Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

1 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014

1 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 1 C. Aubagnac – Cerema – Direction Territoriale Centre-Est – Département Laboratoire d’Autun Pathologies et diagnostic du béton armé ENISE – 5ième année Master Génie Civil 7 décembre 2017 2 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 2 Sommaire A – Contexte, enjeux et problématiques B – Généralités sur la démarche de diagnostic C – La corrosion du béton armé D – Gel, dégel et sels de déverglaçage E – Alcali-Réaction F – Réactions Sulfatiques G – Délaminage H – Incendie I – Auscultation des propriétés mécaniques du béton J – Retrait K – Fissures Pathologies et diagnostic du béton armé 3 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 3 3 A – Contexte, enjeux et problématiques 4 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 4 Les enjeux Anticiper l’apparition des dégradations : surveiller les structures en béton (armé) évaluer l’avancement des phénomènes de dégradation pronostiquer l’échéance d’apparition des dégradations Programmer des actions de maintenance préventive Évaluer l'efficacité des réparations éventuelles Contexte et enjeux Le contexte Importance du patrimoine des ouvrages d’art en béton Vieillissement, dégradation (corrosion, gel interne et écaillage, RGI…) 5 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 5 Dégradations du béton : Corrosion des armatures (Cl- et CO2) Alcali-réaction Réaction Sulfatique Interne Gel/dégel Objectifs : Évaluer l’état de la structure vis-à-vis de la dégradation Prédire/pronostiquer l’évolution de la dégradation Les problématiques 6 6 Les problématiques pour le maître d’ouvrage ou le gestionnaire des ouvrages… Initiation Propagation Conception Formulation Dégradations Temps 0 Incubation État limite to Durée de vie résiduelle 7 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 7 7 B – Généralités sur la démarche de diagnostic 8 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 8 8 La démarche de diagnostic 1- Quel état de dégradation des matériaux ? 2- État évolutif ? Quelle cinétique ? Prévision, pronostic d’évolution ? 3- Stratégie à adopter ? 9 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 9 9 D Dé éfauts fauts M Mé écanismes canismes D Dé ésagr sagré égation gation Fissures Fissures É Écaillage caillage É Épaufrures paufrures Corrosion acier Corrosion acier (carbonatation, (carbonatation, chlorures) chlorures) D Dé égradations gradations internes (RAG, internes (RAG, RGI) RGI) Attaques Attaques sulfatiques sulfatiques externes externes Gel Gel- -D Dé égel gel Sels de Sels de d dé évergla verglaç çage age Caractérisation du support béton: relation symptômes – mécanismes de dégradation 10 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 10 10 Milieu ambiant Milieu ambiant Structure Structure Caract Caracté éristiques ristiques initiales initiales Caract Caracté éristiques ristiques à à l'instant t l'instant t1 1 Caract Caracté éristiques ristiques à à l'instant t l'instant t0 0 Évolution Prévision Mat Maté ériau riau Diagnostic du béton armé 11 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 11 formation CG93 11 Synoptique de la démarche Observations visuelles Observations visuelles (inspection d (inspection dé étaill taillé ée) e) Causes probables (pré-diagnostic) Protection, réparation Investigations compl Investigations complé émentaires, mentaires, é éventuels ventuels recalculs recalculs É État de d tat de dé égradation gradation Pr Pré évision de l vision de l’é ’évolution volution Suites Suites à à donner, strat donner, straté égie gie à à adopter = choix du MOA adopter = choix du MOA 12 12 La méthodologie de diagnostic Indicateurs de durabilité Témoins de durée de vie Caractérisent les propriétés du béton vis à vis d’une dégradation donnée Évaluent l’avancement du processus de dégradation Essais en laboratoire sur éprouvettes Essais in situ ou sur prélèvements Évaluation de l’état de la structure à un instant t0 Prédiction/pronostic de l’état de la structure à t0 + Δt Évaluation de la « durée de vie résiduelle » Données de conception/réalisation Données environnementales 13 13 La méthodologie de diagnostic – exemple de la corrosion des armatures Initiation Propagation Conception Formulation Corrosion Temps 0 Incubation « Durée de vie résiduelle » du béton armé vis-à-vis de la corrosion des armatures (phase d’incubation) : temps au bout duquel le front de chlorures et/ou le front de carbonatation atteint les armatures to « Durée de vie résiduelle » 14 14 La méthodologie de diagnostic – exemple de la corrosion des armatures Témoins de durée de vie Formuler un diagnostic sur l’avancement de la corrosion en fonction des différentes parties de la structure Estimer la proportion d’armatures en phase d’incubation ou de propagation de la corrosion Indicateurs de durabilité Évaluer les propriétés de durabilité du béton vis-à-vis de la corrosion des armatures Estimer la « durée de vie résiduelle » du béton pour chacune des parties de la structure Orienter et aider le gestionnaire dans sa prise de décision sur le devenir de l’ouvrage 15 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 15 15 Diagnostic du béton armé Exemples d’essais sur prélèvements Extraction et dosage des chlorures (totaux et libres) Teneur en Cl- (totaux et libres) Profil de teneurs en chlorures Analyse pétrographique Caractérisation des produits « gonflants » Réactivité des granulats Essai d’expansion résiduelle Allongement (μm/m) Potentialité de gonflement Coefficient de diffusion des Cl- Vitesse de diffusion Diffusivité MV / porosité accessible à l’eau Porosité « ouverte » Compacité Essai de compression Résistance mécanique Résistance Mesure du facteur d’ espacement (béton avec EA) Taux de bulles (béton avec EA) Gélivité Mesure de la profondeur de carbonatation Épaisseur carbonatée Carbonatation Essai Critère Caractère (EA = Entraîneur d’Air) 16 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 16 16 Diagnostic du béton armé Exemples d’essais in situ Mesure de résistivité Résistivité électrique du béton Aptitude à la corrosion Mesure de vitesse de corrosion Résistance de polarisation Vitesse de corrosion Mesure de potentiel d’armatures Niveau de potentiel électrochimique Enrouillement Perméabilité de surface (Bt Cris) Temps d’écoulement Porosité ouverte Indice de fissuration Densité de fissures Fissuration du béton Mesure d’épaisseur Épaisseur d’enrobage Enrobage des aciers Essai Critère Caractère 17 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 17 17 C – La corrosion du béton armé 18 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 18 Béton sain (pH ~ 13) Acier passivé Corrosion des armatures dans les bétons Cl- CO2 CORROSION Couche d’oxydes protectrice Rouille Béton carbonaté (pH < 9) ou contenant des chlorures Acier dépassivé Stade d’incub ation béton altéré rouille béton sain Stade de d évelop pem ent fissure 19 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 19 19 Amorçage de la corrosion des aciers Phénomène * Béton sain • - formation de produits protecteurs à la surface de l’acier * Béton carbonaté ou contenant des chlorures • - produits instables : dépassivation et amorçage corrosion » => diminution progressive de la section des aciers » => gonflement des produits de corrosion » => fissuration du béton… S t a d e d ’ i n c u b a t i o n b é t o n a l t é r é r o u i ll e b é t o n s a in S t a d e d e d é v e l o p p e m e n t f i s s u r e 20 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 20 20 Carbonatation Manifestations - rien de visible de manière directe au niveau du béton - on ne voit au bout d’un certain temps que les conséquences : corrosion des armatures (fissures au niveau des armatures sous l’effet de la corrosion, coulures de rouille, éclats et armatures apparentes) 21 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 21 21 Carbonatation H2O CO2 CO2 ec e eef e e = enrobage; ec = carbonaté; eef = enrobage efficace 22 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 22 22 Carbonatation Phénomène Pénétration du CO2 dans le béton - Transformation des hydroxydes (chaux) en carbonate Ca(OH)2 + CO2 => CaCO3 + H2O portlandite calcite - Baisse du pH (13 => 9) Conséquences : Pas de pb pour le béton Très néfaste pour les armatures : dépassivation et corrosion 23 ENISE - Pathologies et diagnostic du Béton Armé - C. Aubagnac - janvier 2014 23 23 Carbonatation Phénomène inéluctable Vitesse décroît avec le temps (loi en racine du temps) et dépend : - du béton: - porosité, - nature ciment, ... - de l’humidité relative (maximale à 60% HR) Après 30 ans uploads/Sante/ pathologies-diagnostic-beton-arme.pdf