Introduction générale:
Bâtir a toujours été l'un des premiers
soucis de l'homme et l'une de ses occupations majeurs. A ce jour, la
construction connaît un grand essor dans la plus part des pays, et
très nombreux sont les professionnelles qui se livrent à cette
activité.
Cependant, si le métier de construire a une grande
importance pour l'homme, la durabilité des ouvrages constitue
l'une de ces préoccupations essentielles dans la conception, la
réalisation ou l'entretien des ouvrages de génie civil ; car
les ouvrages en béton sont conçus et construits pour
durer.
La durabilité est une propriété de
génie du béton, qui détermine la durée de service
des structures en béton de manière significative. En raison de
l'interaction du béton avec des influences externes, les
propriétés mécaniques et physiques du béton peuvent
être menacées.
Parmi les facteurs menaçants l'attaque des produits
chimiques tels que les acides qui sont nocifs pour le béton.
Traditionnellement l'aptitude d'un béton à
résister à la dégradation - c'est-à-dire sa
stabilité - était d'apprécier par sa résistance
à la compression. Bien qu'une forte résistance soit une
propriété liée étroitement à la structure
poreuse, à la perméabilité et la diffusivité et par
conséquent à la durabilité. Ces deux grandeurs physiques
permettent de caractériser l'aptitude des bétons à
résister à l'intrusion des agents agressifs.
L'attaque chimique constitue un sujet d'importance
croissante, en raison de la propagation des dommages des structures en
béton dans les zones urbaines et industrielles. Bien que le ciment
Portland ordinaire est le plus couramment utilisé dans la construction
d'infrastructures, sa résistance aux attaques chimiques, tels que les
sulfates est un sujet préoccupant de plus en plus à travers tout
le monde.
Les altérations observées sont d'ordre
chimique ou physique. Les agents chimiquement agressifs peuvent être
classés en quatre catégories.
· Les gaz, d'origine naturelle où
résultent de pollutions atmosphérique ;
· Les liquides inorganiques ou organiques qui,
indépendamment de leurs éventuels effets purement physiques,
agissent surtout par leur caractère acide ou basique, et par les ions
agressifs qu'ils peuvent contenir ;
· Les solides essentiellement des sols et
déchets d'origines diverses ;
· Les milieux biologiques, fermentations
bactériennes aérobies ou anaérobies.
L'agression chimique entraîne presque toujours la
dissolution de la chaux contenue dans la pâte de ciment, mais l'attaque
des silicates et aluminates de chaux hydratés ne sont pas
négligeables. Si les produits de réactions sont solubles, la
matrice devient de plus en plus ouverte, la perméabilité augmente
et la résistance de surface chimique diminue progressivement.
Au contraire, si les produits de réactions sont
insolubles, deux cas peuvent se présenter suivant que la nouvelle phase
est ou non expansive. Si les nouveaux cristaux ne sont pas ou sont très
faiblement expansifs, ils comblent progressivement la porosité des
bétons et ainsi diminuent la perméabilité et augmentent la
durabilité.
Lorsque la nouvelle formation est expansive, elle induit
des pressions plus élevées que la résistance à la
rupture.
Par conséquent, les informations et les
données sur le principe, les facteurs et les mesures de protection des
matériaux à base de ciment contre ces attaques sont utiles. En
d'autres thermes La durabilité du béton s'explique en grande
partie, par la difficulté qu'ont les agents agressifs à
pénétrer dans les réseaux poreux des bétons. 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 d'utilisation 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.
Après une présentation sommaire du ciment
Portland et de ses composés, on décrira le moteur de
l'hydratation qui est l'évolution chimique du ciment dans l'eau et les
caractéristiques des produits formés au cours de ces
réactions. On montrera comment la microstructure de la pâte de
ciment durcie se construit par l'hydratation. Il y est question de
l'hydratation du ciment Portland, constituant de base de la plupart des
bétons de structure, de la stabilité des produits d'hydratation
dans différents milieux et des outils d'optimisation pour décrire
l'évolution de la composition chimique du matériau dans un
environnement donné.
Puis, on parlera des pathologies dues aux attaques
chimiques à savoir :
· l'attaque par les sulfates ;
· l'attaque par les acides ;
· l'attaque par l'eau de mer ;
· pénétration des ions chlore ;
· la carbonatation ;
· la corrosion des armatures ;
· l'alcali-réaction ;
· lixiviation en eau douce.
En donnant une définition précise pour
chaque phénomène, sa source, son mécanisme, les
préventions et les solutions qui existent. En plus, on démontra
la différence entre ces attaques et les caractéristiques de
chaque pathologie.
Enfin, nous clôturons ce mémoire par une
conclusion, qui rappelle les objectifs de notre travail, ainsi que les
principales constatations obtenues.
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