Méthodes modernes de renforcement des structures industrielles

1. Méthodes modernes de renforcement des
structures industrielles
Les ouvrages industriels en béton exigent des réparations périodiques et souvent l’exécution
de renforcement de la structure. Ces mesures sont nécessaires pour poursuivre en sécurité leur
exploitation.
Elektrownia Rybnik
Histoire d’une tour de refroidissement
Une des causes de la détérioration des structures peut être due à leur exécution avec de grands
écarts par rapport à la géométrie prévue. Une tel problème concerne la tour de refroidissement
en béton armé n° 1, situé sur le site de la centrale électrique EDF Pologne à Rybnik (ancienne
centrale électrique Elektrownia Rybnik SA),. La tour de refroidissement, située dans la partie
sud-de la zone utilisée par l’usine, prend en charge les blocs n° 5 et n° 6, elle a été conçue
sous la forme d’un hyperboloïde de révolution à une coque d’une épaisseur variable. Lors de
la construction de l’ouvrage, probablement en raison d’une erreur d’arpentage, des déviations
par rapport à la forme projetée de la coque ont eu lieu et des imperfections sont apparues. Par
conséquent, cela a entraîné la formation d’importants moments fléchissants, par la suite, des
fissures et des craquements sont apparues dans la coque en béton armé, ce qui constitue une
menace à la résistance et à la stabilité de la tour de refroidissement.

2. Programme des travaux de réparation
Pour la modernisation de l’ouvrage, des solutions techniques et des matériaux proposés par
TINES MEGACHEMIE ont été sélectionnés. Le programme des travaux de remise en état a
compris : la réparation, le renforcement (au moyen des armatures extérieures) et la mise en
place d’un revêtement de protection de la coque en béton armé et des poteaux du
soubassement de la tour de refroidissement. La réparation et le renforcement de la coque et
des poteaux de soubassement de la tour de refroidissement n° 1 dans la centrale EDF Rybnik
ont été effectués fin juin et début juillet 2012. En premier lieu, après le nettoyage de la surface
du béton armé à l’extérieur et à l’intérieur de la coque et sur les poteaux inclinés de
soubassement, un inventaire des dégâts a été effectué, une attention particulière a été portée
aux fissures dans la coque. Ensuite, les fragments dégradés du béton ont été éliminés, les
armatures mises à nu ont été nettoyées et protégées, puis les cavités du béton ont été remplies.
Pour les réparations, les matériaux du système de réparation MEGAcrete ont été utilisés. Le
système comprend des mortiers polymère-ciment prêts à l’emploi conçus pour exécuter la
protection contre la corrosion des armatures et de la couche d’accrochage, effectuer la
réparation des cavités dans le béton à la main ou à l’aide de pulvérisation par voie sèche ou
humide (PCC et SPCC), et un mastic de remplissage spécial époxy-ciment (type ECC). En
premier lieu, une protection antirouille des armatures mises à nu a été effectuée au moyen du
mortier MEGAcrete ACM, ensuite l’on a procédé à la réparation des défauts. Du côté
extérieur de la coque de la tour de refroidissement, vu la nécessité d’effectuer des réparations
locales de la couche existante du béton projeté, les réparations ont été effectuées
principalement suivant la méthode de projection à sec. De ce fait, l’on a utilisé le mortier de
réparation MEGAcrete SEC S, caractérisé par un faible temps de prise et de durcissement et
par une forte résistance initiale. Du côté du revêtement intérieur et sur les poteaux de support,
les cavités ont été remplies au moyen de mortiers appliqués à la main. Ici, l’on a utilisé
principalement le mortier MEGAcrete ACM appliqué comme couche d’amorçage et deux
mortiers de réparation microsilicés et armés de fibres synthétiques – MEGAcrete 20 et
MEGAcrete 60. Dans la dernière étape de la réparation du revêtement béton, l’on a utilisé des
mortiers de ragréage à grain fin et à faible retrait adhésif pour assurer le ragréage, le lissage et
l’étanchéité des surfaces en béton – MEGAcrete FL et MEGAcrete ECC FL. Pour rendre la
structure monolithique. le collage forcé (injection structurelle) des fissures et des craquements
apparus sur le coque a été effectué au moyen de résines d’injection époxy bi-composantes à
faible viscosité – MEGAdur EP 050 I et MEGAdur EP 140 I.

