Fissuration des bétons Pathologie

7/29/2019 Fissuration des btons Pathologie

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ETSHER Dpartement I.E.E. Maixent CALLAUD mai 2001 - Version n1

ETUDE DES FISSURES DES OUVRAGES DE GENIE CIVIL

METHODES DE REPARATION

PATHOPOLOGIE


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ETSHER Dpartement gnie Civil 2/22 Maixent CALLAUD mai 2001 - Version n1

Sommaire

Dfinitions __________________________________________________________________ 4

Fancage _________________________________________________________________________ 4

Microfissures _____________________________________________________________________ 4

Fissures__________________________________________________________________________ 4

Lzardes Crevasses ______________________________________________________________ 4

Lalcali-raction (AR) _________________________________________________________ 5

Phnomne_______________________________________________________________________ 5Mcanisme des ractions__________________________________________________________________ 5

Contrle _________________________________________________________________________ 5

Procds de rparation _____________________________________________________________ 5

Prvention _______________________________________________________________________ 5Ciment ________________________________________________________________________________ 5Granulats ______________________________________________________________________________ 5

Le retrait ____________________________________________________________________ 5

Phnomne_______________________________________________________________________ 5Le retrait avant prise ou retrait plastique, _____________________________________________________ 5Le retrait hydraulique ou retrait aprs prise____________________________________________________ 5Le retrait thermique______________________________________________________________________ 5Le retrait endogne ______________________________________________________________________ 5

Prvention _______________________________________________________________________ 5Limitation de la quantit d'eau______________________________________________________________ 5Limitation des perles d'eau ________________________________________________________________ 5Humidification du support_________________________________________________________________ 5Ferraillage des lments __________________________________________________________________ 5

Pousse au vide des armatures __________________________________________________ 5

Pousse rsultant de contraintes _____________________________________________________ 5Phnomne ____________________________________________________________________________ 5Prvention _____________________________________________________________________________ 5

Pousse rsultant de l'oxydation _____________________________________________________ 5Phnomne ____________________________________________________________________________ 5

Traitement prventif _____________________________________________________________________ 5

Mthodes de rparation ____________________________________________________________ 5Procds physiques ______________________________________________________________________ 5Procds lectro-chimiques________________________________________________________________ 5

Reprise de btonnage ______________________________________________________________ 5Phnomne ____________________________________________________________________________ 5Procds de rparation____________________________________________________________________ 5Prvention _____________________________________________________________________________ 5

Suivi et reparation des fissures __________________________________________________ 5

Dfinition ________________________________________________________________________ 5

Fissures vivantes ________________________________________________________________________ 5Fissures mortes _________________________________________________________________________ 5Faenage______________________________________________________________________________ 5


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Reprise des dfauts dtanchit _____________________________________________________ 5Injection_______________________________________________________________________________ 5Rebouchage au mortier ___________________________________________________________________ 5Rebouchage au mortier ___________________________________________________________________ 5Calfeutrement l'aide d'un mastic___________________________________________________________ 5Pontage _______________________________________________________________________________ 5

Traitement en plein des parements microfissurs ou affects par des fissures mortes ___________________ 5Traitement des parements prsentant des fissures vivantes________________________________________ 5Ralisation d'un bardage __________________________________________________________________ 5Ralisation dun complexe disolation thermique par lextrieur ___________________________________ 5Traitement des fissures sur parements intrieurs________________________________________________ 5

SUIVI DES FISSURES_____________________________________________________________ 5Mthodes optiques_______________________________________________________________________ 5Dformtre billes ______________________________________________________________________ 5Capteurs mcaniques_____________________________________________________________________ 5Capteurs lectriques______________________________________________________________________ 5


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DEFINITIONS

Il apparat ncessaire que les diffrents intervenants parlent le mme langage pour dfinir lesdiffrentes fissures rencontres, et on pourra par exemple reprendre les dfinitions que donne lanorme NF P 84-404, rfrence DTU 42.1

FANCAGE

Rseau caractristique douvertures linaires superficielles du fond, de trsfaible largeur, seprsentant sous la forme dun dessin gomtrique mailles irrgulires qui sinscriventgnralement dans un carr nexcdant pas 200 mm de ct. Ce rseau nintresse que la laitance

superficielle du bton ou la couche superficielle de lenduit base de liant hydraulique

MICROFISSURES

Ouverture (discontinuits) linaires dont la largeur est infrieure 0,2 mm. Dans le cas denduits base de liants hydrauliques, elles peuvent se prsenter sous forme dun rseau.

FISSURES

Ouvertures linaires au trac plus ou moins rgulier, dont la largeur est comprise entre 0,2 et 2mm.

