BÉTON

Durabilité

La durabilité des structures en béton est maintenant devenue un point important, y compris dans l'approche normative des ouvrages, ne serait-ce que parce que les réparations ont un coût non négligeable. Ainsi, les Eurocodes (règles européennes de construction) définissent la notion de durée d'utilisation de projet, durée pour laquelle la structure doit être dimensionnée de sorte que sa détérioration n'abaisse pas ses performances au-dessous de celles qui sont escomptées, compte tenu de l'environnement et du niveau de maintenance prévu. Il y a beaucoup de facteurs à considérer pour ce dimensionnement, parmi lesquels la composition, les propriétés et les performances des matériaux, ainsi que la qualité de la mise en œuvre et le niveau de contrôle.

La norme EN 206 (« Béton : spécifications, performances, production et conformité ») définit des classes d'environnement auxquelles le béton sera soumis :

– X0 : aucun risque, correspond à du béton coulé à l'intérieur de bâtiments où le taux d'humidité de l'air ambiant est très faible ;

– XC1 à XC4 : corrosion induite par carbonatation, le risque croissant de 1 à 4 ;

– XD1 à XD3 : corrosion induite par des chlorures autres que marins ;

– XS1 à XS3 : corrosion induite par des chlorures provenant de l'eau de mer ;

– XF1 à XF4 : gel et dégel, avec ou sans sels de déverglaçage ;

– XA1 à XA3 : attaques chimiques.

En fonction de l'environnement de l'ouvrage et des risques d'agression auxquels il va être exposé pendant sa durée de service, on optimise ensuite les performances du béton, sa durabilité et l'enrobage des armatures (l'enrobage est l'épaisseur de béton qui protège les armatures métalliques les plus proches de la surface).

Les problèmes de durabilité qui peuvent survenir dans des structures en béton sont :

– La corrosion des armatures. Le pH très élevé de la solution interstitielle dans le béton protège les armatures métalliques. Toutefois, cette protection peut disparaître si le pH diminue. Dans ce cas, la corrosion démarre et, à terme, se traduit par de la fissuration et des éclatements de béton de parement. La carbonatation, réaction du CO₂ provenant de l'air avec la portlandite, fait baisser le pH. La cinétique de ce phénomène est pilotée par la diffusion du gaz CO₂ dans la porosité du béton. La qualité du béton d'enrobage (faible porosité) et un enrobage suffisant doivent permettre d'éviter ce problème. La carbonatation et la corrosion sont des phénomènes très lents à apparaître et qui risquent d'être la source de nombreuses dégradations du patrimoine bâti au xx^e siècle, à une époque où la question de la durabilité n'était pas considérée comme aussi centrale. La pénétration de chlorures dans le béton peut également induire de la corrosion. Ces chlorures peuvent venir de l'eau de mer ou bien des sels de déverglaçage. La solution est, ici aussi, une bonne qualité du béton et un enrobage suffisant. Enfin, il existe des armatures inox qui résistent mieux à la corrosion et permettent donc également d'améliorer la durabilité des structures.

– Le gel et le dégel. Lorsque la température devient négative, l'eau interstitielle du béton gèle, ce qui déclenche des mouvements d'eau dans la microstructure du béton. Ces mouvements, survenant dans un matériau peu perméable, peuvent être à l'origine de dommages : fissurations, gonflements, puis éclatements du béton. La présence de sels de déverglaçage conduit de plus à un écaillage de surface du béton. L'utilisation d'agents entraîneurs d'air et l'amélioration de la qualité du béton (par un E/C plus bas) permettent d'éviter ces désordres.

– Le comportement à haute température et au feu. Lorsque le béton[...]