En effet 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 de l’ouvrage.

Nota :La durabilité d’un ouvrage caractérise sa capacité à conserver les fonctions d’usage pour lequel il a été conçu (fonctionnement structurel, sécurité, confort des usagers) et à maintenir son niveau de fiabilité et son aspect esthétique dans son environnement (gel, eaux agressives…), avec des frais de maintenance et d’entretien aussi réduits que possible .La durabilité d’un ouvrage est assortie d’une durée, temps minimal pour lequel l’ouvrage est conçu, qui est appelé : durée d’utilisation de l’ouvrage.

Le phénomène de carbonatation peut être d’abord maitrisé en optimisant la compacité du béton. L’augmentation de la compacité est obtenue en particulier en réduisant le rapport E/C. Ce rapport conditionne la perméabilité du béton donc l’interconnexion du réseau poreux et par conséquent, la vitesse ainsi que la possibilité de diffusion des gaz et des ions dans le béton. La diminution du rapport E/C permet ainsi d’accroître la résistance du béton à la carbonatation.

Une cure prolongée permet aussi d’augmenter la résistance du béton à la pénétration en particulier du dioxyde de carbone en améliorant les propriétés de surface du béton.

Les évolutions sur les connaissances sur les ciments et les bétons , fruits de très nombreuses recherches ont permis une évolution des textes normatifs sur les béton.

L’application des principes de prévention déclinés dans le dispositif normatif sur les bétons et les structures en béton permet ainsi désormais de maitriser les conséquences du risque potentiel de carbonatation vis-à-vis de la corrosion des armatures pendant la durée d’utilisation de l’ouvrage.

La norme sur les bétons (NF EN 206/CN) introduit la notion de classes d’exposition qui traduit les diverses agressions et attaques que chaque partie d’ouvrage peut rencontrer au cours de sa  durée d’utilisation.

Vis-à-vis de la carbonatation, la norme définit 4 classes d’exposition (corrosion induite par carbonatation XC1 à XC4) d’intensité croissante, qui prennent en compte l’exposition du béton à l’air et à l’humidité en distinguant le degré d’humidité de l’environnement et l’alternance d’humidité et de séchage.

CLASSES D'EXPOSITION DESCRIPTION DE L’ENVIRONNEMENT
XC1 Sec ou Humide en permanence
XC2 Humide, rarement sec
XC3 Humidité modérée
XC4 Alternance d’humidité et de séchage

 

Définition des classes d'exposition relatives à la corrosion induite par carbonatation

La prise en compte de la classe d’exposition permet de maitriser le risque de carbonatation par une formulation adaptée du béton en optimisant le dosage en ciment (ou en liant équivalent), le rapport maximal E/C , la nature et la teneur en addition(voir en particulier le tableau NA.F.1 de la norme NF EN 206/CN)

Le béton possède ainsi une résistance qui lui permet de se comporter durablement vis-à-vis du risque potentiel de corrosion des armatures initié par la carbonatation du béton d’enrobage.

Les normes Eurocode  Béton (NF EN 1992) permettent la détermination de l'épaisseur d'enrobage optimale en fonction de la classe de résistance du béton, de l'agressivité de l'environnement vis-à-vis de l'attaque du CO2  et de la durée d’utilisation de l’ouvrage.

Nota : Les spécifications établies dans les normes sont basées sur le principe suivant : la durée d’utilisation de l’ouvrage est atteinte, lorsque le front  de carbonatation arrive au nu des armatures les plus proches du parement.

Nota : Une autre solution permet de s’affranchir définitivement du risque potentiel de corrosion des armatures en acier, elle consiste à substituer les armatures par des armatures inox.

Il est donc possible désormais en suivant les prescriptions des normes de maitriser les effets de la carbonatation des bétons sur les armatures pendant la durée d’utilisation de l’ouvrage en ajustant la formulation des bétons et en optimisant la valeur de l’enrobage des armatures en fonction des diverses attaques et agressions (traduites par la notion de classe d’exposition) que va subir le béton.

A la fin de la durée d’utilisation, le front  de carbonatation a potentiellement atteint le nu  des armatures. Il est possible alors par des traitements électrochimiques (protection cathodique,déchloruration, réalcalinisation ou protection galvanique) ou à l’aide d’inhibiteurs de corrosion  de réparer durablement le parement en béton et éviter ainsi l’initiation du phénomène de corrosion des armatures

Les ingénieurs ont aussi actuellement à disposition des outils performantiels basés sur l’évaluation d’indicateurs de durabilité (porosité, perméabilité, teneur en portlandite, etc.) et des modèles prédictifs qui permettent de dimensionner au mieux les formules de béton et l’épaisseur d’enrobage en fonction de la durée d’utilisation attendue et de l’agressivité du milieu.



0 commentaires
Voir aussi
  • 24/06/2019
    Le mécanisme de carbonatation
    Le CO2 présent dans l’atmosphère peut être à l’origine d’une carbonatation des matrices cimentaires. Il se diffuse sous forme gazeuse dans la porosité du béton ou du mortier et se dissout en formant des acides au contact de la solution interstitielle contenue dans la pâte de ciment.
  • 01/02/2013
    SOLUTIONS BÉTON
    Carbonatation des bétons et piégeage du CO2
    Une piste pour lutter contre ce gaz à effet de serre. La carbonatation du béton est un phénomène indissociable de ce matériau de construction. Pendant la durée de vie de l’ouvrage, le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère pénètre dans le béton à partir de la surface du matériau. Le dioxyde de carbone peut alors réagir avec les produits résultant de l’hydratation du ciment.