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Béton Pathologies et durabilité

La rédaction du Moniteur |  le 21/02/2014  |  BétonEuropeMancheInternationalParis

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Sommaire du dossier

  1. Trophée Béton 2016 : cinq projets d’étudiants distingués
  2. Béton et granulats : la production repart à la hausse
  3. Le béton se végétalise
  4. 8 solutions de béton ciré
  5. Le béton ciré
  6. Des murs béton coulés en place prennent en sandwich l’isolation
  7. La première éolienne flottant sur du béton est attendue au large du Croisic pour 2016
  8. Une tranchée couverte en béton fibré
  9. A Nice, 650 mètres cube de béton coulés en une seule journée pour fermer le puits d’entrée du tunnelier du tramway
  10. Deux viaducs renforcés en BFUP
  11. Le Cerib entend mettre son expertise sur le béton au service du BTP
  12. Holcim se lance à son tour dans la location de centrales à béton
  13. "Résurrection" d'un mur de soutènement centenaire au pied de la Basilique du Sacré-Coeur
  14. La recherche s’associe à l’industrie pour inventer les bétons de demain
  15. Letgo : un prémur en béton alvéolé à grande rigidité
  16. Le recyclage devient un axe de développement stratégique
  17. Béton préfabriqué
  18. La NF EN 206/CN s’ouvre aux granulats recyclés et aux bétons sur mesure
  19. Les bétons anciens, un champ pour les professionnels du patrimoine
  20. À la recherche de poches de croissance
  21. Des solutions industrielles de plus en plus packagées pour réduire les coûts finaux
  22. Isolation répartie et complexe de doublage
  23. Un édifice qui fait des vagues
  24. Un métro perché sur 72 kilomètres de viaducs
  25. Des raidisseurs en béton fibré scrutés à la loupe
  26. Matériaux de construction : on reste dans le dur
  27. Hausermann et Costy Le Centre de Douvaine
  28. Renaissance d’un train béton datant du tunnel sous la Manche
  29. Grand lifting des digues sur la Garonne à Toulouse
  30. Philippe Gruat nommé à la tête du Cerib
  31. Recybéton : que faire du sable recyclé ?
  32. Balard : un chantier mené au pas de charge
  33. Le stade de Bordeaux accueille une aire de préfabrication béton
  34. Des plaques en béton réfléchissantes
  35. La filière sèche gagne du terrain
  36. Du tout-modulaire à la mixité des procédés
  37. Le béton dans tous ses états
  38. Mariage du bois et du béton de chanvre
  39. Une médiathèque béton taillée dans la masse
  40. Mikado structurel pour un bâtiment sportif
  41. Une Cité des civilisations du vin bien charpentée
  42. Les façades béton restructurées donneront plus de clarté
  43. Le trophée béton
  44. Mecque du bâtiment préfabriqué, Singapour veut faire de la construction un jeu d’enfant
  45. Vague de béton verte sur le campus de Marne-la-Vallée
  46. Des murs antibruit double face en béton de caoutchouc et béton de bois
  47. Deux Projets Nationaux sur les risques rocheux et la durabilité des bétons lancés officiellement en mars
  48. Trophée Béton 2015 : quatre projets d’étudiants primés
  49. Matériaux de construction : la baisse des ventes est confirmée
  50. France Blocs mise sur l’innovation pour concurrencer la brique
  51. Alkern boucle le rachat du groupe Duroux
  52. Falaise en béton préfabriqué pour la faune et la flore
  53. À Fontfroide, le béton se taille et vieillit comme la pierre
  54. Une forteresse de béton pour abriter une médiathèque
  55. Enveloppe en béton de chanvre pour du logement groupé
  56. Le béton à la fête en terre d’ovalie
  57. Une piscine respectant les principes feng shui
  58. Des silos en béton réalisés sur mesure
  59. Du sur-mesure sous contraintes pour les terrasses de la Fondation Louis-Vuitton
  60. Un nouveau bateau-porte se profile au port de Marseille