LEZARDES CREVASSES

Fissures dont la largeur dpasse 2 mm.


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LALCALI-REACTION (AR)

Les fissures qui affectent les ouvrages, murs, planchers ou autres, ont en gnral des causes qui

leur sont extrieures, contraintes, mouvements de lassise ect

Elles peuvent aussi rsulter de phnomnes qui trouvent leur origine dans la nature desmatriaux eux-mmes entrant dans leur constitution.Cest sur ce dernier point que nous allons tenter de dtailler dans ce chapitre.

PHENOMENE

Dans certain cas, les btons peuvent prsenter des dsordres qui apparaissent des dlaisvariables, allant de deux plus de dix ans.Les dsordres se traduisent par un ou plusieurs des symptmes suivants :

) Une fissuration sous forme de faenage mailles plus ou poins larges, ou en toile, ouencore oriente suivant une direction correspondant au sens des contraintes.

) Des exsudations blanches de gels ou de calcite.) Des clatements localiss en forme de petit cnes, qui correpondent la raction de gros

granulats en surface.

) Des mouvements et des dformations, visibles dans les gros ouvrages de masse, tel queles barrages.

Ces phnomnes se produisent lorsque les trois conditions suivantes sont runies :

Les agrgats qui entrent dans la composition du bton contiennent de la silice ractive Louvrage est soumis un environnement humide La teneur en alcalins du bton est leve (Na+ K+ , OH- respectivement de NaOH et

KOH)

Eclat ponctuel au droit de granulat expansif Exsudation blanches de gel d une

alcali-raction de la chape de pose


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Il existe trois type dalcali-raction :

Type dalcali-raction Frquence Vitesse dvolution

Alcali-silicates Le plus frquent 1 2 ans

Alcalis-Silice Moins frquent Raction lente : 10 anset plus

Alcalis-Carbonate Trs rare, et pour desgranulats trs prcis

?

Mcanisme des ractions

Il se produit des ractions chimiques avec formation dun gel de silicate alcalin quisimbibe deau, gonfle et fissure le bton (raction alcali-silice).

Concernant les gels, il sagit de structure molculaire capable dabsorber de forte quantitdeau. Par exemple les gels silico-alcalin (cas qui nous concerne) peuvent absorber 50 %de leur poids en eau 80 % dhumidit relative. Aux valeurs dhumidit relativesuprieure 95 %, la quantit deau absorbe peut tre comprise entre 200 et 300 % du

poids du gel initiale. Cette quantit crot de faon exponentielle au-del de 90 %dhumidit relative.

CONTROLE

Une premire indication dalcali-raction peut se faire grce au test lactate duranyle (aprs

imprgnation lactate et sous clairage ultra-violet, les gels apparaissent vert-jaune). Pourconfirmer un essai en laboratoire aprs prlvement est ncessaire.

PROCEDES DE REPARATION

On ne connat ce jour aucun procd qui permette darrter efficacement ce processus.On ne peut que rduire passivement la teneur en eau du bton par la mise en uvre dunrevtement dtanchit et on ne peut donc quappliquer des mthodes prventives

PREVENTION

Les annales de lITBTP ont dit en mai 1990 des recommandations pour la prvention desdsordres dus lalcali-raction, qui ont t suivies de recommandations provisoires tablies parle laboratoire Centrale des Pont et Chausses en janvier 1991 et dun document annexe cedernier, qui est un guide pour llaboration du dossier Carrire de granulats qui a t publien fvrier 1992.Une synthse de ces documents peuvent tre ainsi faite :

Ciment

La concentration en hydroxyde alcalin est fonction linaire de la teneur en alcalin dubton, do limportance de la teneur en alcalin du ciment utilis. On le mesurera doncplus particulirement la prsence de Na+, K+ et OH- (alcalin), de sorte que sil y a undoute sur lagrgat ou sil est ractif, il faudra choisir un liant en consquence :


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Ciment portland de basse teneur en alcalin (< 0,6 %) Ciment PORTLAND additionn de cendres volantes ou de pouzzolanes, Ciment de laitier de haut fourneau, Ciment PORTLAND additionn de fumes de silices.

Granulats

Pour tre sr que les granulats ne sont pas ractifs, il faut des rfrences mises jour etconcernant un ouvrage g dau moins 5 ans.Sinon, il est ncessaire dtablir un dossier carrire.


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LE RETRAIT

PHENOMENE

Le bton est compos de ciment, deau, de sable et de granulats.Le ciment et leau ragissent pour former des composs hydrats qui, en se solidifiant,liaisonnent les granulats.

