temps (années)
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

33. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de cycle de vie
25
Coûts de construction
Coûts de vie en service
20 Coûts de démolition
Cost ( 10 €)
15
6
10
5
0
C0 C1-1 C1-2
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

34. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Coûts de cycle de vie
120
Coût aux usagers ( 10 €)
100
Pas de distinction entre les variantes
6
C0, C1-1, et C1-2 pour les coûts aux
80 usagers
60
40
20
0
0 20 40 60 80 100
Temps (années)
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

35. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Conclusions/perspectives
• Approche intégrant les différentes étapes du cycle de vie
Conception Production Fabrication
des matériaux
Démolition Utilisation
Fin de vie Exploitation Construction
Maintenance
Réhabilitation
• Impact du dimensionnement initial sur toutes les étaptes de la vie de l’ouvrage
• Challenges:
– Couplage avec l’analyse environnementale
– Recueil de données concernant les chantiers de construction/maintenance
– Connaissance et appréciation des opérations de maintenance sur la durée
de vie des ouvrages
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT

36. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
Merci pour votre attention
Ngoc-Binh TA, Noël ROBERT