Les enjeux économiques

Parmi le patrimoine d'ouvrages, celui des structures en béton est le plus large en nombre et en typologies, puisqu'il recouvre entre autres des ouvrages aussi divers que des tuyaux de réseaux d'assainissement, des pylônes, des silos, des bâtiments ou des ponts etc. La maîtrise du vieillissement de ces ouvrages est donc un enjeu économique majeur au moment où leur âge moyen va imposer de faire des choix importants concernant leur maintenance, le prolongement de leur durée de vie ou leur remplacement.

D’un point de vue économique, la corrosion est d'une importance primordiale, puisque son coût représente, selon l'Organisation Mondiale de la Corrosion (WCO), 3 à 4% du PIB des pays industrialisés. Le remplacement des équipements et matériels corrodés constitue pour l'industrie une charge financière très élevée, à laquelle il faut ajouter le manque à gagner correspondant à l'arrêt des installations pour effectuer les réparations.

Pour les structures de Génie Civil en béton armé la corrosion des armatures représente 80% des pathologies observées. Elle a des conséquences importantes sur la capacité portante des ouvrages. Même si dans certains cas les conséquences ne sont pas structurelles, elles peuvent affecter l‘esthétique de l’ouvrage et donc déprécier son image auprès des utilisateurs (habitants d’immeubles par

exemple). Ensuite lorsque les dégradations sont très avancées, les coûts de réparation sont souvent très importants et sont susceptibles d’entraîner des nuisances ainsi qu’une gêne pour les usagers comme la fermeture d’un pont pendant les travaux de réparation. Cette indisponibilité de l’ouvrage s’accompagnera également de pertes d’exploitation pour le maître d’ouvrage (cas d’une centrale de production d’énergie). A titre d’exemple, un jour d'arrêt d'un réacteur entraîne un manque à gagner de près d'un million d'euros. Le coût de la réfection partielle d’une coque d'aéroréfrigérant est de l'ordre de 3 à 10 M€.

 

Figure 1 - Evaluation des pertes dues à la corrosion

Le coût global moyen tient compte non seulement du coût de conception et de construction mais aussi celui de la maintenance, de la vulnérabilité et de la démolition/reconstruction. La demande générale pour plus de services aux meilleures conditions économiques, dans le respect de l’environnement et des contraintes induites par le développement durable obligent le secteur du génie civil à développer une politique nouvelle de gestion des constructions, cohérente et intégrée. La maintenance des structures vieillissantes nécessite des outils performants de prédiction de la performance et de la durée de vie des structures.

De nombreuses études ont montré par exemple le coût exorbitant de la corrosion, qui est estimé dans les pays développés à plusieurs points de PIB, et l’on sait que la corrosion du béton armé est, de loin, le mécanisme de détérioration des ouvrages qui a le plus d’impact. Par exemple, pour les USA une étude de la FHWA l’avait estimé en 2001 à 276 milliards de dollars annuels, soit 3.1 % du PNB, (« Corrosion Costs and Preventive Strategies in the United States » Publication No FHWA-RD-01-156). L’activité pour la maintenance liée au risque de corrosion pour le département TEGG d’EDF représente environ 3 millions d’euros.

Jusqu’à présent, la connaissance partielle des phénomènes de dégradation, en particulier dans les conditions réelles des ouvrages, la qualité parfois médiocre des constructions au cours du temps, l’augmentation des charges de service et environnementales, le manque d’entretien, ont amené à une accélération du vieillissement de nombreux ouvrages. Faute d’anticipation, les maitres d’ouvrages procèdent à des maintenances curatives alors qu’une gestion préventive permettrait de prolonger la durée de vie des ouvrages tout en assurant au moindre coût leur sécurité.
Le projet ambitionne donc d’anticiper ces risques et de mener une gestion préventive des ouvrages afin de prolonger leur durée de vie et réduire les coûts associés.


Dans le cadre d’une analyse globale de la durée de vie d’un ouvrage, les données économiques de réparation ne sont qu’une partie des coûts supportés, il faut y ajouter les coûts indirects liés aux perturbations des usagers de ces ouvrages. Il est aujourd’hui nécessaire pour les différents acteurs de la filière génie civil et construction, d’aborder le cycle de vie des ouvrages et leur durée de vie de manière plus efficace, rationnelle et pertinente.


Sur le moyen terme, le projet va avoir un bénéfice environnemental important. Le prolongement de la durée de vie des ouvrages permettra de réduire sensiblement l’impact de la production de ciment sur l’émission de gaz à effet de serre, responsable aujourd’hui de 8% des émissions de CO2 dans le monde.

Il apparaît ainsi nécessaire de favoriser la gestion préventive au dépend de la maintenance curative pour atteindre ou rallonger la durée de vie des ouvrages et réduire les coûts associés.  
Une des clés, pour atteindre cet objectif, est la surveillance des phénomènes de vieillissement (prévisibles et/ou pathologiques) (Frangopol and Tsompanakis 2014).
Cette surveillance doit être adaptée en fonction de l’âge de l’ouvrage, allant des études amont à la maîtrise d’œuvre en passant par le diagnostic visuel, le diagnostic mesures et les études.

La figure 1 au milieu de la page présente le segment de positionnement du présent projet dans le cycle de vie d’un ouvrage.