La quantit deau ncessaire lhydratation du ciment reprsente environ 25% du poids de cedernier.Or, afin de permettre la mise en uvre du bton, le volume deau de gchage atteint couramment40 70% du poids du ciment.Le dpart de ce volume deau excdentaire constitue lorigine principale du retrait des btons et

mortiers. Il sagit du retrait de dessication.

Quantit deau vacuer

dans le cas dun bton dos 350 kg/m3

Eau dhydratation 87,5 litres

Eau de mise en uvreE/C = 0,4E/C = 0,7

140,0 litres240,0 litres

Eau excdentaireE/C = 0,4E/C = 0,7

52,5 litres157,5 litres

Les deux principaux types de retrait de dessication sont :

Le retrait avant prise ou retrait plastique,

Il est d essentiellement la perte prmature dune partie de leau de gchage parvaporation et dont lamplitude peut atteindre une valeur dix fois suprieure celle du

retrait hydraulique normal.Il peut atteindre sur mortier des valeurs deux trois fois suprieures celles obtenues surbton.Ce retrait provoque des contraintes de traction qui excdent les possibilits du bton qui,aux premires heures, na pas les qualits mcaniques qui lui permettraient alors dersister sans dommages de tels efforts.Il se traduit donc par lapparition la surface du bton encore plastique, de crevasseslarges, profondes et de forme caractristique.


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Le retrait hydraulique ou retrait aprs prise

Il volue beaucoup plus lentement car leau libre pourra beaucoup plus difficilementsvaporer dune structure rigidifie, son cheminement se fait par capillarit, des zoneshumides vers les parties sches.

Sa valeur est de lordre de 0,2 0,4 mm/M

Mise part l'influence du facteur temps et du volume d'eau sur la valeur du retraithydraulique, celui-ci est fonction d'un certain nombre d'autres paramtres, parmi lesquelson peut citer :

La nature du ciment, Les ciments de faible classe de rsistance mcanique ont en gnral des retraits plus

faibles que les autres. Les ajouts n'ont pratiquement pas d'effet sur ce phnomne.

Le dosage du ciment, les dosages levs augmentent la valeur de retrait des btons et mortiers. C'est ainsique le retrait d'une pte "pure sera bien suprieur celui d'un bton. Or, les dosages

levs de ciment n'augmentent pas la rsistance d'un mortier ou d'un bton sespremires heures de prise. Le surdosage aura donc pour effet d'augmenterl'importance de la fissuration.

La propret des sables, Leur retrait volue dans le mme sens que la proportion des argiles et des matires

humiques (collodes) contenus dans les agrgats.

Le rapport E/C Le retrait aprs prise augmente avec la quantit d'eau de gchage La forme et la dimension des agrgatsLe bton tire une bonne partie de sa rsistance des granulats qui le composent. C'est

particulirement vrai des gros granulats. Il est donc logique de composer un bton partird'lments de bonne qualit et de dimension importante afin d'obtenir une rsistanceoptimale.En outre, la pte de ciment intervient comme une colle qui assure la liaison entre lesdiffrents "grains". De ce fait, la quantit de ciment ncessaire pour assurer leur bonenrobage volue directement avec la surface des "grains" mis en oeuvre par unit devolume.Le dosage en ciment devra donc tre d'autant plus lev que les "grains" seront plus fins.A titre d'exemple, un granulat 30/60 a une surface spcifique d'environ 5 dm2 par kilo,alors que celle d'un sable fin peut atteindre facilement 30 dm2lkg.Or, le retrait du bton augmente avec son dosage en ciment. On a donc intrt doubletitre utiliser des agrgats de grandes dimensions.

Au retrait de dessication s'ajoutent

Le retrait thermique

Il rsulte de la contraction du bton lorsqu'il se refroidit,

Le retrait endogne

Il correspond non pas un dpart d'eau par schage mais la poursuite de l'hydratationqui peut devenir prpondrante pour les btons faibleE/C(


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Le bton est un mauvais conducteur de la chaleur. Or, la raction chimique de prise duciment s'accompagne d'une lvation importante de temprature.Les btonnages par temps chaud (> 25) et sec doivent donc tre accompagns d'uncertain nombre de prcautions ayant trait la cure du bton (arrosage, protection contre levent et l'ensoleillement, etc.), la temprature de l'eau de gchage, etc., sous peined'augmenter les dsordres lis l'vaporation de l'eau de gchage ainsi qu'au retrait

thermique.En France, les rgles BAEL 91 fixent, en tenant compte d'un pourcentage moyend'armatures, les valeurs moyennes de retrait suivantes:

AI = 3 X 10-4 dans le quart sud-est de la France

AI = 2 X 10-4 dans le reste du pays

PREVENTIONDe ce qui prcde, on s'aperoit qu'il n'est pas possible de s'affranchir totalement du retrait et deses consquences.

