Auscultation d'ouvrages d'art d'autoroute par laser-scanner

Données de l'ouvrage

• Ouvrage d'art en dalles béton pré-fabriquées
• Longueur 90 m, Largeur 25 m

Objectif

• Point zéro de l'auscultation générale
• Agencement des dalles
• Déformations

Besoin exprimé

• As-built du dessous de l'ouvrage
• Profils en long sur les files de dalles
• Déformations de chaque dalle
• Déformation de l'ensemble du dessous de l'ouvrage

Contraintes

• Passage d'une voie ferrée (TGV) en service
• Route départementale très fréquentée
• Précision requise < 4 mm

Etude du chantier

Le tablier de l'ouvrage a été construit avec des dalles en béton préfabriquées, qui ont été fixées sur les poutres métalliques longitudinales. La dénivelée entre les deux culées (45 cm) et la forme en parallélogramme de l'ouvrage ont entraîné des difficultés de pose des dalles.

Le résultat est un pianotage des dalles les unes par rapport aux autres, ainsi qu'une flexion / torsion de chaque dalle.

Les relevés par laser-scanner devaient d'une part quantifier le pianotage des dalles et d'autre part servir de point zéro pour l'auscultation de l'ouvrage.

Nous avons établi un canevas polygonal de référence en X, Y, Z pour l'auscultation de l'ouvrage par les méthodes topographiques classiques: station totale pour la triangulation planimétrique et nivellement géométrique de précision pour l'altimétrie. Ce canevas a bien sur servi de base à la mesure des cibles qui permettent le géoréférencement des scans.

Le pont passe sur une route départementale et une ligne à grande vitesse. Les deux axes drainent un trafic dense: il est donc hors de question d'interrompre le trafic. Pour des raisons évidentes de sécurité, un certain recul est à respecter par rapport à la ligne du TGV (la plupart des rames passant à 300 km/h).

Le système laser-scanner nous a permis de travailler sous ces deux contraintes sans altérer les résultats et les délais.

Le cahier des charges initial d'APRR mentionnait l'établissement de 10 profils en long entre chaque poutre longitudinale pour quantifier le pianotage des dalles entre elles sur toute la longueur du pont.

La densité et la finesse des nuages de points relevés nous ont tout naturellement poussé à proposer deux autres types d'analyse géométrique:

• Avec une moyenne de 100 000 points relevés par dalle, nous avons fourni leur déformée indépendamment l'une de l'autre et ainsi indirectement la répartition des efforts dans chaque dalle. En répétant le même processus lors des prochaines mesures, nous pourrons donner une évolution de la géométrie dalle par dalle.
• Toujours en tirant profit de la haute densité de relevé il est possible de mettre en évidence le pianotage des dalles les unes par rapport aux autres, de part et d'autre de la travée centrale, sur toute la longueur. Nous visualisons la déformée générale du pont, au même titre que les profils.

Les prochaines campagnes d'auscultation feront l'objet de procédures identiques pour pouvoir interpréter des éventuels mouvements (tassements, torsions...) du tablier de l'ouvrage par rapport aux valeurs précédentes.

Les informations géométriques sont beaucoup plus denses que celles acquises par les méthodes classiques, en un temps plus court. Grâce au codage des couleurs, les déformations des surfaces auscultées sont interprétées avec plus de facilité.