  61. La démocratisation de l’impression en béton s’accélère en Angleterre
  62. Programme de recherche de l’IRSN sur le vieillissement du béton
  63. Béton et exigences environnementales : le débat
  64. Unique ! Une centrale à béton exclusivement alimentée par train
  65. Un béton façonne un mur d’eau géant
  66. Un anneau en béton fibré en mémoire de la Grande Guerre
  67. Course de vitesse au Grand Stade de Lyon
  68. Préfabrication en béton Solutions pour le logement individuel
  69. Des dalles de dépollution de l’air à l’essai
  70. La structure et l’isolation par l’extérieur en béton cellulaire
  71. Un train de machines assure la réalisation d’une chaussée en béton
  72. Les industriels du béton très inquiets sur l'avenir de leur secteur
  73. Intermat : un salon dédié au béton
  74. Routes et réseaux : Lafarge affiche ses ambitions
  75. Rector mise sur le numérique pour guider les professionnels
  76. Chais d’œuvre de design et de technologie
  77. Béton prêt à l'emploi : Carole Jaillot élue présidente de la commission environnement du SNBPE
  78. Que pèse le béton dans la qualité environnementale des bâtiments ?
  79. "L'Etat doit respecter l'équité entre les différents matériaux de construction", Jean Bonnie (Fédération de l'industrie du béton)
  80. Spécial technique - Béton, dis-moi qui tu es
  81. Le miscanthus mis en bloc
  82. L'imprimante 3D passe au béton à prise rapide
  83. Un anneau à ultra-haute performance
  84. 8 solutions de béton banché
  85. Les solutions en béton banché
  86. Association de deux systèmes industrialisés
  87. Voiles grande hauteur pour réservoirs d’eau potable
  88. Trophée béton 2012-2013 Liberté de l’espace
  89. Avec son site des Batignolles, Holcim vise les chantiers du Grand Paris
  90. Evolutions technologiques pour façade béton
  91. Appliquer un béton ciré sur plancher chauffant à basse température
  92. Réalisation d’une chape en béton empreinte
  93. Un béton à base de granulats recyclés pour réaliser du mobilier urbain
  94. Un bâtiment phare posé sur pilotis face à la mer
  95. Béton de site et bois brut jouent en duo
  96. Une canopée flotte sur l’aéroport de Bombay
  97. Découvrez le futur siège du FCBA à Champs-sur-Marne
  98. Le béton vu par trois générations d’architectes
  99. Le marché des matériaux minéraux de construction se porte bien au premier trimestre
  100. Matériaux de construction, l'embellie se poursuit en février
  101. La LGV SEA grande consommatrice de béton préfabriqué
  102. Quand la dalle béton devient active
  103. Béton Pathologies et durabilité
  104. Renforcement des structures en béton
  105. Béton : pas d’embellie en vue
  106. Quand le béton a un grain
  107. Des bétons haute sécurité pour le terminal méthanier
  108. Le temps des regroupements
  109. Blocs et monomur
  110. Cellumat mise sur la prescription
  111. Trophée béton 2013-2014 : quatre projets d’étudiants primés
  112. Un monolithe de béton semi-enterré
  113. Lyon pôle culturel lons-le-saunier
  114. Batimat : un process qui garantit la performance des blocs isolants
  115. Le béton à ultra-hautes performances gagne le monde
  116. Béton préfabriqué : Rector rode son laboratoire de recherche
  117. Etanchéité dans la masse pour un nouveau béton
  118. Prédalle active industrialisée : un test positif
  119. Chicanes de béton baryté pour la radioprotection
  120. Béton ciré, le choix entre le spatulé et l’autolissant
  121. 8 bétons et granulats isolants
  122. Un béton mince en rouleaux
  123. La légèreté, atout du béton de chanvre en immeuble collectif
  124. Immeuble passif à structure bois-béton industrialisée
  125. Un collecteur d’égouts s’habille de béton polyester
  126. Le béton immergé sauve une digue
  127. Barrage-poids arqué sur un oued algérien
  128. Béton, dis-moi qui tu es