En revanche, on peut en limiter l'importance une valeur telle que le phnomne ne se traduisepas par une fissuration.

Les mthodes couramment employes pour y parvenir sont principalement de deux types,limitation de la quantit d'eau ainsi que des pertes de laitance qui peuvent se produire en certains

points particuliers des coffrages et renforcement du bton et des mortiers par des armatures.

Limitation de la quantit d'eau

On y parvient par une formulation adapte de la composition du bton et par l'emploi deplastifiants qui permettent de maintenir l'ouvrabilit du bton tout en rduisantnotablement le volume d'eau entrant dans le mlange.

Limitation des perles d'eauOn estime que, ds que la quantit d'eau vaporable atteint 0,5 1 litre par heure et parmtre carr, des prcautions doivent tre prises qui permettent de maintenir l'humidit du

bton pendant 3 7 jours.

Ces valeurs d'vaporation sont trs couramment atteintes, puisque par exemple : Si l'on considre un bton dont la temprature est de 20 degrs centigrades, soumis

un vent 15C soufflant 25 km/h et une humidit relative de 40 %, la perte d'eaupar vaporation sera de 1 L/h/m2

Si l'on considre un bton 35C, un vent de 30C soufflant

30 km/h et une humidit relative de 30 %, la perte d'eau par vaporation atteindra 3,5L/h/m2

En rgie gnrale, la dure de la cure doit tre d'autant plus longue que la prise du cimentest lente et que le bton renferme plus d'eau.

Le fait de supprimer ou tout au moins de diminuer les effets de la dessiccation va avoir demultiples effets, parmi lesquels on peut noter que : d'une part, le ciment sera plus compltement hydrat et le bton atteindra

normalement sa rsistance thorique, mme en surface, .d'autre part la porosit dubton de peau sera limite et il assurera correctement la protection des armatures,

enfin, les risques de fissuration seront notablement rduits.


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Les moyens permettant de limiter l'vaporation sont les suivants

APPLICATION D'UN PRODUIT DE CURE

Cette application doit tre faite peu de temps aprs la mise en oeuvre du bton aumoment o la surface devient mate, sous peine d'intervenir alors que la fissuration adj commenc et que la peau du bton prsente une certaine porosit.Elle peut aussi avoir lieu sur les parois d'un voile, aussitt aprs son dcoffrage. Il y alieu alors de s'assurer auprs du fabricant de la compatibilit du produit avec leshuiles de dcoffrage utilises.La COPLA (Commission Interministrielle Permanente des Liants Hydrauliques)

publie rgulirement une liste de produits de cure agrs.

D'AUTRES PROCEDES

Ils permettent d'obtenir un rsultat quivalent, parmi lesquels on peut citer :

Maintien d'un film d'eau la surface avec retenues lat~rales si ncessaire. Mise en oeuvre de bches ou de films tanches. Application d'une couche de 4 5 cm de sable maintenu humide pendant toutela dure de la cure. Mise en place de paillassons ou de toiles de jute, humidifis en permanence. Interposition d'un film tanche. De type polyane ou similaire, interpos entre la forme et le bton d'un dallage

sur terre plein, il vitera les pertes d'eau dans les matriaux de la sous-couche.

Humidification du supportAfin de limiter.l'absorption de l'eau d'un enduit par une surface poreuse, sonhumidification permettra d'viter le phnomne de grillage du mortier. (reprise de

btonnage en particulier).

Ferraillage des lments

Les armatures du bton arm s'opposent au retrait. Il est donc judicieux de placer ensurface des armatures de petit diamtre qui auront pour effet de limiter l'ouverture desfissures.Ce procd doit cependant tre accompagn de l'application d'un produit de cure du btoncar il ne pourra lui seul viter la fissuration lie au retrait.


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POUSSEE AU VIDE DES ARMATURES

Deux causes totalement diffrentes peuvent tre l'origine de la pousse au vide des armatures,les contraintes mcaniques que subit la barre considre et l'oxydation qui peut dans certains casl'affecter.

.

POUSSEE RESULTANT DE CONTRAINTES

PhnomneLe cas le plus courant est celui de l'ancrage des barres droites par un retour rectiligne,

parallle au parement de l'ouvrage.Dans ce cas, les efforts de traction auxquels sont soumis les aciers tendent faire flchirla barre ancre, l o sa courbure change.Il peut en rsulter des pousses au vide qui sont susceptibles de faire clater le bton decouverture.

