Approche probabiliste d'aide au diagnostic des voûtes en maçonnerie

Discipline

Génie civil

Classification

Bâtiments

Mots-clés libres

ArcProg_Z, Probabilité de défaillance

Mots-clés

Clefs de voûte,

Maçonnerie,

Patrimoine culturel,

Élasticité,

Monte-Carlo, Méthode de,

Matériaux -- Détérioration

Les structures en voûte sont présentes dans la plupart des anciens ouvrages maçonnés : tunnels, ponts, palais, cathédrales ou autres. Arches et voutes sont avec les murs les structures porteuses utilisées en maçonnerie. Leur bon état est alors la clef du bon fonctionnement d’un ouvrage. Les ouvrages maçonnés constituent à présent une proportion importante du patrimoine culturel. Toutefois, la plupart de ces ouvrages sont centenaires et le processus de dégradation s’est déjà enclenché depuis des décennies. Aujourd’hui, leur maintenance et réparation présentent des problèmes importants à leurs gestionnaires. Parfois des réparations ont été entreprises sans pour autant assurer la durabilité souhaitée. La fréquence des interventions se trouve augmentée et les coûts induits deviennent rapidement insupportables. Une situation qui a poussé certains gestionnaires à abandonner complètement leurs ouvrages, malgré leur valeur et leur importance patrimoniales. En effet, l’une des causes majeures d’abandon d’ouvrage est le coût excessif des inspections et des réparations. La question qui se pose dans de telles circonstances est de savoir comment mettre au point une stratégie à la fois efficace et surtout économique de maintenance de ces ouvrages, capable de prolonger leurs durées de vie ? Deux problèmes particuliers d’inspection sous incertitude sont traités : La présence localisée de perte de matière et la perte de matière généralisée. Pour traiter ces deux cas un programme a été développé. Le modèle, sur lequel il s’appuie, permet l’analyse globale de la voûte tout en minimisant au maximum le temps de calcul. Ce modèle constitue un compromis intéressant entre précision et temps de calcul. Les simulations de Monte Carlo ont été couplées à la méthode des éléments finis et implémentées dans un nouvel outil numérique, baptisé ArcProg_Z, afin de proposer une méthodologie cohérente pour l’évaluation probabiliste de la capacité portante des voûtes et de prévision de son mécanisme de ruine.Enfin, une étude de fiabilité de la voûte étudiée précédemment a été menée. La performance de la voûte a été évaluée à travers le calcul de sa probabilité de défaillance « instantanée et dépendante du temps » en fonction du coefficient de variation du module d’Young des différents segments. Les résultats obtenus pour chaque cas sont présentés et discutés.