II -6-3) Les deux étapes de la
corrosion :
Dans la durée de vie d'une structure en
béton armé, on peut distinguer deux périodes :
Une période d'initiation et une période de
propagation (Figure II -34) .La durée de la première
période est déterminée par la vitesse de neutralisation du
béton d'enrobage ou la vitesse de pénétration de
substances agressives telles que les ions chlorures. Lorsque la concentration
en chlorures au niveau de la barre d'acier est suffisamment importante, la
période de propagation commence, puis l'acier se corrode jusqu'à
ce que la section des aciers soit inférieure à une valeur
acceptable. On atteint alors la durée de vie de la structure ou la
durée d'utilisation avant réparation.
La façon la plus simple et la plus efficace de
prédire la durée de vie des ouvrages consiste à
évaluer la phase d'initiation (ou d'incubation) de la corrosion.
[21]
Figure II -34: Evolution
du niveau de corrosion des armatures
en fonction du temps. [21]
Selon TUUTI [41],
l'évolution de la corrosion des armatures du béton s'effectue
généralement en deux étapes (Figure II
-35)
- Au départ, l'acier est stabilisé par la
couche de passivation qui empêche la formation de rouille
supplémentaire. Puis, durant la phase d'amorçage (incubation),
les espèces néfastes vis-à-vis de la corrosion
pénètrent dans le béton et l'acier se dépassive
alors progressivement. Cette dépassivation peut être
engendrée par de nombreux facteurs dont la carbonatation et la
pénétration des ions chlores.
- Les oxydes et hydroxydes produits par des
réactions d'oxydation à la surface du métal s'accumulent.
La formation de ces produits d'oxydation va alors entraîner un gonflement
qui finira par provoquer la fissuration de l'enrobage de béton (point
D).
Figure II -35:
Schéma de la cinétique de corrosion des armatures dans le
béton. [22]
En pratique, il doit être fait en sorte que la
période d'amorçage (incubation) soit la plus longue possible.
Pour cela, il faut prévoir des épaisseurs d'enrobage suffisantes
et choisir une formulation de béton permettant de diminuer sa
perméabilité à l'eau et aux
gaz.[22]
II -6-4) Facteurs influents de la corrosion :
Les facteurs environnementaux (humidité,
température, dioxyde de carbone, ions chlorure) ne peuvent affecter
directement le processus de corrosion mais ils peuvent causer des
dégradations du béton et accélérer l'entrée
d'espèces agressives rendant la solution interstitielle en contact avec
l'acier plus corrosive.
La température et l'humidité, tout comme les
autres facteurs pouvant détériorer le béton, jouent aussi
un rôle important dans la corrosion des armatures. La corrosion de
l'acier n'est donc pas dépendante d'un unique paramètre mais de
plusieurs dont les interactions concourent ou non à la
corrosion.
-Influence de l'enrobage :
L'épaisseur de l'enrobage en béton
détermine le temps que vont mettre les espèces agressives pour
arriver à l'armature.
-Influence de la composition du
béton :
Tout ce qui conditionne la solution interstitielle et la
porosité du béton est un facteur pouvant affecter ou non la
corrosion. Le type et la teneur en liant, les additions minérales et le
rapport E/C (Eau/ciment) déterminent la performance d'un
béton.
-Influence de l'humidité :
L'effet du taux d'humidité, ou degré de
saturation en eau, dans le béton est important car la vitesse de
corrosion dépend fortement de ce taux, celui-ci influençant
directement la conductivité, la résistivité
électrique et la diffusion de l'oxygène.
-Influence de la résistivité du
béton :
La résistivité électrique affecte de
manière significative la corrosion des armatures puisqu'il existe une
relation entre la corrosivité et la résistivité du
béton. La résistivité du béton est fonction de la
composition de la solution interstitielle, de la microstructure du béton
(taille et distribution des pores), de l'humidité et de la teneur en
sels ainsi que de la température.
-Effet de l'oxygène :
Dissous dans la solution interstitielle, l'oxygène
est primordial dans la réaction cathodique du processus de corrosion des
armatures dans le béton.
-Autres agents agressifs :
Des sels, contenus dans l'eau pénétrant le
béton, peuvent contribuer à la formation de produits de corrosion
sur l'acier. Ainsi, les ions sulfate agissent qualitativement comme les ions
chlorures et certains sels solubles tels les perchlorates, les acétates,
les halogénures autres que les chlorures peuvent aussi être
corrosifs pour les armatures. [12]
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