Conclusion générale
Les besoins des hommes évoluent eux aussi avec le
temps. Des bâtiments ou des équipements construits il y a
seulement quelques dizaines d'années peuvent ne plus être
adaptés aux besoins actuels et aujourd'hui démolis. Mais certains
ponts construits il y a plusieurs siècles sont encore très
empruntés. En fonction de l'évolution prévue des besoins,
est donc définie pour chaque ouvrage une durée de vie ou «
durabilité » souhaitée (50 ou 100 ans par exemple), pendant
laquelle le bâtiment, stade ou pont en question devra non seulement
être stable, mais en plus offrir un confort d'utilisation constant,
moyennant un entretien régulier. Le niveau de risque doit donc
être maîtrisé et les matériaux conçus en
conséquence, en fonction des sollicitations mécaniques et
environnementales.
La durabilité d'un béton n'est pas une de
ses caractéristiques, mais plutôt sa réponse aux charges en
service et aux conditions environnementales. Ainsi, la durabilité d'un
béton dépend d'une multitude de caractéristiques du
matériau, mais aussi de l'agressivité de son
environnement.
Cependant, la durabilité du béton peut
être affectée non seulement par son environnement, mais aussi par
les caractéristiques du matériau telles que la
perméabilité, la teneur en ciment, la nature des hydrates
formés lors de l'hydratation du ciment.
Les propriétés du béton ont une
influence directe sur la durabilité de l'ouvrage facteurs liés
à la conception de l'ouvrage.
Un béton durable est un béton compact
(présentant une faible porosité) dont les constituants de
qualité ont été bien choisis conformément aux
normes. Un béton est d'autant plus durable qu'il résiste à
la pénétration des agents extérieurs.
Le béton est un système chimique fortement
basique, évolutif, plus ou moins réactif au contact du milieu
extérieur souvent plus « acide » (atmosphère, eaux,
solutions salines, acides).Le béton est un solide poreux, qui renferme
dans ses pores une solution interstitielle enrichie en alcalis dont le pH varie
de 12,5 à 13,5. Le système chimique du béton, avec son pH
élevé, est presque toujours en déséquilibre avec
son environnement, dont le pH est bien inférieur. L'eau de
l'extérieur pénètre à travers le système des
pores et des capillaires, même dans un béton non fissuré,
entraînant une diminution de son pH. Cette eau de l'extérieur peut
également apporter des agents agressifs tels que les ions
sulfates.
La durabilité d'un ouvrage dépend de
nombreux paramètres dont la qualité de sa conception, la
qualité des matériaux utilisés, la qualité des
dispositions constructives, de la réalisation de l'ouvrage et les
diverses conditions d'usage, d'exploitation et maintenance.
Les principaux processus chimiques à la base des
dégradations du béton sont généralement
regroupés en trois catégories.
· L'hydrolyse ou la lixiviation (dissolution) des
hydrates ;
· Les échanges ioniques entre les hydrates et
le milieu agressif ;
· La formation des nouveaux produits
(généralement expansifs).
Compte tenu des multiplicités des types
d'agressions chimiques d'une part, et des similitudes des dégradations
constatées d'autre part, il est souvent très difficile
d'établir un diagnostic simple et univoque. Mais malgré ces
similitudes, on peut distinguer les attaques chimiques d'après les
manifestations et les caractéristiques de chaque attaque :la
corrosion par exemple est induite soit par la carbonatation, soit par la
pénétration des ions chlorure , et dans la plupart du temps on
peut différencier entre les deux par l'éclatement : s'il est
local , on parle des ions chlorures mais s'il est général c'est
une carbonatation .Même les autres attaques telles que la
réaction alcali-granulat (due aux granulats réactifs) , l'attaque
par les acides , par les sulfates et par l'eau de mer engendrent une
fissuration et un gonflement mais chaque attaque a ses conséquences et
ses manifestations qui la caractérisent. Donc la connaissance du
milieu ou de l'environnement où se trouve l'ouvrage participe à
connaitre l'attaque.
La durabilité pose un problème lorsque la
résistance d'un matériau à la dégradation est moins
grande que celle qui est nécessaire pour s'opposer à
l'agressivité du milieu dans lequel il doit fonctionner. Par exemple,
l'acier ne sera pas affecté par la corrosion dans un environnement sec
et sans sel, mais il le sera en présence d'humidité et d'ions
chlorures.
Pour choisir le matériau qui convient, il faut
connaître les conditions environnementales auxquelles il sera
exposé de manière à pouvoir prévoir son
comportement et à en tenir compte au stade de la conception.
A l'exception des sollicitations mécaniques, tous
les effets néfastes à la durabilité font intervenir
l'écoulement de fluides (liquides ou gaz) à travers le
béton. La perméabilité du béton doit presque
toujours être prise en considération. Les milieux les plus
agressifs pour le béton sont soit des acides, soit salins (nitrates,
sulfates). On peut observer des dégradations du béton par
dissolution et érosion en cas d'attaque acide, par fissuration et
éclatement dans le cas d'attaques salines, en particuliers
sulfatiques.
Il est possible désormais de définir des
objectifs de durabilité et de choisir avec précision les
caractéristiques du béton en fonction de l'agressivité du
milieu dans lequel se trouve l'ouvrage et d'optimiser ses
caractéristiques afin de les adapter à la durée de service
souhaitée. Les spécifications concernent la nature et le dosage
minimal en ciment, la compacité minimale, la valeur maximale du rapport
Eau/Ciment, l'enrobage minimal des armatures et la teneur maximale en chlorures
dans le béton.
Généralement une réduction du E/C est
presque toujours bénéfique car elle entraîne une diminution
de porosité de la pâte de ciment hydraté
et de perméabilité de la pâte et du béton,
et donc empêcher les agents agressifs de se diffuser à
l'intérieur du béton.
La notion de durabilité d'un ouvrage se traduit par
un ensemble de spécifications techniques basées sur des
méthodes d'essais directes ou indirectes, sur l'expérience et sur
des préconisations de mise en oeuvre, de fabrication et d'entretien.
Pour les essais, on a parlé des essais accélérés
parce que l'apparition des attaques chimiques prend plusieurs
années.
Toutefois, pour les durées de vie prévues
par les normes, le matériau est durable s'il est fabriqué et mis
en place conformément aux règles de l'art.
Il est utile d'ajouter que le concept de durabilité
ne signifie pas une durée de vie infinie, pas plus qu'il ne signifie que
le béton doit résister à n'importe quelle agression. De
plus, on constate maintenant, ce qui n'était pas toujours le cas
auparavant, que, dans des cas, un entretien régulier du béton est
nécessaire..
Pour le béton,
l'environnement externe (l'eau de pluie ou de ruissellement, le CO2
de l'air) apparaît comme un milieu extrêmement corrosif. C'est un
peu comme si nous devions vivre dans un environnement constitué d'acide
sulfurique !
Dans le design de bâtiments, les concepteurs
prévoient une grande marge de sécurité
(c'est-à-dire qu'ils construisent en surabondance), mais une fois que la
dégradation atteint une certaine limite critique, il faut
procéder immédiatement à des travaux de réparation
ou de réhabilitation pour rétablir le niveau de service
prévu au départ.
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