Contexte et objectif
Le pont en arc à tablier inférieur sur le fleuve Garigliano se situe au km 156-250 de la S.S. 7 « Via Appia », à Minturno (LT). L'objectif était la caractérisation dynamique de l'ouvrage : fréquences propres de vibration, amortissements et déformées modales.
La campagne d'essais s'est déroulée le 11 mai 2020 dans le cadre d'une convention entre Novatest S.r.l. et le département DICEA de l'Università Politecnica delle Marche, qui a assuré le traitement scientifique des données. Il s'agit d'une identification dynamique ponctuelle, et non d'une surveillance continue permanente.
L'ouvrage et la campagne expérimentale
L'ouvrage est en béton armé, avec une travée centrale d'environ 50,85 m et deux travées de rive d'environ 12 m, soit une longueur totale d'environ 75 m pour un tablier large d'environ 9 m. Au moment de la campagne, une suspente était rompue à la suite du choc d'un véhicule.
Les mesures ont associé l'enregistrement des vibrations ambiantes, dues au vent, aux microséismes et au trafic des routes voisines, à des essais impulsionnels obtenus par le passage contrôlé d'un véhicule lourd sur le tablier.
Acquisition et disposition des capteurs
Le réseau de mesure comprenait des accéléromètres sismiques IEPE reliés à des centrales d'acquisition multicanaux synchronisées, avec conversion 24 bits et filtrage anti-repliement.
Les capteurs ont été disposés selon trois configurations successives sur le tablier et sur l'arc ; certains points de référence sont restés fixes afin de rendre les configurations comparables. Des acquisitions dédiées ont porté sur chaque suspente.
Traitement et identification dynamique
Les signaux ont été filtrés, débarrassés des séquences présentant des pics anormaux et rééchantillonnés avant l'analyse. Le contenu fréquentiel a été examiné par FFT.
Les paramètres modaux ont été identifiés par Stochastic Subspace Identification (SSI) dans le domaine temporel. Les modes stables ont été sélectionnés à l'aide du diagramme de stabilisation et du critère MAC, en distinguant les modes structurels des modes purement numériques.
Résultats : paramètres et déformées modales
L'analyse a mis en évidence les principales fréquences propres du pont, leurs amortissements modaux et les déformées modales associées, représentées sur un modèle géométrique schématique des points de mesure.
Les déformées modales décrivent le mouvement relatif des points mesurés : elles constituent une base expérimentale pour la connaissance de l'ouvrage, et non une vérification structurelle des matériaux.
Focus sur les suspentes
Une identification dynamique spécifique a porté sur chaque suspente, avec l'analyse des historiques temporels et des spectres. Les déformées identifiées sont des modes de flexion perpendiculaires à la direction des suspentes ; la suspente endommagée n'a fourni aucun paramètre identifiable.
Les résultats des suspentes ont été traités séparément des paramètres globaux du pont.
Conclusions
La campagne a permis d'évaluer la réponse structurelle du pont et d'obtenir les déformées modales associées à ses principales fréquences propres, ainsi que le comportement dynamique des suspentes.
Une nouvelle identification dynamique a été recommandée après la remise en état de la suspente endommagée, afin de disposer d'une comparaison sur les mêmes bases expérimentales.