Analyse vibratoire d’un pont en maçonnerie lors d’un essai de chargement in situ
Abstract
La France compte plus de 60 000 ponts en maçonnerie. Leur diagnostic et leur entretien sont donc des enjeux majeurs pour la pérennité du transport routier et ferroviaire. La détermination d’indicateurs de dégradation de ces structures au cours du temps a pour objectif de quantifier leur endommagement, ainsi que de déterminer leur capacité portante résiduelle et la maintenance prédictive adaptée. L’analyse vibratoire est un outil non destructif qui fournit des informations utiles pour atteindre ces objectifs. Le projet national DOLMEN a pu bénéficier de la déconstruction du pont d’Osserain (pont surbaissé à trois arches) pour instrumenter l’ouvrage et réaliser un essai de chargement générant des non-linéarités. Des vélocimètres placés sur le tablier du pont ont permis de réaliser des mesures de vibrations ambiantes avant, pendant et après l’essai de chargement/déchargement. Après analyse spectrale des données de bruit ambiant, les fréquences de résonance des deux modes propres détectés ont pu être utilisées pour calibrer les paramètres d’un modèle numérique 3D par éléments finis. Le module d’élasticité de la maçonnerie homogénéisée avant chargement a notamment pu être déterminé par cette approche, et validé par comparaison avec la flèche obtenue lors du début du chargement de l’ouvrage. Un modèle d’endommagement a ensuite été utilisé pour prendre en compte la fissuration, et retrouver l’évolution irréversible des paramètres modaux de l’ouvrage. Les résultats sont cohérents avec les observations et attestent de la pertinence du suivi vibratoire des ouvrages en maçonnerie pour déterminer l’évolution de leur endommagement. Le développement et l’utilisation de modèles numériques avancés permettent de simuler le comportement non linéaire de l’ouvrage et son impact sur le comportement vibratoire ; il pourra à terme servir à déterminer sa capacité portante résiduelle.
