Dans les pays développés, l’industrie de la construction a été marquée durant le siècle passé. surtout après la seconde guerre mondiale, par un rythme intense; si bien que l’économie d’un pays se mesurait, souvent, à l’activité de cette industrie. Aujourd’hui, ce rythme a sensiblement diminué, alors que les infrastructures existantes sont dans un état de détérioration et/ou de déficiences structurelles, de plus en plus préoccupant. Aux États Unis, près du tiers des 600 000 ponts, que compte le patrimoine américain, est dans un état structurel nécessitant, sinon son remplacement, du moins son renforcement (Norris et coll., 1997). Et ce diagnostic ne s’applique pas aux infrastructures routières seulement; il s’étend également aux autres ouvrages de génie civiL dont les bâtiments, les infrastructures portuaires et les canalisations (Melchers, 2001 ). Le chantier est immense!

Penser au remplacement systématique de toutes ces infrastructures, au moment où l’on assiste à des restrictions budgétaires sans précédent, serait complètement absurde. Les efforts financiers que nécessitent la maintenance, la réparation, et parfois le renforcement. à eux seuls, sont déjà insupportables : l’ ASCE estiment les coûts de réparation des infrastructures aux USA à 1,3 trillions de dollars (Powell, 2001); au Canada, le seul coût de réparation des stationnements étagés est évalué entre 4 et 6 milliards (Bédard, 1992): en France. la surveillance et la réhabilitation des ponts coûterait plus de 45 milliards d’euros par an (Hamelin, 2002).

Principales causes de la détérioration des structures en béton armé

Dégradation des matériaux

Les propriétés physiques et, notamment, le comportement mécanique du béton et des aciers sont susceptibles de se dégrader en fonction des conditions d’environnement définies par la localisation géographique de l’ouvrage (Hamelin, 2002). Ces dégradations sont particulièrement sévères en Amérique du Nord, en raison de : la corrosion des armatures; l’action des cycles gel-dégel; l’utilisation des sels de déverglaçage. Évidemment, ces causes peuvent agir simultanément et de nombreu.x mécanismes d’interaction sont possibles. ce qui engendre des dégradations encore plus importantes.

Modification des conditions d’exploitation ou d’utilisation des ouvrages 

Dans le cas des ouvrages d’art, l’évolution des conditions d’exploitation par suite soit de la modification des charges réglementaires sur essieux. soit de la modification de la fréquence de passage des véhicules. exige d’améliorer la portance des ouvrages, en procédant à leur renforcement.

Par ailleurs, il faut également souligner que bon nombre d’ouvrages existants ont été réalisés alors que les normes, relatives à certains types de sollicitations, étaient inexistantes ou beaucoup moins sévères qu’aujourd’hui. Exemple: la mise en conformité des bâtiments et des ponts vis à vis des sollicitations sismiques, qui constitue une question de grande actualité. L’expérience des derniers séismes a en effet montré que le patrimoine bâti présentait un risque sismique très sérieux en cas de tremblement de terre (Badoux, 2001 ).

Désordres dus aux erreurs de conception ou d’exécution 

Les erreurs commises au stade de la conception ou lors de la réalisation de l’ouvrage peuvent, également, engendrer des désordres sérieux.

Solutions de renforcement des structures en béton armé 

Le chemisage des éléments, l’utilisation de la précontrainte extérieure, le renforcement par collage des tôles d’acier, ou encore, l’utilisation des FRP, constituent des techniques de renforcement structural efficaces et éprouvées .

Historiquement, l’acier était, probablement, le plus utilisé pour le renforcement externe des structures. Cette technique pose cependant le problème de sa durabilité, sérieusement compromise par la corrosion, surtout lorsque cette dernière affecte l’interface acier-béton, difficile alors à contrôler. À cela, il faut ajouter le poids additionnel des tôles ainsi que d’autres problèmes d’ordre technologique: les limites de la technique en termes de surface et de formes à renforcer; la complexité des travaux; et l’impérative spécialisation des entreprises.

Une solution alternative, riche de la longue expérience de ses applications dans des domaines dits stratégiques, comme l’aéronautique et l’aérospatial (ACI-440, 2000), utilisant les matériaux composites avancés, a fait son apparition dans l’industrie de la construction vers les années 80. Mais c’est à partir des années 90 que cette technique a été promue au rang des procédés de renforcement sérieux et économiquement viables. Depuis, le nombre de projets qui l’utilisent dans les ouvrages d’art surtout, mais aussi dans le bâtiment, ne cesse de croître.

Au Japon, pays confronté au phénomène de corrosion des aciers et aussi aux conséquences de l’activité sismique, particulièrement intense dans la région, l’adoption de cette technique est remarquable . Aux États Unis, les matériaux composites sont, entre autres, couramment utilisés pour améliorer la tenue sismique des colonnes (Badoux, 2001 ). En Europe, les développements de la technique sont moins spectaculaires. En partie, à cause des conditions de sollicitations climatiques moins sévères, explique Hamelin (2002). Pourtant, en Suisse, l’on estime à 90 % les parts de marché, utilisant autrefois les tôles d’acier pour le renforcement (tout type de renforcement confondu), désormais occupé par les matériaux composites à base de fibres de carbone (Clarke, 2000) .

Enfin au Canada, des études ont été menées sur l’utilisation des matériaux composites dans les structures en béton armé et précontraint dès le début des années 1990 (Neale et Labossière, 1997). L’apport de ces études à l’avancement des connaissances dans ce domaine est considérable .