Durabilité d'un ouvrage : Évaluer la tenue structurelle d'un ouvrage
Introduction
« Le béton est un matériau éternel qui ne vieillit pas ».
C’EST FAUX !!!
Certes des ouvrages en « béton » traversent les siècles, les millénaires mêmes (ouvrages romains, ponts et monuments du début de XXᵉ) mais leur état, leur nature et leurs caractéristiques mécaniques évoluent et c’est normal. Il est donc nécessaire d’évaluer la structure pour en garantir la pérennité.
Saviez-vous qu'un ouvrage en béton est conçu pour une durée de vie ?
Un pont, un bâtiment, un monument en béton armé va traverser le temps sous l’action d’agents agressifs, naturels, extérieurs, accidentels et leurs fonctions peuvent évoluer au cours de leur vie :
- Augmentation de la capacité d’un ouvrage
- Extension ou réhabilitation d’un bâtiment
- Installation d’une nouvelle machine dans un atelier
- Vieillissement naturel du matériau ou pathologies
Pour cela il est indispensable de suivre l’état du béton armé par inspections visuelles mais aussi par évaluations non destructives (END) et par prélèvements (carottages).
Le but est d’évaluer si la structure peut continuer à rendre sa fonction ou anticiper des désordres en les réparant avant qu’il ne soit trop tard.
Les principales causes de vieillissement du béton armé sont connues des spécialistes et nos laboratoires les évaluent à travers des prestations techniques maîtrisées :
- Recherches des armatures
- Vérifications du risque de corrosion
- Évaluation de la résistance caractéristique du béton de l’ouvrage
- Recherches de signes de pathologies par études minéralogiques
Nous allons présenter ci-dessous quelques-uns de ces diagnostics. Suivez-nous.
Les armatures du béton armé sont-elles efficaces ?
Dans un ouvrage ancien, il n’est pas commun et sûr de retrouver le plan de ferraillage et quand bien même, est-il fiable ? Heureusement, identifier la position, le maillage, l’enrobage voire le diamètre et l’état des aciers est à la portée des maîtres d’ouvrages et des bureaux d’études, sans tout détruire.
Des armatures ? Où ça ?
Pour repérer la position des armatures, nous disposons de plusieurs outils reposant sur des technologies complémentaires. Savoir si l’on a bien des aciers, avec quel maillage, à quelles profondeurs, n’a pas de secret pour nous. Que ce soit avec des pachomètres ou des radars de structures, un simple passage des appareils en surface et une bonne dose de compétences en analyses des signaux nous permettent de révéler ces informations indispensables pour l’ingénieur structure. Des dalles, des poteaux, des voiles, des tabliers, rien ne résiste ou presque à nos inspections.
Une détection bien faite, parfois renforcée par une inspection ponctuelle au perforateur est la clé d’une étude de structure efficace et optimisée.
Des armatures oui mais en bon état ?
L’acier rouille ! Ce n’est pas une information, vous le saviez déjà. Mais saviez-vous que dans un béton en bon état l’acier ne peut pas rouiller ? Tant que la basicité du matériau est élevée, le phénomène d’oxydation est freiné. Mais le temps ou les éléments extérieurs peuvent jouer contre cet état : le gaz carbonique de l’air, des pollutions, les embruns marins.
Il est donc indispensable sur des bétons anciens de vérifier si cette protection est toujours assurée ou si la teneur en agents agressifs est suffisamment faible. Et bien bonne nouvelle, ces mesures se font assez facilement, avec un prélèvement sur l’ouvrage réduit et des mesures de pH ou des analyses chimiques : profondeur de carbonatation, % chlorures.
Plus largement, il est possible aussi de faire une évaluation non destructive du potentiel de corrosion d’une partie d’ouvrage pour voir s’il y a des zones à risques.
Le béton est-il solide ?
La solidité du béton se détermine par rapport à sa résistance mécanique et celle-ci peut également évoluer au fil des années. Qu’il s’agisse de vérifier sa performance ou la mesurer car l’information a été égarée, des prélèvements sont indispensables pour calculer la résistance caractéristique du béton fck et son module d’Young, paramètres incontournables du calcul de structure. Que ce soit le nombre de prélèvements, leurs dimensions ou leur traitement, les ingénieurs de Sigma Béton qualifient ainsi chaque semaine des structures.
Résistance mécanique par carottages complétés par des mesures non destructives
Si la base de la mesure de résistance mécanique du béton reste l’essai destructif sur carottes, il est possible d’évaluer sa dispersion sur l’ouvrage à l’aide de mesures non destructives (scléromètre, Vitesse de Propagation des Ultra-Sons). Une bonne analyse préliminaire des volumes de béton de l’ouvrage et des conditions d’accès nous permet d’optimiser les mesures tout en conservant la fiabilité des résultats.
La solidité du béton s’évalue aussi à travers son module de déformation
La résistance à la compression, s’il est un paramètre de base incontournable, est à compléter dans une bonne étude de structure par la détermination de son module d’Young. Ce module prend en compte la déformabilité du béton (comme de tout corps élastique) ; vérifier sa valeur sert à contrôler que les calculs de structure s’appuient sur des hypothèses de base vérifiées, voire de les optimiser.
Le béton est vivant et c'est parfois "grave"
L’aspect extérieur du béton ne traduit pas toujours la bonne santé ou les pathologies d’un ouvrage. En vérifier la composition, faire des examens au Microscope Électronique à Balayage (MEB) ou confier des échantillons à nos chimistes et minéralogistes est une sage précaution pour anticiper autant que possible les dégradations potentielles à venir : Réactions Alcali-Granulats (RAG), Réactions Sulfatiques (RSI, RSE), attaques d’agents extérieurs, rien ou presque ne leur résiste. Il est ainsi plus facile et moins couteux de se prémunir des désordres.
Conclusion
En conclusion, les ouvrages en béton armé, ne cessant d’évoluer au fil des années, il est indispensable de suivre leur vieillissement pour les maintenir en état fonctionnel et prolonger leur durée de vie. Par ailleurs, lorsqu’une extension est prévue, il est prudent de s’assurer que la structure restera opérationnelle. La bonne nouvelle c’est que ces évaluations sont faisables, que c’est accessible et rentable. Le réseau de laboratoires Sigma Béton est formé et équipé pour ce genre de diagnostic. Nous serons ravis de vous apporter notre expertise en la matière.