PrventionLes rgles BAEL 91 demandent que la pousse au vide qui pourrait rsulter de la mise en

jeu mcanique d'ancrages par courbure soient quilibres par des armatures de trac et desection appropris.

Les croquis extraits de ce document, sont explicites en la matire

Incorrecte Correct Correcte

POUSSEE RESULTANT DE L'OXYDATION

PhnomneLe bton est un matriau basique, dont le Ph, tout au moins aux premiers ges, se situeentre 12 et 14.C'est aussi un matriau relativement tanche qui joue un rle de barrire vis vis del'environnement.La protection des armatures est donc la fois chimique (du fait de l'alcalinit de la

solution interstitielle et de la passivit de l'acier dans ce milieu) et physique (parl'enrobage).


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Sous l'action d'un certain nombred'agents extrieurs, atmosphriqueset chimiques, le bton entame un

processus de carbonatation et perd

petit petit son caractre basique, desorte que son Ph peut descendre audessous de 10.La protection de l'acier n'est plusassure et la corrosion devient donc

possible.Le bton se trouve alors soumis descontraintes trs importantes quirsultent du gonflement desarmatures sous l'effet de la rouille (levolume d'une armature peutquadrupler sous l'effet de

l'oxydation), ce qui se traduit par unepousse au vide qui conduit l'clatement du bton au droit del'armature qui se trouve ainsi mise nu.

Ce phnomne est particulirementvisible dans le cas des nez de

balcons, des bandeaux et danscertains voiles de faades danslesquels les armatures ne sont pascorrectement positionnes, ainsi que

dans des ouvrages soumis l'actiondes embruns ou de sels.

Traitement prventif

QUALITE DU BETON

Les rgles essentielles respecter afin d'viter, ou tout au moins de repousser, ledbut de corrosion des armatures ont pour but de permettre au bton de leur assurer lameilleure protection possible. Ce sont entre autres les suivantes :

Enrobage suffisant des armatures par le btonNous rappelons que les rgles BAEL 91 demandent que celui-ci soit au moins de :

- .5 cm pour les ouvrages en bord de mer ou exposs aux embruns ou auxbrouillards salins, ainsi que pour les ouvrages exposs des atmosphres trsagressives,

- .3 cm pour les parois soumises, ou susceptibles de l'tre, des actionsagressives ou des intempries, ou encore en fonction de la destination desouvrages, au contact d'un liquide,

- 1 cm pour les parois qui seraient situes dans des locaux couverts et clos etqui ne seraient pas exposes aux condensations.

- ouvrages exposs des conditions agressives svres (eau de mer, bord demer, eaux slniteuses en concentration suprieure 5 g/l)

**************************************dans lesquelles Cg est la classe granulaire de passoires.


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Pour respecter ces valeurs d'enrobage, des cales d'armatures adaptes doivent tremises en oeuvre. Nous rappelons qu'un enrobage trop important peut aussi avoirde graves rpercussions sur la stabilit d'un ouvrage, puisque les armaturesconcernes ne travaillent plus conformment aux hypothses de calcul.

Dosage en ciment correct, ne pouvant tre infrieur celui obtenu par applicationdes formules donnes par le DTU 21, soit :

- ouvrages exposs, mais sans agressivit particulire, le dosage minimal estdonn par la formule

Il faut noter ce sujet que la nouvelle norme NF p 18 -305 introduit entre autresla dfinition de 11 classes d'environnements et donne pour chacune d'elles desspcifications relatives certaines caractristiques des btons correspondants,telles que la valeur maximale du rapport E/C, la teneur minimale en ciment ouen liant quivalent, la teneur minimale en air du bton frais, etc...

- Confection d'un bton compact, impermable et homogneOn s'attachera concilier un faible rapport E/C avec une plasticit suffisante

- CureLa cure du bton, particulirement en prsence d'un vent sec est trsimportante, puisqu'elle permettra d'viter tout un ensemble de micro- fissuresde retrait qui peuvent constituer autant de points o la protection physique desarmatures n'est pas assure.

INCORPORATION D'INHIBITEURS DE CORROSION

Il peut paratre plus simple, plus efficace et plus conomique d'incorporer directementdans le bton, au moment de sa fabrication un produit capable de mettre les armatures l'abri de la corrosion.

