Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Bruno GODART : Directeur technique Ouvrages d'art au Laboratoire central des ponts et chaussées
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André LE ROUX : Directeur de recherche émérite LCPC (Laboratoire central des ponts et chaussées)
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Lire l’articleINTRODUCTION
L'alcali-réaction, que l'on appelle aussi communément réaction alcali-granulat, désigne la réaction chimique à l'origine de désordres imputables à un déséquilibre entre les minéraux présents dans les granulats et la solution interstitielle fortement alcaline du béton. Cette réaction, si elle est dominante, n'est cependant pas la seule réaction de gonflement interne du béton.
Cette réaction est à présent décelée dans la plupart des régions du monde. Ce fut probablement R.J. Holden qui observa pour la première fois aux États-Unis, en 1935, la présence de réactions chimiques dans les bétons, entre les ciments et certains granulats. Puis, Kammer et Carlson constatèrent également l'existence de désordres, mais c'est Stanton qui le premier précisa (en 1940) la nature des réactifs en cause dans les dégradations observées sur des chaussées en Californie. En France, il faut attendre la fin des années 1970 pour certifier la présence d'alcali-réaction au sein de quelques barrages [1] [2], et 1987 pour découvrir que plusieurs ponts sont atteints par cette maladie [3]. Les structures les plus touchées sont celles qui sont en contact avec l'eau ou celles qui se situent dans des environnements humides ; ce sont donc essentiellement les ouvrages de génie civil et certaines pièces humides de bâtiments qui sont les plus vulnérables.
Après avoir expliqué le mécanisme de la réaction puis avoir passé en revue les dernières connaissances acquises sur le sujet, nous aborderons la pathologie des structures atteintes d'alcali-réaction et les problèmes de gestion qui en découlent, puis terminerons par la politique de prévention appliquée en France depuis le début des années 1990 et qui s'avère être efficace avec le recul que l'on peut en avoir actuellement.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 1991 par Paul POITEVIN
- Version archivée 2 de nov. 1995 par Bruno GODART, André LE ROUX
DOI (Digital Object Identifier)
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Mécanisme de l'alcali-réaction5. Conclusion
Au niveau de la compréhension des phénomènes, des recherches fondamentales sont encore nécessaires pour bien comprendre les mécanismes de formation et d'expansion des gels, en résumé le « moteur » du gonflement. La modélisation au niveau du matériau et de la structure reste un champ de recherches très ouvert.
En matière de pathologie, il convient de noter que la situation est plutôt rassurante en termes de sécurité. Les techniques de diagnostic de l'alcali-réaction sont maintenant bien assises ; une méthodologie d'aide à la gestion des ouvrages touchés par l'alcali-réaction existe et demande encore à être utilisée le plus souvent possible de façon à accroître sa pertinence. Sur la base de l'expérience acquise, on sait qu'il n'existe pas de solution éprouvée et pérenne pour réparer les ouvrages, mais il semble que la méthode de traitement la plus appropriée dans la majorité des cas soit en premier lieu de rétablir les systèmes d'évacuation des eaux pluviales si ceux-ci sont défaillants, et en second lieu de mettre en œuvre un revêtement d'étanchéité. À défaut de constituer un traitement définitif, cette méthode permet de ralentir la progression des désordres.
La politique de prévention des désordres fondée sur les recommandations publiées par le LCPC en 1994 semble avoir porté ses fruits puisque l'on n'a pas observé de nouveaux cas d'alcali-réaction sur les ouvrages construits selon leurs préceptes. Les principes de ces recommandations ont d'ailleurs été intégrés dans la nouvelle norme NF EN 206-1 relative aux bétons. L'ouverture vers l'approche performantielle représente le passage de ce qui était l'obligation de moyens à une obligation de résultats ce qui s'inscrit dans la démarche actuelle de développement durable.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LESAGE (R.), SIERRA (R.) - Le point sur les réactions alcalis-granulats dans les bétons hydrauliques. - Bulletin de liaison des LPC, no 90, p. 103-105, juil.-août 1977.
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(2) - Alcali-réaction dans les barrages en béton. Aperçu général et recommandations. - Bulletin 79 de la Commission Internationale des Grands Barrages (1991).
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(3) - Circulaire no 88-94 relative aux désordres constatés sur des ouvrages d'art en béton. - Direction des Routes. Ministère de l'Équipement et du Logement, 9 nov. 1988.
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(4) - DRON (R.), BRIVOT (F.) - Thermodynamic and kinetic approach to the alkali-silica reaction. - Part 1 : Concepts, Cement and Concrete research, vol. 22, no 5, p. 941-948 (1992). – Part 2 : Experiment, Cement and Concrete research, vol. 23, no 1, p. 93-103, janv. 1993.
-
(5) - POOLE (A.B.) - Alkali-silica reactivity mechanisms of gel formation and expansion. - 9th International Conference on AAR. Londres, UK, p. 782-787, 27-31 juil. 1992.
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NORMES
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Ciments – Partie 1 : composition, spécifications et critères de conformité de ciments courants. - NF EN 197-1 - 02-01
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Béton – Partie 1 : spécification, performances, production et conformité. - NF EN 206-1 - 04-04
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Granulats – Méthodes d'essai de réactivité aux alcalis (norme expérimentale) - XP P18-594 - 02-04
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Granulats – Critères de qualification des granulats naturels pour béton hydraulique vis-à-vis de l'alcali-réaction. - FD P18-542 - 02-04
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Béton – Réactivité d'une formule de béton vis-à-vis de l'alcali-réaction – Essai de performance. - NF P18-454 - 12-04
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Béton – Réactivité d'une formule de béton vis-à-vis de l'alcali-réaction – Critères d'interprétation des résultats de l'essai de performance. - FD P18-456 -
ANNEXES
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