Béton : formulation et environnement

Adapter la formulation des bétons à leur environnement tel est le thème de la semaine.

L'enquête à lire en rubrique « Architecture & Urbanisme » dans « Le Moniteur » n° 5752 du 21 février 2014 évoque les bétons « de site », des « recettes de terroir » élaborées à partir des éléments disponibles sur place, avec l'idée d'orchestrer une symbiose quasi parfaite entre béton et environnement. Mais il peut arriver que ce dernier se révèle « agressif » : corrosion accélérée en milieu marin ou acide, biodétérioration, situation d'incendie, etc. Les composants du matériau doivent alors être choisis en fonction de classes d'exposition ou d'une approche performantielle. Elles vous sont présentées dans le Cahier pratique de cette semaine. Lutter contre les pathologies du béton, anticiper les agressions extérieures et rendre les ouvrages durables : tels sont les enjeux de cette nécessaire adéquation.

Jean-Michel Torrenti et Loïc Divet, auteurs de ce Cahier pratique, sont tous deux ingénieurs à l'Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux (Ifsttar). Ils ont mis à jour, pour cette édition, l'article « Pathologies et durabilité des bétons » paru dans le « Complément technique » de septembre-octobre 2012 aux Éditions Le Moniteur.

voir pdf pour texte intégral

Béton : pathologies et durabilité

De nombreuses structures construites par les Romains sont la preuve que le béton peut être un matériau très durable : le Panthéon de Rome en est un bon exemple. Plus récemment, des structures toujours utilisées comme la maison Hennebique à Bourg-la-Reine ou le pont de Boutiron près de Vichy, construit en 1912 par Freyssinet, montrent que les bétons modernes peuvent aussi être très durables. A contrario, des ouvrages bien plus récents ont dû être réparés, voire remplacés.

Une structure en béton n'est durable que par rapport à un environnement donné et une durée d'utilisation de projet initialement prévue par le maître d'ouvrage et le maître d'œuvre ; c'est pourquoi la normalisation actuelle, et notamment la norme NF EN 206-1 relative à la spécification, aux performances, à la production et la conformité du béton, fait référence à des classes d'exposition. Ces classes traduisent les attaques et risques de corrosion que chaque partie d'ouvrage subira au cours de son utilisation. Et c'est en fonction de l'environnement et des risques d'agressions auxquels la structure va être soumise pendant sa durée de service que sont optimisés les performances du béton, l'enrobage des armatures et, plus généralement, la durabilité de la structure.

Après la présentation de ces classes d'exposition, sont passées en revue les principales pathologies des structures en béton et la manière dont elles sont prises en compte dans le contexte normatif. La dernière partie est consacrée aux approches performantielles en cours de développement.

Jean-Michel Torrenti

Ingénieur des ponts, des eaux et forêts, directeur adjoint R&D du département « Matériaux et structures » de l'Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux (Ifsttar).

Loïc Divet

Ingénieur en chef des travaux publics de l'État, responsable du laboratoire « Comportement physico-chimique et durabilité des matériaux » (CPDM) du département « Matériaux et structures » de l'Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux (Ifsttar).

Références

[1] Naar S., Évaluation non destructive du béton par mesures de résistivité électrique et thermographie infrarouge, thèse de l'université de Bordeaux, 2006.

[2] The EPIQR European project (JOR3-CT96-0044), 1998.

[3] FHA, Corrosion Cost and Preventive Strategies in the United States, Federal Highway administration, Publication No FHWA-RD-01-156, 2002.

[4] Duval R., « La durabilité des armatures et du béton d'enrobage », La durabilité des bétons, Presses de l'École nationale des ponts et chaussées, 1992.

[5] Baroghel-Bouny V., Capra B., Laurens S., « La durabilité des armatures et du béton d'enrobage », La durabilité des bétons, sous la direction de Jean-Pierre Ollivier et Angélique Vichot, Presses de l'École nationale des ponts et chaussées, 2008.

[6] Thiery M., Roussel N., Habert G., Belin P., Dangla P., Comment intégrer quantitativement la carbonatation atmosphérique dans le bilan carbone des matériaux cimentaires ?, conférence GC 2009, Cachan, 2009.

[7] Thiery, M., Villain, G., Dangla, P. et Platret. G., « Investigation of the carbonation front shape on cementitious materials: effects of the chemical kinetics », Cement and Concrete Research, 37, n° 7, 2007.