C'est pour y parvenir que des recherches sont en cours dans plusieurs pays, bases surl'incorporation d'inhibiteurs de corrosion, susceptibles de former la surface du mtalun film tanche et insoluble

L'efficacit d'un inhibiteur est base sur le principe que la substance active doit tredisponible et agir dans les zones o une amorce de corrosion est susceptible de se

produire. \,Il apparat donc dlicat de trouver des produits qui soient trs performants en cedomaine puisque les changes de matire se font lentement dans le bton,

principalement par diffusion.Les produits actuellement tudis sont dissous dans l'eau de gchage du bton selondes dosages variant de 1 3% du poids du ciment et sont gnralement des composs

de: nitrite de calcium, nitrite de sodium, benzoate de sodium, etc.Parmi eux, le nitrite de calcium est le plus utilis dans le monde

Il agit comme inhibiteur anodique, mais son action, qui dpend de la concentration enchlorures, diminue dans le temps. Son efficacit reste limite aux zones non fissures.Ces produits sont. pour l'instant, peu utiliss en Afrique.

REVETEMENT DES ARMATURES

Revtements mtalliques


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Il s'agit essentiellement de la galvanisation, dont des tudes rcentes prouventqu'elle n'apporte aucune perturbation pnalisante sur la prise du bton et qu'ellen'empche pas l'adhrence. Les procds de galvanisation en continu devraient

permettre le dveloppement de ce procd dont la norme NF A 35-025 dfinit lesprincipales caractristiques, et en particulier la masse de zinc dposer sur l'acierqui doit tre de 300 g/m2,

Revtements organiquesCes procds sont dvelopps aux Etats-Unis ainsi qu'au Canada depuis unevingtaine d'annes et aux USA, les armatures ainsi traites reprsentent environ 5% des aciers bton utiliss.En Europe, la Suisse applique depuis 1991 les "Directives pour l'utilisationd'armatures passives revtues de rsine poxy".Ces procds n'ont pas fait, notre connaissance, l'objet d'une utilisation enFrance ou en Afrique et aucune norme ne rglemente ce type de protection.L'acier d'armature ainsi revtu cote environ 50 60 % plus cher l'achat et la

pose qu'un acier non revtu.

METHODES DE REPARATION

Procds physiquesDe nombreux fabricants ont mis au point des procds, dont certains possdent un cahierdes charges qui a t examin par un Bureau de Contrle, destins remettre en tat les

parties d'ouvrages ainsi atteintes.

Les principes en sont tous les mmes et peuvent tre rsums comme suit :

1. dgagement du bton dans les zones affectes par ce phnomne, jusqu' atteindre lesarmatures non corrodes, .

2. nettoyage de toute trace de rouille des armatures, par sablage, grenaillage, au disqueabrasif ou la brosse mtallique. .passivation des aciers

3. rfection du bton avec un mortier de rsine ou un micro bton adjuvantsProcds lectro-chimiques

Il s'agit l de procds dont la mise en oeuvre est relativement lourde et plusparticulirement adapte la remise en tat d'ouvrage d'art.

Gnralement, le procd comporte deux oprations, l'une consiste faire pntrer dansle bton un produit faisant remonter son Ph au dessus de 9,5, l'autre consiste extraire lessels contenant des chlorures (dsalinisation).Pour ces deux oprations, la structure est emmaillote par un "cataplasme" qui sertd'anode, l'armature faisant fonction de cathode.

Dans un cas, le "cataplasme" contient un lectrolyte qui sert extraire, sous un courant de20 25 volts, les molcules de chlore, dans l'autre cas, l'lectrolyte contient du carbonatede sodium, qui pntre par lectrolyse dans le bton et fait remonter son Ph.

Ce procd a t utilis entre autres en Belgique pour remettre en tat les 64 poteaux qui

supportent le viaduc d'Herstall qui franchit la Meuse dans la banlieue de Lige.


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REPRISE DE BETONNAGE

PhnomneLes reprises de btonnage des ouvrages en bton constituent une zone de fissuration

privilgie.

En effet, nous sommes en prsence de deux btons qui ont un ge et une compositiondiffrents et dont la liaison se fait par collage. A ce point particulier, le bton prsenteune htrognit, donc une plus faible rsistance, qui va se traduire dans le temps, sousl'effet des variations dimensionnelles, lies au retrait et la temprature, par une tendance la fissuration localise l'interface entre bton ancien et bton nouveau.

En outre, la partie suprieure du bton est trs riche en ciment et en eau. Elle se trouvedonc, de ce fait, susceptible de prsenter un retrait particulirement important.

Procds de rparationLes fissures au droit des reprises de btonnage sont des fissures actives puisqu'elles sontlies, entre autres, aux variations de temprature.Dans certains cas, tels que les chteaux d'eau, les stations de traitement, les piscines etautres, elles peuvent rendre l'ouvrage impropre sa destination, dans la mesure o ellesconstituent des points de fuite.Il faut donc envisager de rendre son tanchit l'ouvrage selon deux mthodes

principales, qui consistent : soit en l'application d'un joint extrud aprs reprise de la fissure afin de permettre la

mise en oeuvre du matriau (largeur, profondeur, tat des lvres, etc),

soit en un pontage de la fissure par une membrane souple colle de part et d'autre dujoint.

