ARMATURES.jpeg

Corrosion des armatures : trois familles de réparations possibles

Dans un béton sain offrant un environnement basique, les armatures sont naturellement passivées. Les armatures proches de la surface, protégées par le béton d’enrobage, peuvent être soumises, au cours de la vie de l’ouvrage, à un phénomène de corrosion :

  • dès que le front de carbonatation les atteint ;
  • ou dès que la quantité de chlorure dans le béton d’enrobage dépasse un seuil critique.

Lorsque les armatures s’oxydent, les produits de corrosion qui se forment occupent un volume plus important, ce qui déclenche une fissuration du béton, voire un éclatement et à terme une mise à nu puis une perte de section des armatures.

De nombreuses solutions de réparation du béton armé dégradé par corrosion des armatures sont disponibles. Elles permettent de réparer durablement le parement en béton et évitent de nouveaux désordres.

Pour chaque ouvrage, le choix de la solution adoptée sera fonction en particulier du processus de dégradation (carbonatation, chlorure…), du niveau de propagation de la corrosion, des caractéristiques du béton et des agressions du milieu environnant. La pérennité de la réparation suppose une réalisation soignée et des contrôles réguliers tout au long de la vie de l’ouvrage.

Il existe 3 familles de techniques :

  • La réparation traditionnelle : remplacement du béton carbonaté ou pollué par les chlorures et des armatures corrodées ;
  • Les traitements électrochimiques : protection cathodique, protection galvanique, réalcalinisation, déchloruration ;
  • La mise en œuvre d’inhibiteurs de corrosion depuis la surface du béton.

Réparation traditionnelle

Cette réparation est la plus classique.

  • Enlever le béton d’enrobage non adhérent dans la zone dégradée et dégager les armatures corrodées à traiter, par un moyen mécanique ou chimique. Le dégarnissage doit être effectué jusqu’à ce que l’acier sain soit mis à nu sur une longueur d’au moins 50 mm. Les armatures doivent être dégagées sur la totalité de leur circonférence.

De nombreuses techniques permettent l’enlèvement du béton dégradé : burinage, repiquage, bouchardage, décapage à l’eau à haute pression, sablage à sec ou humide, ponçage, décapage thermique, décapage chimique.L’importance de cette préparation est fonction de la profondeur de carbonatation du béton ou des profils de concentration des chlorures.

  • Éliminer l’intégralité des parties corrodées sur toute la surface des armatures par brossage métallique, repiquage, sablage ou grenaillage, ainsi que toutes poussières résiduelles ou souillures, soit par lavage à l’eau, soit par brossage, aspiration ou soufflage à l’air.
  • Remplacer les armatures corrodées ou mettre en place des armatures complémentaires par recouvrement, scellement ou soudure : cela va restituer la section d’armature initiale, en tenant compte des longueurs d’ancrage et de recouvrement nécessaires afin de redonner à l’ouvrage sa capacité structurelle. Les armatures peuvent recevoir une protection contre la corrosion par application sur toute leur surface d’un revêtement adapté (inhibiteur anodique, résine synthétique …).

Lorsque la partie d’ouvrage est exposée à un environnement particulièrement agressif ou si l’épaisseur d’enrobage nécessaire ne peut pas être respectée, il peut être mis en place des armatures inox de nuance adaptée.

  • Reconstituer le béton d’enrobage afin de retrouver la géométrie de la structure : ragréage manuel ou mécanique, béton coulé, béton projeté…

Les armatures sont ainsi protégées par passivation grâce à l’alcalinité du nouveau béton d’enrobage.

NOTA : la zone reconstituée qui bénéficie d’un pH élevé après mise en œuvre du nouveau béton d’enrobage devient une cathode forte au regard des bétons anciens environnants qui deviennent des zones anodiques où il y a risque de corrosion. C’est le phénomène dit d’anode induite.

Traitements électrochimiques 

Protection cathodique

La protection cathodique à courant imposé consiste à diminuer à l’aide d’un courant électrique (2 à 20 mA/m2) le potentiel électrique de corrosion de l’armature jusqu’à une valeur seuil (potentiel de protection) pour laquelle la vitesse de corrosion de l’acier est négligeable. Cette technique permet de restaurer la passivité des armatures, elle est installée de manière définitive et donc protège la structure en permanence.

Les dimensions des anodes et la capacité du générateur de courant sont définies en fonction des dimensions des armatures (diamètres, longueurs) et des surfaces à traiter.

Il convient de rétablir, préalablement au traitement, la continuité électrique des armatures et parfois, de protéger la surface du béton après traitement pour éviter de nouveaux désordres.

Un générateur électrique impose un courant qui circule de l’anode (pôle positif : treillis en titane ou en carbone disposé sur toute la surface de la zone à traiter et enrobé par un matériau à base de liants hydrauliques) vers l’armature (pôle négatif : cathode).

Protection galvanique 

Une anode active dite sacrificielle est placée sur le parement de la surface à traiter (film de zinc, …) ou dans l’enrobage (pastille de zinc). Elle est connectée aux armatures. Il se crée ainsi un courant galvanique sans alimentation électrique.