[8] Schiessl P., « Zur Frage der zulässigen Rissbreite und der erforderlichen Betondeckung im Stahlbetonbau unter besonderer Berücksichtigung der Karbonatisierung des Betons », Deutscher Ausschuss für Stahlbetonbau, 255, 1976.

[9] Garcia V., Contribution à l'étude du taux de chlorures pour l'amorçage de la corrosion des armatures du béton armé, thèse de l'université Toulouse III Paul Sabatier, 2013.

[10] Glasser F.-P., Marchand J., Samson E., « Durability of concrete ? Degradation phenomena involving detrimental chemical reactions », Cement and Concrete Research, 38, 2008.

[11] Torrenti J.-M., « Béton au jeune âge », Complément technique n° 16, Éditions Le Moniteur, septembre-octobre 2010.

[12] LCPC, Structures en béton conçues avec l'Eurocode 2 ? Note technique sur les dispositions relatives à l'enrobage pour l'application en France, Guide technique, Paris, 2005.

[13] Carles-Gibergues A., Hornain H., « La durabilité des bétons face aux réactions de gonflements endogènes », La durabilité des bétons, sous la direction de Jean-Pierre Ollivier et Angélique Vichot, Presses de l'École nationale des ponts et chaussées, 2008.

[14] LCPC, Aide à la gestion des ouvrages atteints de réactions de gonflement interne, Guide technique, Paris, 2003.

[15] LCPC, Recommandations pour la prévention des désordres dus à l'alcali-réaction, Paris, 1994.

[16] Poyet S., Sellier A., Capra B., Foray G., Torrenti J.-M., Cognon H., Bourdarot E., « Chemical modelling of Alkali Silica reaction: Influence of the reactive aggregate size distribution », Materials and Structures, 40, 2007.

[17] Barbarulo R., Comportement des matériaux cimentaires : action des sulfates et de la température, thèse de l'ENS de Cachan, 2002.

[18] LCPC, Recommandations pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interne, Guide technique, Paris, 2007.

[19] Pavoine A., Divet L., Primat E., Arnaud S., « Sulphatic attack in concrete structures in cold mountains zones », European Journal of Environmental and Civil Engineering, Vol. 16, n° 5, 2012.

[20] El Hachem R., Étude multicritères de la dégradation des matériaux cimentaires par l'attaque sulfatique externe, thèse de l'École centrale de Nantes, 2010.

[21] LCPC, Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel. Guide technique, Paris, 2003.

[22] Robert F., Colina H., Debicki G., « La durabilité des bétons face aux incendies », La durabilité des bétons, sous la direction de Jean-Pierre Ollivier et Angélique Vichot, Presses de l'École nationale des ponts et chaussées, 2008.

[23] Ulm F., Acker P., Levy M., « Incendie dans le tunnel sous la Manche ? Analyse mécanique de l'écaillage du béton », Revue française de génie civil, volume 2, n° 3, 1998.

[24] Demorieux J.-M., « L'incendie du tunnel sous la Manche. Diagnostic des dommages et inventaire des données nécessaires à la mise au point du projet de réparation », Annales du bâtiment et des travaux publics, septembre 1998.

[25] LCPC, « Présentation des techniques de diagnostic de l'état d'un béton soumis à un incendie », Méthodes d'essai n° 62, décembre 2005.

[26] Kalifa P., Pardon D., Menneteau F. D., Gallé C., Chené G., Pimienta P., « Comportement à haute température des bétons à hautes performances : de l'éclatement à la microstructure », Cahier du CSTB, n° 3435, décembre 2002.

[27] FNTP, Méthodologie d'application du concept de performance équivalente des bétons, Recommandations professionnelles provisoires, mars 2009.

[28] LCPC, Maîtrise de la durabilité des ouvrages d'art en béton ? Application de l'approche performantielle, Recommandations provisoires, décembre 2009.

[29] Ait-Mokhtar K. et al., « Experimental investigation of the variability of concrete durability properties », Cement and Concrete Research, 45, 2013.

