Réaction sulfatique interne dans les structures en béton - Mécanisme, pathologie et prévention

1 - Mécanisme de la réaction sulfatique interne

• 1.1 - Différents types d’ettringite
  Figure 1 - Aiguilles d’ettringite primaire non expansive dans la pâte de ciment (microscope électronique à balayage) (Crédit UGE) Figure 2 - Ettringite secondaire non expansive dans un pore (microscope électronique à balayage) (Crédit UGE) Figure 3 - Ettringite avec propriétés expansives localisée à l’interface pâte/granulat (microscope électronique à balayage) (Crédit UGE)
• 1.2 - Mécanismes physico-chimiques de la RSI
• 1.3 - Rôle des divers paramètres

  • Quiz d'entraînement
  Figure 4 - Exemple d’enregistrement des températures d’un béton d’une pièce massive (4 x 5 x 6 m) (Crédit UGE) Figure 5 - Influence de la durée de maintien à haute température sur la RSI (Crédit Divet) Figure 6 - Expansion en fonction des conditions d’humidité relative dans les bétons (Crédit Al Shaama et al.) Figure 7 - Évolution comparée des expansions du béton avec granulats siliceux et du béton avec granulats calcaires (Crédit Malbois) Figure 8 - Évolution comparée des modules dynamiques du béton avec granulats siliceux et du béton avec granulats calcaires (Crédit Malbois)
• 1.4 - Courbe d’expansion du béton
  Figure 9 - Exemple de courbe en « S » d’un béton soumis à la RSI (Crédit UGE)
• 1.5 - Conséquences mécaniques pour le béton et les structures

  • Quiz d'entraînement
  Figure 10 - Gonflement d’éprouvettes de bétons, reconstituées en laboratoire, et représentatives des bétons composant les différentes parties d’un même pont (Crédit UGE) Figure 11 - Évolution des déformations longitudinales selon la hauteur en fonction du temps (poutre non renforcée B3) (Crédit Martin et al.) Figure 12 - Flèche à mi-portée en fonction du temps (poutre non renforcée B3) (Crédit Martin et al.) Figure 13 - Évolution des déformations longitudinales selon la hauteur en fonction du temps (poutre renforcée B4) (Crédit Martin et al.) Figure 14 - Flèche à mi-portée en fonction du temps (poutre renforcée B4) (Crédit Martin et al.) Figure 15 - Fissurations de l’embase d’un pylône consécutives à des expansions variables de 1,5 à 5,5 mm/m qui provoquent un écartement des jambes du pylône (Crédit Godart)

2 - Pathologie et gestion des ouvrages malades

• 2.1 - Description des désordres et dépistage
  Figure 16 - Fissuration en réseau observée sur une pile de pont au Portugal (Crédit LNEC) Figure 17 - Fissuration orientée horizontalement dans des poutres préfabriquées précontraintes (Crédit Godart) Figure 18 - Fissuration très marquée dans la partie de la pile en contact avec l’eau (pont situé en France) (Crédit LCPC)
• 2.2 - Bilan des structures à l’étranger
• 2.3 - Bilan des structures en France
  Tableau 1
• 2.4 - Diagnostic

  • Quiz d'entraînement
• 2.5 - Surveillance et évaluation de l’état des ouvrages
  Figure 19 - Relevé de fissuration en cours sur un piédroit (Crédit CEREMA) Figure 20 - Exemple de résultats de suivi de déformations globales par distancemétrie (Crédit CEREMA)
• 2.6 - Gestion des ouvrages
• 2.7 - Recalcul des ouvrages
  Figure 21 - Exemple de résultats obtenus avec CESAR-LCPC : déplacements verticaux de poutres précontraintes préfabriquées pour différentes températures de traitement thermique. (Crédit Omikrine-Metalssi et al.)
• 2.8 - Problématique du traitement

  • Quiz d'entraînement
  Figure 22 - Démolition et remplacement d’un chevêtre d’une pile du pont de Fozières sur l’autoroute A 75, après étaiement provisoire du tablier (Crédit CEREMA)

3 - Prévention des désordres

• 3.1 - Principes
• 3.2 - Choix du niveau de prévention
  Tableau 2 Tableau 3
• 3.3 - Précaution à adopter selon le niveau de prévention

  • Quiz d'entraînement
  Tableau 4
• 3.4 - Essai de performance
• 3.5 - Dispositions constructives
  Figure 23 - Système de refroidissement utilisé lors de la construction d’une poutre d’ancrage massive pour remplacer la suspension du pont d’Aquitaine (Crédit Vinci Construction)
• 3.6 - Estimation des températures atteintes dans les structures

  • Quiz d'entraînement
  Figure 24 - Abaque pour l’estimation de la chaleur maximale dégagée à long terme par le ciment (Crédit UGE) Figure 25 - Abaque pour l’estimation du coefficient de pondération des additions (Crédit UGE) Figure 26 - Abaque pour l’estimation du terme correctif … Figure 27 - Abaque pour l’estimation du coefficient de réduction …

4 - Conclusion