II -6-5) Conséquences des désordres
provoqués par la corrosion des armatures :
-L'aspect du parement de
l'ouvrage :
Les efflorescences et les tâches de rouille qui sont
la conséquence de la pénétration d'agents agressifs dans
l'enrobage du béton, altèrent l'aspect de l'ouvrage. Parfois, ce
point est considéré comme étant de peu d'importance par le
gestionnaire des ouvrages mais par contre ce sont les fissurations et les
fracturations du béton qui commencent à inquiéter le
gestionnaire car des éclats de béton peuvent se produire.
-La sécurité
vis-à-vis des usagers :
Les éclats de béton présentent un
risque pour les personnes qui circulent près de l'ouvrage ou
l'exploitent. Leur prévention et leur élimination doivent par
conséquent être traitées avec grand soin.
-La stabilité de
l'ouvrage :
Des essais effectués sur des éprouvettes ont
permis d'estimer les valeurs des forces d'adhérence pour des
éléments en béton dont les armatures sont
corrodées. Il est apparu que ni la qualité du béton ni le
rapport enrobage/diamètre d'armature n'influent sur la force
résiduelle d'adhérence, même si l'enrobage est
fissuré par la corrosion de l'armature sans qu'il ne soit détruit
par éclatement. [12]
II -6-6) Investigation de la corrosion in situ :
Une investigation type se compose d'une série de
tests différents suivie d'une phase d'analyse permettant le choix de la
stratégie optimale de réparation. La réalisation du
même genre de tests est également un moyen de contrôle de
qualité pour les ouvrages récents. Le programme des
investigations est établi en tenant compte des contraintes et
impératifs suivants :
- l'importance de la structure ;
- la nature, la gravité et l'intensité des
phénomènes, la sécurité des
personnes ;
- les délais et les coûts ;
- l'accessibilité ;
- l'environnement, etc. [12]
II-6-7) Prévention et réhabilitation :
II-6-7.1) Prévention.
Mesures constructives :
Pour se prémunir des problèmes liés
à la corrosion, il est possible d'utiliser des armatures en acier
inoxydable. Le coût d'investissement initial est plus élevé
que celui des armatures classiques, mais il faut considérer le
coût global de la structure en incluant les actions de maintenance sur
toute la durée de vie. Dès lors, les différences sont
moindres et le choix de l'inox peut s'avérer économique. Le
développement d'armatures en matériaux composites (fibres de
verre) est également en cours mais pas encore en phase
opérationnelle à grande échelle.
La conception générale d'un ouvrage n'est
pas non plus sans influence sur la durabilité générale du
béton. Un certain nombre de règles de l'art simples doivent
être respectées afin de réduire au maximum les effets de la
corrosion.
· En premier lieu, l'ouvrage doit être
dimensionné de telle sorte que les charges ne donnent lieu au cours du
temps qu'à des déformations acceptables de façon à
éviter l'apparition de fissures macroscopiques préjudiciables
à sa durabilité. Il apparaît ainsi que la carbonatation et
la pénétration des chlorures sont plus importantes dans les zones
tendues des éléments de structure que dans les zones
comprimées. C'est pourquoi la répartition des armatures doit
être étudiée de façon à minimiser la
formation éventuelle de fissures : tout ce qui contribue à
réduire la concentration des contraintes a un impact favorable sur la
pénétration des agents agressifs.
· Au niveau des aspects
géométriques des ouvrages, les éléments aux formes
simples assorties de dimensions suffisantes permettent un positionnement et un
enrobage correct des armatures. On évitera les structures trop minces
où la pénétration des agents agressifs s'effectue suivant
deux directions opposées. Une attention particulière est à
porter aux angles dans la mesure où l'attaque suivant deux directions
perpendiculaires peut décoller prématurément le
béton d'enrobage (figure II -36).
Figure II -36 :
effets de la corrosion au niveau des angles des constructions.
Pour éviter ce décollement du béton
d'enrobage, on dispose des armatures transversales.
· Au niveau des détails des dispositions
de construction, un grand soin doit être apporté aux parties de
l'ouvrage les plus exposées aux intempéries. Un principe simple
doit pouvoir s'appliquer : éviter la présence d'eau stagnante et
le cheminement préférentiel des eaux de ruissellement. Les
surfaces horizontales en béton sont particulièrement
concernées et une simple pente suffit généralement
à résoudre les problèmes (Figure II -37).
Figure II -37 :
dispositions constructives permettant d'éviter la stagnation
d'eau.
Ainsi les ponts, les aires de stationnement, les routes,
les balcons et terrasses doivent être conçus de façon
à d'éviter la stagnation d'eau. Cependant les zones les plus
exposées des surfaces horizontales soumises à une humidité
fréquente, à des éclaboussements
répétés avec des sels en ambiance hivernale sont à
traiter de façon spécifique et nécessitent souvent un
revêtement imperméable.
II-6-7.2) Requalification des ouvrages en
béton armé :
Si, comme nous l'avons vu, les ruines d'ouvrages
directement liées à la corrosion sont rares, il faut garder
à l'esprit que, selon le degré d'avancement des réactions,
la structure atteinte perd une partie de sa capacité portante. Il est
donc essentiel de garder à l'esprit le respect de la
sécurité de l'ouvrage en service.
Si la perte de section des armatures est manifeste, il est
nécessaire de réévaluer la capacité portante de
l'ouvrage par un calcul mécanique. L'estimation de la section n'est
toutefois pas toujours aisée car elle ne peut se faire que de
manière discrète par l'intermédiaire de sondages, et il
est parfois difficile de remonter à des moyennes statistiques.
Si la perte de section est supérieure à 10
%, il convient de renforcer les armatures. L'apport de nouvelles armatures peut
se faire dans la masse, après démolition des zones atteintes et
reconstitution du béton, soit par un apport externe enrobé dans
un béton projeté connecté à la structure, soit par
des armatures additionnelles collées sous forme de plaque de tôles
ou de tissus de fibres de carbone.
La corrosion entraîne également une perte
d'adhérence qui nécessite la dépose du béton
dégradé puis la reconstitution de l'enrobage. Il est à
noter que cette opération libère totalement les ancrages des
barres. Il faut généralement étayer l'ouvrage pour ce type
d'opération car le risque de modification du comportement et de mauvais
fonctionnement des matériaux en tant que béton armé, peut
alors être important.
Si les aciers sont la partie dégradée la
plus naturelle quand on parle de corrosion, il ne faut pas négliger la
diminution de la section efficace de béton qui joue un rôle dans
le fonctionnement du béton armé notamment en compression. Comme
pour les problèmes d'adhérence, il faut s'assurer du bon
fonctionnement des matériaux acier et béton ce qui peut
nécessiter un étayement. Les produits de réparation
doivent être compatibles avec les matériaux en place et assurer
une adhérence suffisante à défaut de quoi le comportement
mécanique initial ne sera pas restauré.
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