L’électrolyte (eau contenue dans la capillarité du béton et dans les hydrates des pâtes de ciment) assure la bonne conductivité électrique entre l’anode et la cathode.

Réalcalinisation

Ce traitement électrochimique du béton consiste à introduire sous l’effet d’un courant électrique des alcalins (Na+ou K+) dans la zone d’enrobage des armatures. Il va permettre de redonner une alcalinité élevée au béton qui a été carbonaté et donc stopper la corrosion des armatures. Le traitement est réalisé avec une densité de courant imposé de 0,5 à 1 A/m2 et dure une à deux semaines.

Il induit une électrolyse autour des armatures qui contribue à la création d’OH- et à la remontée du pH à des valeurs supérieures à 10.

Les étapes du traitement :

  • Projection d’une première couche de pâte associée à une solution électrolytique adaptée ;
  • Mise en place d’un treillis anodique métallique (acier ou titane) sur des baguettes isolantes fixées au parement ;
  • Connexion du treillis à l’anode ;
  • Projection d’une deuxième couche de pâte ;
  • Raccordements électriques au générateur de courant continu ;
  • Humidification régulière de la pâte par l’électrolyte ou par l’eau ;
  • Suivi des tensions et courants ;
  • Dépose de l’ensemble de l’installation.

 

Déchloruration

La déchloruration est une technique de traitement électrochimique qui consiste à extraire les chlorures et produire des ions hydroxydes (OH–) situés dans la zone d’enrobage qui protège les armatures, afin de freiner la propagation de la corrosion. La totalité des chlorures ne peut pas être extraite, il convient de s’assurer que la teneur résiduelle en chlorure au droit des armatures est inférieure aux valeurs limites admissibles (0,4 % du poids du ciment).

Ces traitements peuvent être réalisés :

  • à l’aide d’un générateur électrique qui impose un courant continu (tension 40 V) circulant de l’anode vers l’armature. Si nécessaire, la déchloruration et la réalcalinisation sont effectuées l’une après l’autre ou simultanément ;
  • à l’aide d’une anode active (grille d’acier ou en titane) directement reliée à l’armature. Il y a création d’un courant galvanique. Dans ce cas la réalcalinisation et la déchloruration peuvent être effectués en même temps.

Pour les deux procédés, une couche de pâte imbibée d’une solution électrolyte adaptée est appliquée à la surface de la zone de béton à traiter. Elle doit être humidifiée régulièrement pour permettre la circulation du courant.

Ces traitements sont temporaires, leur durée d’application est de quelques semaines.

Il convient préalablement d’assurer une continuité électrique entre les armatures.

Inhibiteurs de corrosion

Les inhibiteurs de corrosion sont appliqués à la surface des bétons à traiter. Ils vont migrer dans la zone d’enrobage vers les armatures, assurant ainsi leur protection contre la corrosion en abaissant la vitesse de corrosion de l’acier.

L’inhibiteur est appliqué directement sur la surface du béton après préparation du support (enlèvement de la laitance, des salissures, des revêtements éventuels…), par pulvérisation sous forme liquide en plusieurs passes ou par application directe sous forme gélifiée. Il pénètre dans le béton par capillarité.

Cette technique permet de protéger les armatures de la corrosion sans avoir à purger le béton carbonaté et donc en conservant l’aspect initial du parement de l’ouvrage.

La pénétration des inhibiteurs au sein du béton dépend de nombreux paramètres dont la porosité du béton, le degré d’humidité, le niveau de carbonatation, la teneur en chlorures…

La technique fonctionne sous réserve d’une teneur limitée en chlorures dans le béton et fonctionne d’autant mieux pour les armatures faiblement enrobées.

Souvent le traitement doit être complété par la mise en œuvre d’un revêtement de protection.

NOTA : les inhibiteurs de corrosion peuvent aussi être incorporés dans le béton frais lors de la construction d’ouvrage neuf. Ils sont plus efficaces en présence d’un phénomène de carbonatation qu’en présence de chlorures. 



0 commentaires
24/02/2022 jean-luc maubusson
Nous avons une fuite d eau depuis plusieurs années au premier étage d 'un immeuble ,celle-ci apparait à différent endroits sous un appartement.
Que devient la résistance de ce plancher composé en béton armé avec un risque de perte de sécurité et flexion ( éffondrement de la dalle)
Merci de m 'informé
01/03/2022 Equipe Infociments
@Jean-Luc Maubusson,
Bonjour,
Diagnostiquer à distance, et en l'absence des éléments précis qui peuvent influer sur la question n'est pas faisable. Nous vous suggérons de vous tourner vers le constructeur, si l'immeuble a moins de 10 ans, et de toutes façons vers votre assureur et/ou celui de l'immeuble. Bien à vous, L'Equipe Infociments
27/09/2022 Ducasse
Bonjour

Un immeuble collectif ancien voit sa structure détériorée par la corrosion de son ferraillage interne par le phénomène de depassivation.
Un ravalement du bâtiment plus que centenaire négligé en zone littorale en est la cause.

