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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Pathologie et gestion des ouvrages malades2. Connaissances récentes
2.1 Connaissances relatives au matériau
La réaction alcali-silice, la plus banale, implique des granulats contenant en proportions variables une ou plusieurs des espèces minérales suivantes : opale, calcédoine, cristobalite, tridymite, quartz microcristallins ou tectonisés, phase vitreuse... Ces espèces minérales peuvent être présentes dans tous types de roches :
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magmatiques : granites, pegmatites, aplites ;
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volcaniques : rhyolites, basaltes, trachytes ;
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métamorphiques : quartzites gneiss, micaschistes... ;
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sédimentaires : grès, quartzites, calcaires siliceux, silex.
La réaction alcali-silicate, elle, implique des roches polyminérales contenant des minéraux silicatés présents dans des roches de type granite, rhyolite, andésite et basalte, où la silice est sous forme microcristalline, ou vitreuse, mais où les minéraux silicatés peuvent intervenir en libérant des alcalins et une partie de la silice de leur réseau. De telles roches peuvent se rencontrer dans les gisements alluvionnaires pourvu que la géologie, les conditions de transport et de sédimentation soient favorables.
Quant à la réaction alcali-carbonate, elle implique les calcaires dolomitiques. Cette réaction bien identifiée au Canada par exemple n'a pas été formellement reconnue lors des études entreprises en France.
Dans la démarche française, la classification vis-à-vis de l'alcali-réaction est obtenue à partir d'essais dont la mise en œuvre et le déroulement sont présentés dans la norme expérimentale XP P18-594, les spécifications faisant l'objet du fascicule de documentation associé P18-542. Cette classification permet de qualifier les granulats en :
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non réactifs (NR) ;
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potentiellement réactifs (PR) ;
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potentiellement réactifs à effet de pessimum (PRP).
Des observations pétrographiques permettant la classification de roches sont présentées sur la figure 5.
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Connaissances récentes
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.
-
(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.
-
(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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