Le choix du systme doit tre fait en tenant compte de la nature de liquide stock et deson agressivit ventuelle contre le matriau retenu, des risques d'agression mcanique(lors des nettoyages ou des curages par exemple) ainsi que des conditions de mise enoeuvre.

PrventionLes btons constituant les deux parties mises en contact doivent tre de mmecomposition et de mme qualit.

A chaque nouveau btonnage, le bton doit tre enrichi en lments fins et en liant.

Avant toute reprise de btonnage, s'il s'agit de bton jeune, la surface prcdemmentcoule doit tre nettoye l'air comprim; s'il s'agit d'un bton durci. elle devra trepique, nettoye et humidifie refus.

On aura intrt appliquer sur la surface de reprise un produit de collage.Il est recommand d'orienter les surfaces de reprise de telle sorte qu'elles soient, de

prfrence, soumises des efforts de compression.Si une telle disposition n'est pas ralisable et que la zone de reprise se trouve cisaille outendue, les rgles BAEL 91 demandent que cette surface soit amnage par des redansconvenablement disposs.Ce mme document demande que des aciers de couture soient prvus au niveau desreprises de btonnage.


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SUIVI ET REPARATION DES FISSURES

DEFINITIONLes remdes apporter dpendent des mouvements des fissures. Il ne faut pas limiter lesrecherches vrifier que les fissures voluent en observant la rupture de tmoins en pltre, maisil est ncessaire d'apprcier prcisment et priodiquement leurs mouvements. Pour y parvenir,on pourra utiliser des fissuromtres ou des dformtres billes. Le principe de mesure ainsi queles caractristiques de ces derniers appareils sont prsentes en annexe.

Ces examens devront permettre de distinguer les fissures isoles vivantes ou fissures volutivesdes fissures mortes.

Fissures vivantes

Elles correspondent une rupture du matriau support et leurs variations dimensionnellessont en gnral prvisibles et mesurables.C'est par exemple le cas des fissures provoques par la dilatation et le retrait de certainslments, lis aux variations de temprature ou d'hygromtrie.

Fissures mortes

Elles correspondent elles aussi une rupture du matriau au terme d'une volution qui esttermine et ne risque pas de se reproduire ou d'voluer.C'est par exemple le cas des fissures causes par une charge trop importante applique surune maonnerie ayant provoqu un report de charge (effet de vote) sur des lments plusrsistants.En cas de doute sur la nature des fissures, on aura toujours intrt les considrer commetant vivantes et donc proscrire l'emploi de matriaux rigides pour leur traitement.

Faenage

Ces fissures n'intressent que "l'piderme" des matriaux. Elles sont trs fines mais leurlargeur peut varier en fonction des gonflements et des retraits lis aux variationshygrothermiques.

On devra ensuite dterminer les inconvnients qu'apportent les fissures considres.Ils peuvent tre d'ordre technique ou entraner une gne pour les habitants.

Les inconvnients les plus courants lis ces dsordres sont les suivants :


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dfauts d'tanchit, dfauts esthtiques, perte de rsistance de l'ouvrage, . vieillissement accru de l'ouvrage, . impact psychologique.

Enfin, la rparation sera fonction de la nature et de la position de l'ouvrage dans la construction.Le remde apporter diffrera selon que l'on se trouve en prsence de :

murs de faades, murs de refends, planchers, . cloisons. . etc.

Ils orienteront de ce fait le choix :

des travaux de rparation envisager, de la nature des matriaux mettre en oeuvre, ce choix tant fonction de l'importance des

fissures constates mais galement de leurs variations d'ouverture.

REPRISE DES DEFAUTS DETANCHEITE

Les principales techniques permettant de remdier aux dfauts d'tanchit l'eau dus auxfissures sont les suivantes:

Injection

L'injection de rsines est rserve au traitement des fissures fines et en "gnral aux fissures mortes.

Elle n'est applicable que dans le cas de matriaux pleins, bton, pierre, etc.En effet, l'troitesse de la fissure ne permettrait pas une rsine souple de rsister desvariations dimensionnelles, mme de faible ampleur.L'injection est particulirement recommande lorsque les fissures ont affaibli l'ouvrage etque l'on dsire lui restituer ses caractristiques mcaniques d'origine car, aprs

polymrisation, la rsine rigidifie l'ouvrage. On emploie gnralement des rsinespoxydes fluides, qui sont injectes sous pression dans la fissure par l'intermdiaired'aiguilles d'injection.Les aiguilles sont enfonces de place en place dans la fissure et scelles. La fissure estcachete par un mastic spcial entre les aiguilles et sur les deux faces.