3. Renforcement de la structure
Le projet de renforcements de la structure as prévu l’utilisation d’armatures extérieures sous
forme de feuillards composites en fibres carbone –- bandes NEOXEPLATE constituant une
part du système de renforcement des structures NEOXE. C’est une solution qui présente une
haute résistance à la fatigue et une excellente résistance à la corrosion.. NEOXEPLATE sont
les seules bandes composites fabriquées en Pologne dont la production est basée sur la
méthode de mise en œuvre en continu (pultrusion). Ce procédé permet d’obtenir des
composites structurels présentant une répartition uniforme des fibres de renforcement dans la
section. Les éléments fabriqués suivant cette méthode présentent de nombreux avantages et
rivalisent avec succès avec des profils métalliques traditionnels en acier ou en aluminium et,
en ce qui concerne la résistance mécanique et le poids, leurs paramètres sont nettement plus
avantageux. La résistance à la traction de ce type composites varie de 2500 à 3300 MPa en
fonction du type et du pourcentage de fibres dans la section transversale de la bande). Le
module d’élasticité déterminé dans la direction des fibres dans la bande peut prendre des
valeurs dans une plage de 160-280 GPa. ce qui permet la sélection d’une élasticité appropriée
des bandes en fonction des conditions de travail de la section. Un possibilité d’utiliser des
bandes de n’importe quelle longueur fait qu’il n’est pas nécessaire d’effectuer des joints, ce
qui évite ainsi la formation de bosses dans la structure. Il est également possible d’utiliser plus
d’une couche de composite sans réduire la durabilité et la fiabilité du renforcement.
À la suite des calculs effectués, les bandes de type NEOXEPLATE HS 514 ont été
sélectionnées pour l’exécution du renforcement. Dans les endroits où le projet prévoit le
collage de bandes, le traçage de leur position a été effectué, le support a été reprofilé et ragréé
au moyen d’un mortier époxy à action rapide NEOPOXE 41. Les bandes ont été fixées au
support au moyen d’une colle système NEOPOXE 30, ce qui a leur interopération mécanique
et physique avec le béton. Les bandes collées sur la face interne de la coque en béton de al
tour de refroidissement, dans les endroits où les fissures les plus importantes étaient présentes,
dans une direction perpendiculaire à leurs axes. De cette façon, elles constituent des «
coutures » qui relient les bords des fissures et des craquements. De plus, aux extrémités de
chacune des bandes principales horizontales, des tronçons courts (environ 20-30 m) de bandes
verticales ont été collés. Elles constituent un renfort supplémentaire de la zone d’ancrage des

4. bandes principales.
Après l’achèvement des réparations du béton et après le renforcement de la structure, les
revêtements de protection ont été reconstruits dans les emplacement où les réparations avaient
été effectuées. À cette fin, des matériaux appropriés du système de protection de structures
ont été utilisés MEGAprotect – MEGAprotect EP 13 et MEGAprotect EP 22 HS, vérifié lors
de la mise en place des revêtements de plusieurs tours de refroidissement et de plusieurs
refroidisseurs à ventilateurs.
Les systèmes et les matériaux offerts par TINES Megachemie, utilises pour la réparation et le
renforcement de la tour de refroidissement n° 1 dans la centrale EDF Rybnik SA, ils ont été
également éprouvés dans plusieurs autres ouvrages de génie et ouvrages industriels. Les tours
de refroidissement n° 4 et n° 5 dans le groupe énergétique polonais PGE Górnictwo i
Energetyka Konwencjonalna SA, Centrale électrique Turów, refroidisseurs à ventilateurs dans
la société d’industrie de cuivre KGHM Polska Miedź SA, Fonderie de cuivre Głogów, silos
en béton armé dans O-I Produkcja Polska SA à Jarosław, ou renforcement du silos ZM-1 dans
la centrale électrique ENERGA Elektrownie Ostrołęka SA, ce sot des projets sélectionnés où
des solutions TINES MEGACHEMIE sont utilisées.
Wzmocnienie chłodni kominowej taśmami Neoxeplate

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