Analyse fréquentielle automatisée pour la mesure de tension de câbles de précontrainte extérieure

Abstract

De très nombreux ponts du patrimoine bâti sont équipés de câbles de précontrainte extérieure installés soit lors de la construction, soit lors de renforcements. Ces câbles sont généralement composés de torons en acier protégés par une gaine injectée au coulis de ciment. En mettant le béton en compression, les câbles lui permettent de résister aux charges auxquelles il est soumis. Il est alors important de pouvoir connaître la tension résiduelle dans les câbles afin de savoir s’ils assurent toujours leur fonction. Pour cela les méthodes vibratoires sont fréquemment utilisées. La méthode d’essai LPC n◦35 est principalement utilisée en France pour les câbles sur ouvrage. Elle permet d’obtenir la tension d’un câble à partir de différents points de mesure lorsque le câble est suffisamment long pour pouvoir être modélisé par un modèle de corde vibrante. Les principales limites qui empêchent l’utilisation automatique de la méthode sont la localisation des points d’excitation, l’enregistrement des données et l’utilisation de plusieurs points de mesure. Le travail présenté dans cet article propose de s’affranchir de ces limites en déterminant tout d’abord l’ordre des modes associé aux fréquences détectées, puis en résolvant un problème inverse, afin de déterminer la tension et la rigidité en flexion du câble. La prise en compte de la rigidité en flexion et la nécessité de réaliser une seule mesure permettent de détecter la tension de n’importe quel câble de précontrainte extérieure avec une mesure unique. Cette méthode a été validée en laboratoire et testée sur ouvrage. Elle nécessite une estimation de la masse linéique et de la longueur libre du câble.