Quels sont les déterminants qui permettent de faire le choix qualitatif de l’entreprise apte à traiter électrochimiquement ? Bâtiment situé dans les Landes En avez vous en référence ?
Et enfin depuis quand existe ce type de traitement des bétons ?

Merci de votre retour,
cordialement,

Christelle Ducasse
Hossegor
08/11/2022 bombray
Bonjour connaissez vous des entreprise qui interviennent dans le 13, pour un diagnostic et traitement du problème de rouille sur un ouvrage ? Par avance merci, Cdt
10/11/2022 Equipe Infociments
Bonjour @Bombray,
Nous vous recommandons de plutôt vous adresser, en copiant-collant les liens ci-dessous, à
- la Fédération Française du Bâtiment et des Travaux public, qui est structuré en délégations départementales : https://www.ffbatiment.fr/organisation-ffb/federations-departementales-chambres-syndicales.
ou celui des syndicats "Béton" pertinent pour votre ouvrage :
- le SNBPE pour le béton prêt à l'emploi : https://www.snbpe.org/
- la FIB pour l'industrie des produits en béton : https://www.fib.org/
Bien à vous, L'Equipe Infociments
21/06/2023 Equipe Infociments
Bonjour @Ducasse,
Merci de votre confiance, mais nous ne sommes pas équipés pour pouvoir offrir un service du style « Forum d’aide technique » à nos abonnés. Nous ne pouvons que vous suggérer de privilégier les entreprises locales, a priori au fait des conditions d'exécution des ouvrages et bâtiments dans leur région, en passant par la Fédération Française du Bâtiment et des Travaux public, qui est structurée en délégations départementales : https://www.ffbatiment.fr/organisation-ffb/federations-departementales-chambres-syndicales. Bien à vous, l'Equipe Infociments
15/09/2023 verneuil
Reprenant les 3 familles de réparations possibles, est-il possible d'avoir un ordre de grandeur des coûts au m2 ou au ml ?
18/09/2023 Equipe Infociments
Bonjour @Verneuil
Désolés, nous ne disposons pas des informations que vous recherchez. Peut-être en faisant une recherche dans le Moniteur du BTP : https://www.lemoniteur.fr/, famille par famille ? Bien à vous, L'Equipe Infociments
25/01/2024 CAROLINE
Bonjour et merci pour votre article,
Pouvez-vous me renseigner plus précisément sur les analyses à effectuer sur un béton carbonaté pour connaitre la faisabilité de ces inhibiteurs ?
Quels sont les différents seuils à vérifier (taux de chlorures, degré de carbonatation, taux d'humidité, porosité,...) ?
19/02/2024 Equipe Infociments
Bonjour @Caroline,
La réponse n'est pas complète, mais voici 3 normes qui traitent de la carbonatation du béton ; de plus, leurs bibliographies vous donneront d'autres références :
NF EN 12390-10 Essai pour béton durci - Partie 10 : détermination de la résistance à la carbonatation du béton à des niveaux atmosphériques de dioxyde de carbone
NF EN 12390-12 Essais pour béton durci - Partie 12 : détermination de la résistance à la carbonatation du béton - Méthode de la carbonatation accélérée
CEN/TR 17172, Programme d'essai de validation des méthodes d'essai normalisées relatives à la pénétration des chlorures et à la carbonatation.
Par ailleurs, vous pouvez également trouver des informations sur les sites de
- l'AFCAB (Association Française de Certification des Armatures du Béton) www.afcab.com/
- et du STRRES (Syndicat National des Entrepreneurs Spécialistes de Travaux de Réparation et Renforcement de Structures) www.strres.org/
Vous souhaitant de bonnes lectures !
Bien à vous, l'équipe Infociments
CAPTCHA
Voir aussi
  • 11/02/2017
    GÉNIE CIVIL
    Réparation des désordres superficiels
    Si les désordres de la partie d’ouvrage en béton sont superficiels et si les armatures ne sont pas corrodées, l’opération de réparation comprend :
  • 08/02/2017
    GÉNIE CIVIL
    Réparation et renforcement des structures en béton au moyen de matériaux composites
    Les techniques de renforcement des structures au moyen de matériaux composites utilisent le collage de plats ou de plaques composites (textiles de renforcement unidirectionnels ou bidirectionnels, lamelles, fibres de carbone…) ou la stratification directe in situde composites (tissus textiles en verre ou carbone) associés à des matrices polymères thermodurcissables (résines époxydes, polyester…).
  • 03/02/2017
    GÉNIE CIVIL
    Réparation et renforcement des ouvrages de génie civil en béton : traitement des fissures
    Le choix de la technique adaptée est fonction des caractéristiques de la fissuration : ouverture (microfissures, fissures fines, fissures moyennes…), profondeur, activité (fissures ouvertes, fermées, mortes, actives…), tracé, géométrie, exposition aux intempéries (fissures sèches, humides, saturées, ruisselantes…), présence d’eau libre ou sous pression… de l’état et du type de support et des délais imposés pour la remise en service de l’ouvrage.