Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Le béton armé est le matériau de construction le plus répandu dans le monde. Le processus de corrosion est un phénomène électrochimique qui se produit au sein du béton. Il a lieu à la suite de la carbonatation du béton d'enrobage et/ou de la pénétration des ions chlorures.
Pour améliorer la durabilité des ouvrages en béton armé, il est donc nécessaire d’allonger la période d'amorçage de la corrosion en utilisant des bétons peu perméables et un enrobage suffisant. Les méthodes de diagnostic des ouvrages permettent de quantifier l’état de dégradation dû à la corrosion.
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Bruno CAPRA : Agrégé de Génie Civil - Docteur de l’École Normale Supérieure de Cachan - Responsable Scientifique, OXAND (Avon, France)
INTRODUCTION
Le béton armé est aujourd'hui le matériau de construction le plus répandu dans le monde. Si le béton a la capacité d'empêcher la corrosion des armatures, encore faut-il connaître à quelles conditions.
La corrosion des armatures a lieu à la suite de la carbonatation du béton d'enrobage et/ou de la pénétration des ions chlorures. Le processus de corrosion est un phénomène électrochimique qui se produit au sein du béton. La détérioration se déroule en deux étapes :
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dans la première phase, dite d'« amorçage », l'acier est protégé initialement par l'alcalinité élevée de la solution interstitielle régnant à l'intérieur du béton : il se forme une couche passive mince d'oxydes protecteurs. La carbonatation du béton, en diminuant le pH et/ou une quantité suffisante d'ions chlorures, peut détruire cette passivité et amorcer la deuxième étape ;
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dans la seconde phase, se fait la propagation de la corrosion. L'apport d'oxygène, et surtout l'humidité ambiante, contrôlent alors la vitesse de corrosion.
La propagation de la corrosion conduit progressivement à la formation de fissures et au décollement du béton d'enrobage. Pour améliorer la durabilité des ouvrages en béton armé, il faut autant que possible allonger la période d'amorçage en utilisant des bétons compacts et peu perméables (en présence de chlorures, les ajouts de laitiers, de cendres volantes ou de fumées de silice peuvent être bénéfiques). Il faut également que l'épaisseur d'enrobage soit suffisante. Le respect de la réglementation actuelle (normes européennes), ou d'approches de types performantielles, permettent de viser une durée de vie donnée. Des modèles numériques permettent de pronostiquer des durées de périodes d'amorçage, ainsi que des vitesses de développement de la corrosion avec prise en compte des incertitudes.
Les méthodes de diagnostic des ouvrages permettent de quantifier, par croisement de différentes techniques, l'état de dégradation dû à la corrosion. Selon l'état d'avancement des dommages, des mesures préventives, de réhabilitation, voire de remplacement, seront mises en œuvre afin de garantir la sécurité de l'ouvrage ou, le cas échéant, sa requalification dans le cadre d'un programme de maintenance.
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Aspect économique de la corrosion
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10. Conclusion
L’examen des ouvrages affectés par une détérioration du béton d’enrobage recouvrant les armatures révèle que les dommages résultent presque toujours d’une épaisseur d’enrobage trop mince et/ou d’un béton défectueux, poreux et peu résistant.
La corrosion des armatures du béton armé est aujourd’hui la pathologie qui coute le plus cher à la collectivité. Les paramètres dégagés lors des observations et des études montrent que la durabilité des armatures passe, en premier lieu, par la réalisation d'un béton compact et d’une épaisseur d’enrobage adaptée. Les bétons préparés avec des additions minérales (laitiers de haut fourneau, cendres volantes, fumées de silice, fillers) limitent en général la diffusion des ions chlore.
Les approches modernes ne se basent plus uniquement sur la simple résistance à la compression comme indicateur de durabilité, mais sur des approches où les caractéristiques du matériau sont définies en fonction d’une durée de vie inscrite dans un environnement donné (normes Eurocodes, approche performantielle).
Les progrès réalisés dans la modélisation numérique et la prise en compte des incertitudes, dans les approches fiabilistes notamment, permettent de calculer des durées de vie par rapport à des états limites donnés (initiation de la corrosion, perte d’un pourcentage de section d’acier). La requalification mécanique de l’ouvrage permet alors de définir la maintenance adéquate (réparation, confortement, remplacement). Afin d’éviter des interventions lourdes, il est toujours préférable d’identifier les désordres le plus tôt possible par des inspections bien ciblées.
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BIBLIOGRAPHIE
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Standard Test Method for half-cell potentials of uncoated reinforcing steel concrete, ASTM Standard, section 4, vol. 04.02, Cement and Aggregates. - ASTM C876-91 - 1999
-
Norme européenne : béton – Partie 1 : Spécifications, performances, production et conformité, AFNOR, et Dispositions Nationales. - EN 206-1 - jan. 2000
-
Norme Européenne : Eurocode 2 : Calcul des structures en béton et Document d'application nationale, AFNOR. - EN 1992-1 - déc. 2004
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