Dans le cadre de la maîtrise d’œuvre du Plan Rail Auvergne réalisée par SETEC pour le compte de RFF, la société Diadès a en charge le diagnostic des 4 viaducs métalliques du XIXe siècle situés sur la ligne LAVAUFRANCHE / ST GERMAIN-DES-FOSSES et dont 2 inscrits au titre du patrimoine des monuments historiques. La mission a consisté, après le recueil et l’analyse des archives des viaducs, à réaliser un programme d’investigations et de diagnostic complet comprenant les relevés dimensionnels et les inspections de l’ensemble des structures métalliques à partir de techniques acrobatiques, à réaliser le diagnostic anticorrosion et les contrôles par magnétoscopie, à prélever des échantillons et les analyser en laboratoire, à mettre au point un modèle de calcul par ouvrage sous le logiciel Pythagore avec la collaboration de SETEC TPI, à définir un programme d’essais de chargement et à réaliser des épreuves statiques. Les modèles ainsi calibrés, et correspondants à la réalité du fonctionnement des ouvrages, ont permis d’étudier au mieux les réparations dans les délais de fermeture impartis de la ligne.
Maître d’ouvrage & Maître d’œuvre
Caractéristiques
Le viaduc du ROUZAT, structure droite à treillis métallique en fer puddlé construite par Gustave Eiffel entre 1868 et 1870, est un ouvrage de 180.60 m de longueur à 3 travées. Il est perché à 58.90 m de hauteur au-dessus de la rivière « la Sioule ».
Le viaduc de NEUVIAL, également construit par Gustave Eiffel, est une structure de 128.95 m de longueur à 2 travées et de 44 m de hauteur, à laquelle se juxtapose une travée d’accès métallique.
Le viaduc du BELLON a été construit à la même période par J.F. Cail et la Compagnie Fives-Lille. Il comporte trois travées pour une longueur totale de 128 m. Les piles sont constituées, selon les ouvrages, de 4 colonnes en fonte renforcées par 4 arbalétriers.
Le viaduc de la BOUBLE est le plus grand des 4 viaducs diagnostiqués. Avec ses 300 m, il surplombe la vallée de plus de 60 m. Cet ouvrage fait l’objet d’une surveillance renforcée depuis 2003. Il présente des pathologies récurrentes depuis son origine.
Détails techniques
Relevés dimensionnels et inspections détaillées
Afin de modéliser au mieux les ouvrages, des relevés dimensionnels exhaustifs ont été effectués tant sur le tablier que sur les piles, notamment de nuit. Une inspection détaillée a permis de juger de l’état pathologique et structurel des quatre viaducs. La plupart de ces contrôles ont été réalisés par techniques acrobatiques.
Diagnostic anticorrosion et magnétoscopie
Un diagnostic complet de la protection anticorrosion a été mené pour juger de la qualité du complexe et définir les meilleures stratégies de maintenance. De nombreuses sections ont fait l’objet de contrôles par magnétoscopie pour s’assurer de l’absence de fissures de fatigue au droit des assemblages sensibles. En parallèle, des échantillons métalliques ont été prélevés sur les structures et analysés en laboratoire.
Recalculs et programmes d’épreuves
Un recalcul complet des viaducs a été mené afin de déterminer notamment les zones sensibles à la fatigue. Un programme d’épreuves de chargement visant à caler ces modèles a été rédigé pour solliciter au mieux les structures. Toutes les réparations ont été étudiées sur la base de ces modèles calibrés.
Essais de chargement
Un convoi de 92 t et une série de capteurs de déplacement, de déformation et de rotation ont permis de caractériser le comportement réel des ouvrages par des essais de chargement réalisés entièrement de nuit. Les modèles ont permis in fine de déterminer les zones à renforcer et de caler la méthodologie et le phasage des travaux, notamment ceux de remise en peinture de l’ouvrage.
