Protection cathodique par courant imposé du viaduc de Saint Cloud
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 Protection Cathodique par Courant Imposé du Viaduc de Saint-Cloud - Chantier pilote (anodes forées) G. DAMIEN, A. JACQUEL, P. PEYRAC (DREIA IF/DiRIF) V. BOUTEILLER, B. GODART, T. KRETZ (Ifsttar) C. MICHAUX (In-Situ) F. BOINSKI, J. SCHNEIDER (Cerema – DTer idF) J. CROUZILLAC (BAC) Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 Sommaire 1. 2. 3. 4. Viaduc de Saint-Cloud Protection Cathodique par Courant Imposé Présentation du chantier pilote Résultats 5. 01/01/2014 Voussoirs courants (P2-1 et P2-2) [Voussoir sur pile (P2 0-0‘)] Conclusions et perspectives PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 2 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 1- VIADUC DE SAINT-CLOUD Ouvrage autoroutier en béton entre Saint-Cloud et Boulogne (92) Construit dans les années 70 2 x 2 voies, 120 000 voitures par jour 2 parties : le viaduc d'accès et le pont sur la Seine 1 km de long 20 m de large Béton précontraint Structure poutre caisson 01/01/2014 PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ Viaduc de Saint-Cloud ©IFSTTAR – DELAHOUSSE - 2009 3 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 2- PROTECTION CATHODIQUE PAR COURANT IMPOSE Raisons du choix de la PCCI – anodes forées Pollution en ions chlorures au-delà du 1er lit d'armatures Pas de surcharge supplémentaire sur l’ouvrage Contraintes fortes de réalisation des travaux Présentation de la PCCI (NF EN ISO 12696 – avril 2012) 01/01/2014 Objectif : « stopper » la corrosion des armatures Densité de courant : 2 à 20mA/m² (réparation) Anodes : titane (treillis, anodes forées,…) Critères de performances : Acidification : non avéré si courant inférieur à 110 mA/m² (220mA/m²) Fragilisation Hydrogène (précontrainte)? PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 4 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 Conception et dimensionnement Quantité d'acier à protéger (passif / actif) Type d'anode et durée de vie de l'anode Contraintes géométriques Zones armatures passives / précontraintes Zonages et électronique Monitoring de la PCCI : mai 2012 – avril 2013 01/01/2014 Evolution des courants anodiques (tension fixée) = f(temps) Evolution des potentiels des électrodes de référence = f(temps) Evolution du critère de dépolarisation (24h) = f(temps) (Cartographies de potentiels) PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 5 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 3- CHANTIER PILOTE 01/01/2014 PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 6 Journées Techniques Ouvrages d’Art Extérieur du voussoir 2014 Alimentation électrique Unité centrale Intérieur du voussoir Cabinets esclaves (Duracenter) Connection armatures (cathodes) Choix des tensions Anode 01/01/2014 Electrode de référence ERE20 (Mn/MnO2) PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ Crédit photo H. Delahousse et V. Bouteiller 7 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 z04 4- RESULTATS voussoirs courants Zonage Installation Distribution du réseau anodique – – Distribution des Elec. Références – – durAnode (200 mm) durAfat (50 mm) z01 z02 z01, z02, z03 et z04 intérieur / extérieur Armatures passives / précontrainte z03 ERE20 Ammo Profondeurs (2 lits d'armatures) Hauteurs Précontrainte (maîtrise du risque H2) 01/01/2014 PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 8 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 Suivi du courant = f(temps) 800 Tension appliquée 3à4V 01/01/2014 Tension appliquée 5à6V PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 9 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 Courbes des potentiels = f(temps) Séquences de dépolarisation mensuelles Fragilisation Hydrogène (-850mV) Risque de fragilisation H2 non avéré 01/01/2014 PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 10 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 Courbes d’une séquence de dépolarisation (24h) z03 Dépolarisation 24h (mV) Détermination de la dépolarisation 01/01/2014 PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 11 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 Suivi de dépolarisation (24h) = f(temps) Critère de dépolarisation à 24h / P2-2 / Duracenter 03 450 Delta potentiel à 24h (mV) 400 350 300 Z01-101 250 z01-102 z01-103 200 z02-104 z03-105 150 z03-106 100 z03-107 z03-108 50 critère (100mV) avr.-13 mars-13 févr.-13 janv.-13 déc.-12 nov.-12 oct.-12 sept.-12 août-12 juil.-12 juin-12 mai-12 0 Temps Réglage des tensions et critère d’équilibre de polarisation des aciers 01/01/2014 PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 12 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 Données et Résultats Voussoir courant P2-2 / Duracenter 03 Zone anodique (n° output) 04 Localisation zone gousset 03 haut 02 01 milieu bas du bracon Surface Type d'anode - ext int int 11 m² Nombre Profondeur Tension Courant Courant par Eréf Eref Dépolarisation d'anodes Eref appliquée total/zone anode/zone (nombre) (n° input) 24h (mV) (pce par zone) (cm) (V) (mA) (mA) - durAnode durAnode durAnode 14 5 29 48 - 4 1 3 - - 105 10 106 10 107 10 108 10 104 20 101 20 102 10 103 20 - - 119 6 36 2,6 152 168 302 5 9 1,8 334 162 5 8 52 1,8 416 376 donnée fabricant 5,2 mA OK conception 2,25 mA 4 anodes/m² 01/01/2014 PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 13 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 Conclusions PCCI –AF efficace sur voussoirs courants insuffisante (tq) dans les zones avec beaucoup de précontrainte (mais adaptations possibles) Statistique (550 voussoirs) 518 courants 16 sur pile 16 spéciaux sur pile Seine Chiffrage 01/01/2014 PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 14 Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014 Perspectives Suivi du chantier pilote Vérifier la non acidification du béton autour des anodes forées Publications Chantier à l'échelle de l'ouvrage 01/01/2014 Préparation du CCTP Anodes supplémentaires sur zones très précontraintes (treillis, ribbon, pastilles,…) Solution ragréage Voussoirs « très » particuliers (culée, cantilever,…) PCCI anodes forées – Viaduc de Saint-Cloud_ 15 Merci de votre participation Pour en savoir plus : [email protected] [email protected]