[30] FIB, « Model code for service life design », Fib Bulletin n° 34, 2006.

[31] Polder R. B., van der Wegen G., Boutz M., Performance based guideline for service life design of concrete for civil engineering structures - The present approach in the Netherlands, International RILEM Workshop on Performance Based Evaluation and Indicators for Concrete Durability, Madrid, 19-21 mars 2006.

[32] Deby F., Approche probabiliste de la durabilité des bétons en environnement marin, thèse de l'université de Toulouse, 2008.

[33] Applet, Durée de vie des ouvrages en béton armé. Approche prédictive, performantielle et probabiliste. Recommandations du projet ANR-APPLET, coédition IFSTTAR-CERIB, 2012.

[34] Edvardsen C., The consultant's view on service life design, 2nd International symposium on Service Life Design for Infrastructure, Delft, 2010.

Textes officiels

Arrêté du 30 mai 2012 relatif à la composition du cahier des clauses techniques générales applicables aux marchés publics de travaux de génie civil, JO du 8 juin 2012.

Arrêté du 6 mars 2008 modifiant le décret n° 93-1164 du 11 octobre 1993 modifié relatif à la composition du cahier des clauses techniques générales applicables aux marchés publics de travaux et approuvant ou modifiant divers fascicules, JO du 18 juin 2008.

Cahier des clauses techniques générales applicables aux marchés publics de travaux - Fascicule 65 - Exécution des ouvrages de génie civil en béton armé ou précontraint (document annexé à l'arrêté du 30 mai 2012 - Arrêté du 6 mars 2008).

Ouvrages

Ollivier J.-P., Vichot A., La durabilité des bétons, Presses de l'École nationale des ponts et chaussées, 2008.

Ollivier J.-P., Torrenti J.-M., Carcassès M., Propriétés physiques du béton et de ses constituants, Hermes Science, 2012.

Normes

NF EN 197-1 (avril 2012) : Ciment, partie 1 : composition, spécification et critères de conformité des ciments courants.

NF EN 206-1/CN (décembre 2012) : Béton - Partie 1 : spécification, performances, production et conformité. Complément national à la norme EN 206-1.

NF EN 1992-1-1 (octobre 2005) : Eurocode 2 ? Calcul des structures en béton - Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments. (4e tirage, mai 2013).

NF EN 1992-1-1/NA (mars 2007) : Eurocode 2 ? Calcul des structures en béton - Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments.

Annexe nationale à la NF EN 1992-1-1:2005.

NF EN 10080 (septembre 2005) : Aciers pour l'armature du béton - Aciers soudables pour béton armé - Généralités.

NF EN 12620 (août 2003) : Granulats pour béton.

NF P15-317 (septembre 2006) : Liants hydrauliques - Ciments pour travaux à la mer.

NF P18-424 (mai 2008) : Bétons ? Essai de gel sur béton durci ? Gel dans l'eau ? Dégel dans l'eau.

NF P18-425 (mai 2008) : Bétons ? Essai de gel sur béton durci ? Gel dans l'air ? Dégel dans l'eau.

NF P18-454 (décembre 2004) : Béton ? Réactivité d'une formule de béton vis-à-vis de l'alcali-réaction ? Essai de performance.

NF P18-459 (mars 2010) : Essai pour béton durci - Essai de porosité et de masse volumique.

XP P18-420 (juin 1995) : Béton ? Essai d'écaillage des surfaces de béton durci exposées au gel en présence d'une solution saline.

XP P18-461 (juin 2012) : Essai sur béton durci - Essai accéléré de migration des ions chlorure en régime stationnaire - Détermination du coefficient de diffusion effectif des ions chlorure.

XP P18-462 (juin 2012) : Essai sur béton durci - Essai accéléré de migration des ions chlorure en régime non-stationnaire - Détermination du coefficient de diffusion apparent des ions chlorure.

XP P18-463 (novembre 2011) : Essai de perméabilité aux gaz sur béton durci.

XP CN/TS 12390-11 (mai 2010) : Essai sur béton durci - Partie 11 : détermination de la résistance du béton à la pénétration des chlorures, diffusion unidirectionnelle.

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