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  • 6.1 - Prévention
  • 6.2 - Diagnostic
  • 6.3 - Réparation protection

7 - CORROSION FISSURANTE SOUS CONTRAINTE

8 - CONCLUSION

9 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : COR407 v2

Effet des agents agressifs pénétrant dans le béton
Corrosion des armatures dans les bétons - Mécanisme

Auteur(s) : Valérie L’HOSTIS, André RAHARINAIVO, Guy TACHÉ

Relu et validé le 02 sept. 2020

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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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ABSTRACT

Corrosion of reinforcements in concrete

Corrosion of reinforcements is the main cause of degradation in reinforced and pre-stressed concrete structures. This article first presents concrete and reinforcement characteristics, and then goes on to describe steel corrosion mechanisms and their adverse effects on a structure’s mechanical behaviour.

Auteur(s)

  • Valérie L’HOSTIS : Ingénieur-chercheur - Expert sénior - Chef du laboratoire d’étude du comportement des bétons et des argiles - Den-service d’étude du comportement des radionucléides (SECR), CEA, université Paris-Saclay, F-91191, Gif-sur-Yvette, France

  • André RAHARINAIVO : Ingénieur civil des Mines - Docteur ès sciences - Conseiller scientifique chez Diagnostic-Béton, Belgique

  • Guy TACHÉ : Ingénieur CNAM - Membre du CEFRACOR, France

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 durabilité est essentiellement liée au comportement particulier du matériau béton. Celui-ci réagit en effet 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 d’obliger à des réparations importantes donc coûteuses.

En effet, initialement, l’acier est protégé à la fois par une couche de passivation, due à l’alcalinité du milieu, et par la qualité du béton d’enrobage. Cependant, la carbonatation, et les chlorures, induisent une dépassivation des armatures. Cela se traduit par l’apparition d’oxydes à caractère parfois expansif, amenant à la destruction du béton d’enrobage, puis à terme à la perte de propriétés mécaniques des structures.

La prévention devient alors essentielle. La bonne compréhension des mécanismes est nécessaire afin de mieux maintenir, diagnostiquer et réparer.

Les objectifs de cet article et des deux autres qui complètent l’étude du sujet ([COR 408] « Corrosion des armatures dans les bétons – Exemples et actions », [COR 409] « Corrosion des armatures dans les bétons – Démarches »), sont les suivants :

  • décrire les phénomènes conduisant à la corrosion des armatures et à ses conséquences (formation d’éclats, d’épaufrures, rupture d’éléments, etc.) ;

  • présenter des cas concrets.

Nota :

un tableau des sigles est présenté en fin d’article.

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KEYWORDS

Concrete   |   corrosion   |   reinforcements   |   construction

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-cor407


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5. Effet des agents agressifs pénétrant dans le béton

5.1 Transports de fluides

Des fluides contenus dans le milieu qui entoure le béton peuvent traverser cet enrobage et atteindre les armatures en les dépassivant. Ces fluides gazeux (gaz carbonique par exemple) ou liquides (solutions aqueuses) passent par les divers pores, qui sont reliés entre eux dans le béton (connectivité).

Les mécanismes de transport de ces fluides sont de quatre classes (figure 16) :

  • l’absorption capillaire (ou imbibition ou capillarité) : la composition chimique du fluide est stable ;

  • la perméation : la pénétration du fluide est une absorption capillaire accentuée par l’application d’une pression. Dans ce cas, le flux Q d’un liquide de viscosité η à travers un solide poreux de section A et de longueur vérifie la loi de Darcy :

    KΔP est le coefficient de perméabilité intrinsèque ;

  • la diffusion : un élément du fluide pénètre seul dans le béton, modifiant ainsi sa concentration. Dans ce cas, la concentration C du corps diffusant (chlorure...) vérifie la loi de Fick, en régime stationnaire :

    t est le temps et x la profondeur ;

  • la migration : diffusion accentuée par application d’un champ électrique. Pour une différence de potentiel appliquée ΔE, le flux J d’un ion de valence (électrique) z vérifie la loi :

    C est la concentration, D m le coefficient de diffusion par migration, F la constante...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - Norme NF EN 206-1 -   Béton, spécification, performances, production et conformité  -  (2014).

  • (2) - Norme NF EN 197-1 -   *  -  Ciments – Composition, spécifications et critères de conformité des ciments.

  • (3) - DE LARRARD (F.) -   Construire en béton.  -  Presses de l’École Nat. des Ponts et Chaussées, 197 p. (2002).

  • (4) - ESCADEILLAS (G.) -   Le béton : constituants, propriétés, dégradations.  -  École Thématique d’Hauteville, oct. 2007.

  • (5) - GODART (B.) et al -   La pérennité du béton précontraint.  -  Édition Presses des Ponts AFGC (2014).

  • (6) - LONGUET (P.), BURGLEN (L.), ZELWER (A.) -   La phase liquide du ciment hydraté.  -  ...

1 Sites Internet

http://www.concretecorrosion.net

http://www.cement.org

HAUT DE PAGE

2 Événements

Salon : Batimat Reed Expositions, Salon international de la construction, a lieu tous les deux ans à Paris (années impaires) http://www.batimat.com

Congrès de la Fédération européenne de la corrosion : EUROCOR (session : Corrosion of steel in concrete)

Colloque « Le Pont » organisé par l’Association Le Pont et l’AFGC

HAUT DE PAGE

3 Normes et standards

NF EN 206-1 - 2014 - Béton, spécification, performances, production et conformité

NF EN 197-1 - 2001 - Ciment – Partie 1 : composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants (indice de classement : P15-101-1)

NF EN 197-2 - 2001 - Ciment – Partie 2 :...

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