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RÉSUMÉ
La corrosion des armatures est la principale cause des désordres se produisant sur les structures en béton armé et précontraint. Cet article a pour objet de décrire les mécanismes de corrosion des aciers et leurs conséquences sur la tenue des ouvrages. Auparavant, seront présentées les caractéristiques des bétons mis en place, et des armatures.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Valérie L'HOSTIS : Ingénieur de recherche au CEA Saclay, laboratoire d'étude du comportement des bétons et des argiles
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André RAHARINAIVO : Docteur ès sciences, conseil au Centre français de l'anticorrosion (CEFRACOR)
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Guy TACHÉ : Ingénieur au Centre expérimental du bâtiment et des travaux publics (CEBTP)
INTRODUCTION
Les structures et ouvrages en béton armé sont soumis, dès leur plus jeune âge, à des contraintes d'ordre mécanique (charges, sollicitations diverses externes ou internes, dont le vent, les variations de température, etc.) ou environnementales (atmosphère, eau de mer, etc.).
Leur comportement vis-à-vis de la durabilité est essentiellement lié au comportement particulier du matériau béton. En effet, celui-ci réagit sans cesse avec l'environnement : échanges hydriques, réactions chimiques, action du gaz carbonique (vieillissement naturel). Des désordres peuvent alors survenir.
Les phénomènes de corrosion des armatures sont les plus fréquents d'entre eux et sont susceptibles de nécessiter des réparations importantes donc coûteuses.
La prévention devient alors essentielle. La bonne compréhension des mécanismes est nécessaire afin de mieux maintenir, diagnostiquer et réparer ces désordres.
L'étude complète du sujet comprend les articles :
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[COR 407] « Corrosion des armatures dans les bétons – Mécanisme » ;
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[COR 408] « Corrosion des armatures dans les bétons – Exemples et actions » ;
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[COR 409] « Corrosion des armatures dans les bétons – Démarches ».
Les objectifs de ces trois articles sont les suivants :
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décrire les phénomènes conduisant à la corrosion des armatures et à ses conséquences (formation d'éclats, d'épaufrures, rupture d'éléments, etc.) ;
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présenter des cas concrets.
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- Version courante de déc. 2016 par Valérie L’HOSTIS, André RAHARINAIVO, Guy TACHÉ
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7. Corrosion fissurante sous contrainte des armatures de précontrainte
Les armatures pour la précontrainte du béton, sont plus ou moins sensibles à la corrosion fissurante sous contrainte, qui ne concerne que les aciers à haute résistance, ayant une résistance à la traction (rupture) supérieure à 700-900 MPa et soumis à une contrainte assez élevée (encadré 2). Cette forme de corrosion peut entraîner la rupture de l'acier après un délai qui dépend de la nuance du métal, du milieu environnant et du niveau de la contrainte appliquée (figure 32).
Ci-dessus : Durée de vie tr d'un acier soumis à une corrosion sous une contrainte donnée
. En dessous d'un certain seuil de contrainte, le métal ne se fissure pas
Ci-dessus : Le facteur d'intensité de contrainte K est introduit par l'expression (en élasticité) de la contrainte
en un point M très proche du front d'une fissure. L'expression de K dépend de la géométrie du solide, de la direction de la sollicitation et de la longueur de la fissure f
Pour associer la contrainte appliquée σ à la longueur de fissure a (t ) en un temps t, il est préférable d'utiliser le facteur d'intensité de contrainte K (σ, a) de la figure 33. Pendant que la fissure se développe, KI augmente, la vitesse de propagation de la fissure augmente jusqu'à plusieurs millimètres par an, selon les caractéristiques de l'acier, l'environnement et les propriétés de l'extrémité de fissure.
La rupture du solide survient lorsque le facteur K atteint une valeur critique, dite « ténacité à la rupture par fissuration ». Cela correspond à une taille critique de la fissure, lorsque la contrainte appliquée σapp est constante.
Le mécanisme d'une fissuration par corrosion sous contrainte peut être de deux types.
Dans l'un des cas, la fissure naît d'un défaut de protection localisé dans la couche de passivation. Ce défaut grandit sous l'action combinée d'une attaque très...
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BIBLIOGRAPHIE
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