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Présentation
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RÉSUMÉ
La réaction sulfatique interne due à la formation différée d’ettringite (RSI) est une réaction de gonflement du béton qui peut endommager sérieusement les structures.
L’article comporte 3 parties :
- la première présente les mécanismes physico-chimiques de la RSI, l’influence des divers paramètres et les conséquences mécaniques;
- la seconde présente les désordres visibles sur les ouvrages, le diagnostic, la surveillance, l’évaluation et la gestion des ouvrages;
- la troisième introduit les recommandations françaises de l’IFSTTAR pour prévenir les désordres ; celles-ci reposent sur un croisement entre la catégorie de risque d'apparition de désordres sur un ouvrage donné et sa classe d’environnement Ce croisement permet de définir un niveau de prévention qui détermine alors les précautions à appliquer reposant essentiellement sur la limitation de la température maximale atteinte au cœur des ouvrages et sur le choix d'une formulation adéquate du béton.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Bruno GODART : Ancien directeur-adjoint du département Matériaux & Structures de l’université Gustave Eiffel - Président d’honneur de l’Association française de Génie Civil
-
Loïc DIVET : Docteur ingénieur en sciences des matériaux - Ancien Directeur du laboratoire comportement physico-chimique et durabilité des matériaux de l’Université Gustave Eiffel
INTRODUCTION
La réaction sulfatique interne (RSI) par formation différée d’ettringite est une cause de désordres susceptibles d’endommager sévèrement des ouvrages en béton.
Les premiers cas sont apparus à l’étranger, à partir de 1987, dans certaines pièces préfabriquées qui avaient été soumises à un traitement thermique inadapté à la formulation et à l’exposition du béton (comme, par exemple, des traverses de chemin de fer).
Ce phénomène a été observé en France, à partir de 1997, sur des ponts dont le béton avait été coulé en place. Il s’agit essentiellement de parties d’ouvrages massives (piles, chevêtres sur piles ou culées, etc.) en contact avec l’eau ou soumises à une forte humidité. Puis, il a été observé sur des ponts dont les poutres étaient préfabriquées en usine et soumises à un traitement thermique.
À la différence des réactions sulfatiques plus classiques, où les sulfates agressent le béton depuis l’extérieur en provoquant une dégradation progressive de la surface vers le cœur de la pièce, la RSI affecte l’ensemble du béton sans faire appel à une source extérieure de sulfates. Elle se manifeste alors par un gonflement du matériau et une fissuration de la structure.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2009 par Bruno GODART, Loïc DIVET
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Prévention des désordres
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2. Pathologie et gestion des ouvrages malades
2.1 Description des désordres et dépistage
Les désordres les plus courants, provoqués par une réaction sulfatique interne, sont la fissuration en réseau et le faïençage (figure 16).
Ces maillages de fissures ne sont cependant pas caractéristiques de la RSI, car d’autres pathologies, comme l’alcali-réaction et le gel interne produisent ces mêmes symptômes. La présomption initiale d’une RSI reste néanmoins fondée sur la présence de symptômes visuels détectés lors d’une visite ou d’une inspection d’ouvrage. Cette fissuration peut être orientée lorsque des efforts de compression s’opposent au gonflement interne (cas des ouvrages précontraints (figure 17), ou des poteaux, par exemple).
Dans certains cas, les fissures peuvent présenter un rejet (un décalage hors du plan des lèvres des fissures). Dans les cas où la réaction est particulièrement expansive, les gonflements des éléments de structures se matérialisent par des bombements de parements qui sont bien visibles à l’œil. Enfin, dans d’autres cas, les conséquences du gonflement deviennent visibles au niveau du fonctionnement de la structure comme, par exemple, avec la mise en butée de l’ouvrage à ses extrémités ou le blocage de vannes mobiles dans des barrages.
Hormis les fissurations, mouvements et déformations de gonflement, il n’existe pas d’autres désordres apparents sur ouvrages associés à la RSI. Le « Manuel d’identification des réactions de dégradation interne du béton dans les ouvrages d’art », publié par le LCPC en février 1999, apporte une aide utile pour l’identification des diverses manifestations pouvant traduire l’existence d’une telle réaction .
Il est également important de noter que ce sont généralement les parties de structures en contact direct avec l’eau (piles en rivière (figure ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HORNAIN (H.), ROUGEAU (P.) - Dégradations du béton liées à l’action des sulfates et aux phénomènes d’alcali-réaction – - Dans Grandeurs associées à la Durabilité des Bétons sous la direction de G. Arliguie et H. Hornain, Presses de l’École Nationale des Ponts et Chaussées, pp. 205-262 (2007).
-
(2) - DELOYE (F.X.) - Action conjuguée du soufre et des alcalins dans les réactions liants-granulats au sein du béton – - Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées, 161, pp. 41-49 (mai-juin 1989).
-
(3) - TAYLOR (H.F.W.), FAMY (C.), SCRIVENER (K.) - Review : Delayed Ettringite Formation – - Cement and Concrete Research, vol. 31, n° 5, pp. 683-693 (2001).
-
(4) - DIVET (L.) - Les réactions sulfatiques internes au béton : contribution à l’étude de la formation différée de l’ettringite – - Études et Recherches des Laboratoires des Ponts et Chaussées, Ouvrages d’art, OA 40 (2001).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Méthodes d’essais des ciments – Partie 1 : détermination des résistances. - NF EN 196-1 -
-
Méthodes d’essai des ciments – Partie 9 : chaleur d’hydratation – Méthode semi-adiabatique. - NF EN 196-9 -
-
Ciment – Partie 1 : Composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants. - NF EN 197-1 -
-
Béton – Spécification, performance, production et conformité. – Complément national à la norme NF EN 206+A2. - NF EN 206+A2/CN -
-
Cendres volantes pour béton – Partie 1 : définition, spécifications et critères de conformité. - NF EN 450-1 -
-
Applications ferroviaires – Voie – Traverses et supports en béton – Partie 1 : Prescriptions générales. - NF EN 13230-1 -
-
Fumée de silice pour béton – Partie 1 : définitions, exigences et critères de conformité - ...
ANNEXES
Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
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AFGC – Association française de Génie civil
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CEREMA – Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement
-
IFSTTAR – Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux
-
LCPC – Laboratoire central des Ponts et Chaussées (devenu aujourd’hui l’université Gustave Eiffel)
-
SETRA – Service d’études techniques sur les transports, les routes, les autoroutes et leurs aménagements
-
Université Gustave Eiffel
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Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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