Diagnostic
Corrosion des armatures dans les bétons - Exemples et actions

1 - Prévention dans le cas d'ouvrages neufs

• 1.1 - Qualité du béton
  Figure 1 - Pathologies liées aux conditions d'exposition les plus fréquemment rencontrées Tableau 1 Tableau 2
• 1.2 - Enrobages des armatures
  Figure 2 - Cas de corrosion due à de très faibles enrobages : non-respect des règles Tableau 3
• 1.3 - Qualité des armatures
  Figure 3 - Nuances d'aciers inoxydables conseillées pour les classes d'exposition (d'après ) Figure 4 - Armatures de béton armé en acier au carbone (en haut) et en acier avec un revêtement de galvanisation (en bas) Figure 5 - Tenue d'un revêtement sur le béton : pénétration d'un liquide L ou de la vapeur d'eau V Tableau 4
• 1.4 - Protection de surface du béton
  Figure 6 - Mise en peinture d'un ouvrage d'art
• 1.5 - Choix des armatures, des coulis et des conduits de précontrainte
  Figure 7 - Principe des essais de corrosion sous contrainte des aciers de précontrainte Figure 8 - Formes des fils des aciers de précontrainte

2 - Cas de corrosion rencontrés sur site

• 2.1 - Corrosion induite par la carbonatation
  Figure 9 - Évolution de la carbonatation en fonction de l'humidité relative et du rapport eau/ciment du béton (d'après ) Figure 10 - Exemples de corrosion des aciers due à la carbonatation Figure 11 - Action des sels de déverglaçage
• 2.2 - Corrosion induite par les chlorures
  Figure 12 - Ouvrages en milieu marin Figure 13 - Rupture de câble de précontrainte
• 2.3 - Cas des câbles de précontrainte

3 - Diagnostic

• 3.1 - Démarche du diagnostic
  Figure 14 - Démarche globale du diagnostic de l'état de corrosion d'un ouvrage en béton armé (d'après )
• 3.2 - Inspection visuelle
• 3.3 - Mesures non destructives pour l'évaluation des ouvrages en béton armé
  Figure 15 - Méthode magnétique (pachomètre) pour mesurer l'enrobage p sur un acier de diamètre D Figure 16 - Exemples de distributions d'enrobages pour deux bétons différents (le trait rouge correspond à la profondeur de carbonatation mesurée dans les zones correspondantes) Figure 17 - Exemples de « radargrammes » (document CEBTP) Figure 18 - Principe de la mesure de potentiel Figure 19 - Cartographies de potentiel dans différents milieux montrant l'importance de la mise en évidence de gradients de potentiel Figure 20 - Principe de la mesure de résistance électrique du béton. La résistance électrique est égale au rapport entre la différence de potentiel (V ) et le courant appliqué (I ) Figure 21 - Exemples de mise en œuvre du test à la phénolphtaléine. La couleur rouge est caractéristique du béton non carbonaté Figure 22 - Principe de la méthode de l'arbalète Figure 23 - Principe de la méthode de mise en vibration. L'élément tendu est mis en vibration par un « excitateur » et sa fréquence de vibration est mesurée par le « capteur ». Cette fréquence dépend de la géométrie de l'élément et de la force qui lui est appliquée Figure 24 - Principe d'une méthode électromagnétique. Un champ magnétique H qui est appliqué par la bobine magnétisante, induit un champ B dans la bobine réceptrice. Le rapport de la variation dH/dB dépend du solide ferromagnétique et de la contrainte qu'il subit Figure 25 - Principe de la méthode de libération de contrainte Figure 26 - Principe de la mesure d'une fuite de champ magnétique. Le champ magnétique rémanent après une magnétisation, est localement modifié par la présence d'un défaut tel qu'une rupture de fil Figure 27 - Principe de la radiographie : l'intensité du rayonnement qui a traversé la pièce auscultée dépend de la densité de la zone traversée Figure 28 - Profil de la teneur en chlorures en fonction de la profondeur de prélèvement relevé sur un ouvrage en milieu marin (zone d'éclaboussures). Les armatures situées à une profondeur de 5 centimètres sont dans la zone de risque de corrosion
• 3.4 - Prélèvements et analyses de laboratoire
  Figure 29 - Formation d'ettringite « primaire »
• 3.5 - Contrôle continu, surveillance

4 - Réparation

• 4.1 - Réparations traditionnelles (par des produits de réparation)
• 4.2 - Béton projeté
  Figure 30 - Principe d'une protection cathodique des armatures
• 4.3 - Protection cathodique
  Figure 31 - Phases de la mise en place d'une anode sur le béton Figure 32 - Mise en route d'une installation de protection cathodique en appliquant des paliers du courant I. Le courant initial I0 correspond au début de la linéarité entre lg I et le potentiel E des aciers Figure 33 - Critère de protection cathodique, fondé sur le potentiel E des aciers : empêcher la formation de rouille verte et éviter le dégagement d'hydrogène Figure 34 - Critère de la dépolarisation, lié à la formation d'une couche passivante sur l'acier
• 4.4 - Inhibiteurs
  Figure 35 - Courbes de polarisation pour un acier dans un béton Figure 36 - Potentiel mixte d'acier dans une solution saturée d'hydroxyde de calcium, contenant 0,5 M de chlorures de sodium et diverses teneurs en inhibiteurs  (En abscisse : rapport entre la teneur en inhibiteur et celle en chlorures. En ordonnée : potentiel mixte, par rapport à l'électrode de référence au calomel saturé)
• 4.5 - Ré-alcalinisation, déchloruration
  Figure 37 - Exemple de choix des interventions à effectuer lorsque le béton subit la corrosion des armatures Figure 38 - Principe des traitements de ré-alcalinisation ou de déchloruration du béton armé Figure 39 - Mécanismes de déplacement des ions chlorures dissous dans deux solutions séparées par une paroi poreuse Figure 40 - Profils de teneur en chlorures dans le béton Figure 41 - Traitement de ré-alcalinisation de l'enrobage autour d'une armature. Ce schéma n'indique pas la zone rendue basique par pénétration d'un liquide venant de l'anode, à la surface du béton Figure 42 - Exemple d'épaisseur ré-alcalinisée autour d'un acier, en fonction de la charge électrique appliquée