Test de charge et essai de chargement sur des structures. Que propose OSMOS ?

Projet de réhabilitation ou de réagencement, apparition de désordres, maintenance, sinistre : beaucoup de situations peuvent nécessiter d’entreprendre un essai de chargement ou test de plancher par chargement sur un ouvrage. Les systèmes de mesure d’OSMOS ont déjà permis de valider la capacité portante de nombreux ouvrages aux problématiques variées en procédant à un test de chargement. En effet, une telle opération vise à détecter les défaillances éventuelles de l’édifice avant qu'elles ne surviennent et permet de déterminer son comportement mécanique. Les tests de charge et essais de chargement servent également de point de référence pour optimiser le programme de maintenance.

Comment se déroule un test de chargement avec OSMOS ?

Les tests de plancher par chargement font partie du champ d’application des solutions OSMOS. Ils peuvent être menés sur tout type de constructions, comme des bâtiments courants, des parkings, des bâtiments industriels ou des structures de patrimoine ancien, et ce, dans divers contextes. Avec un grand nombre de tests de planchers à son actif, OSMOS aide de nombreux gestionnaires d’ouvrages à déterminer la capacité portante de leur structure ou partie de leur structure.

Un test de plancher par chargement se décompose en deux opérations distinctes : une phase de chargement et la prise de mesures menée simultanément. L’essai de chargement consiste à lester par palier une ou plusieurs zones définies d’une structure jusqu’à atteindre un poids de référence établi ou une capacité maximale limitée en fonction des mesures effectuées et contrôler en temps réel. Cette opération peut être menée par le gestionnaire lui-même, une société tierce ou bien par OSMOS. L’instrumentation des éléments supports réalisée par OSMOS permet d’enregistrer les déformations induites par le chargement et de les analyser. Nous sommes ainsi en mesure d’évaluer les effets induits par chaque palier de poids sur le comportement de la structure.

Installation et réglage des Cordes Optiques avant la réalisation d’un test de charge

Le cas particulier des ponts : l'épreuve d'ouvrages pour vérifier l'impact des charges roulantes

Face au vieillissement généralisé et parfois prématuré du patrimoine causé principalement par le trafic routier, notamment les passages de poids lourds et de convois exceptionnels, OSMOS propose des solutions pour caractériser les charges subies par les ponts et ouvrages d’art et quantifie l’impact exact de l’exploitation sur leur état structurel.

Afin de calibrer le système de monitoring selon les réponses de l’ouvrage aux sollicitations, il est nécessaire d’effectuer un test de charge au préalable. Cette étape consiste à faire passer des camions de différents calibres (poids, longueur) dans plusieurs configurations (vitesse, direction) sur le pont instrumenté. Cela permet d’identifier les signatures dynamiques associées aux différentes charges d’épreuve et de vérifier le comportement normal du tablier sous l’effet de ces passages de véhicules.

À la suite du test de charge, une surveillance continue de l'ouvrage est mise en place afin d'analyser et de suivre l'évolution de son comportement mécanique face aux sollicitations internes et externes. L'analyse des données dynamiques permet ensuite d'étudier les conditions d'exploitation réelles de l'ouvrage et d'accéder à ces informations mises à jour à chaque passage de convois via notre solution WiM+D^®.

Un essai de chargement, pour quoi faire ?

Un essai de chargement permet de déterminer la charge de service nominale ou la charge maximale supportée par la structure dans le domaine pseudo-élastique, sans qu’elle ne représente un risque d’effondrement. En parallèle, un tel essai vise à mesurer les déformations instantanées ou différées de la structure sous charge d’exploitation. De plus, une telle opération peut consister à détecter d’éventuelles défaillances ou bridage de la structure. Il peut être exécuté dans différents contextes :

Projet de réhabilitation ou de réaménagement : si un changement d’usage est opéré sur un ouvrage, ses charges d’exploitation peuvent alors varier. Ces nouvelles charges s’ajoutent aux charges permanentes et constituent des sollicitations nouvelles pour l’ouvrage. Dans ce cas de figure, le test de chargement est donc nécessaire et peut s’inscrire dans le diagnostic structurel complet du bâtiment réhabilité.
Apparition de désordres : lors de l’apparition de fissures ou d’un affaissement de plancher, le monitoring structurel permet de préciser l’origine des désordres et de vérifier la capacité portante résiduelle de la structure.
Maintenance d’un ouvrage et/ou d’un équipement : les structures sont soumises à des sollicitations internes et externes qui sont à l’origine de leur détérioration ou fatigue au fil du temps. Un ouvrage peut donc voir sa capacité portante amoindrie ou une réponse mécanique inadaptée à son usage ou aux équipements qu’il supporte. Les essais de chargement permettent de réévaluer la charge supportée par la structure et de réadapter la politique de maintenance de l’ouvrage en conséquence.
Justification impossible par le calcul : Que ce soit dans le cadre de la réglementation incendie, ou en raison de l’évolution des règles de calcul et des coefficients de sécurité associés, ou par méconnaissance ou impossibilité d’un diagnostic préalable complet de la structure, il arrive souvent que le plancher ne puisse être justifié au calcul. Dans un tel contexte, un test de chargement sera donc très certainement demandé afin de vérifier l’état réel de l’ouvrage et de répondre à la problématique de la capacité portante nécessaire à la sécurité des biens et des personnes.

La plupart des tests de planchers valident la capacité des structures à supporter les charges testées. Toutefois, il arrive que les essais montrent une insuffisance de l’ouvrage. Dans ce cas de figure, le monitoring structurel d’OSMOS permet de quantifier précisément le déficit de la structure pour permettre de définir les mesures de consolidation à mettre en œuvre.

Quelques références d’OSMOS :

Test de chargement - Bâtiment Safran Power Units

Test de Chargement Hotel Ritz, Paris - France

Test de chargement pont 37BR - Grèce

Groupe scolaire Merville, Lorient

Chambre d’agriculture, Caen

Lycée Rabelais, Hérouville Saint-Clair