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Rebouchage au mortier

La rsine est injecte sous pression par l'intermdiaire des aiguilles et on s'assure que lafissure est colmate en maintenant l'injection jusqu' ce qu'il y ait rsurgence de la rsine

par les aiguilles laisses libres.

L'injection assure une excellente tanchit des fissures mortes, mais n'apporte aucuneamlioration esthtique au parement qu'elles affectent.

Rebouchage au mortier

Le traitement des fissures par un mortier hydraulique ne peut tre entrepris que sur lesfissures mortes.Il est ncessaire dans ce type d'intervention de mettre en oeuvre des mortiers adjuvantsde rsines adhsives sous peine de voir apparatre deux fissures (une la jonction dechaque lvre) au lieu d'une et de risquer le dcollement de la partie rpare. En effet,compte tenu de sa faible masse, un mortier normal utilis en si petite quantit se desscheet grille. La fissure doit au pralable tre agrandie afin de permettre la mise en oeuvre dumortier et il faut bien savoir que, l encore, cette rparation ne permettra pas de rendre au

parement son uniformit initiale, car la teinte et la texture des raccords seront diffrentesde celles du panneau lui mme.

Calfeutrement l'aide d'un mastic

Ce procd permettra de rendre tanche une fissure vivante, condition que le choix et lamise en oeuvre du mastic soient faits correctement.

La fissure devra tre ouverte afin que la largeur et la profondeur de la zone mastiquesoient compatibles avec la nature du mastic employ ainsi que la valeur des variationsdimensionnelles maximales de la fissure (la largeur minimale dun joint ainsi trait est de8 mm)Il ne faut pas oublier quun joint est fait pour travailler en traction ou en compression etque la liaison avec la maonnerie ne peut se faire que sur les deux faces opposes. Il estdonc ncessaire de disposer au fond du joint un lment (en gnral une moussecellulaire) qui assurera lindpendance du mastic avec le fond de la maonnerie et

permettra de donner au mastic sa profondeur optimale.

On devra se rfrer aux "Rgles professionnelles concernant l'utilisation des mastics pour

l'tanchit des joints" pour dterminer les dimensions du joint et la nature du mastic mettre en oeuvre.Il faut bien avoir l'esprit que l'aspect de la faade ainsi traite ne sera jamais parfait

puisque, d'une part, les teintes des mastics sont limites et ne correspondront pas cellesde l'ensemble du panneau, que, d'autre part, la surface du joint apparatra en creux partemps froid (joint ouvert) et bombe par temps chaud (joint ferm) et qu'enfin l'aspect desurface de la zone mastique est diffrent de celui du reste du parement.

Il est possible de dissimuler le mastic sous un enduit de parement plastique ou sous unrevtement plastique pais arm (attention la compatibilit chimique entre joint etlenduit de parement plastique), mais si le mouvement du joint est important l'enduit se

fissurera au droit de la fissure qui se trouvera ainsi souligne.


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Il est aussi possible de raliser un pontage de la fissure une fois qu'elle a t traite (voirci-aprs).

Pontage

Le DTU 42.1 "Rfection des faades en service par revtements d'impermabilit basede polymres" prcise qu'une fois les fissures traites l'aide d'un mastic souple ou d'unmortier, elles peuvent tre recouvertes par un revtement de performance I4.

Un tel revtement est constitu de :

une couche d'impression, une couche intermdiaire avec armature rapporte (cette couche est applique en

deux passes, avec ou sans dlai de schage),

une couche de finitionL'ensemble a une paisseur sche minimale de 0,6 mm et la sur paisseur due la

prsence d'un galon au droit de la fissure risque d'tre visible sous lumire rasante sil'ensemble de la faade reoit un revtement moins pais.

Traitement en plein des parements microfissurs ou affects par des fissuresmortes

On pourra mettre en oeuvre un revtement de type I1 ou de type I2.Le revtement de type I1, d'une paisseur sche thorique minimale de 0,2 mm estconstitu d'une couche d'impression et d'une couche de finition. Il permet de masquer desmicrofissures infrieures 0.2 mm.

Le revtement de type I2 est compos d'une couche d'impression, d'une coucheintermdiaire et d'une couche de finition. La couche intermdiaire et la couche de finition

peuvent tre de mme nature. L'paisseur minimale d'un tel revtement est de 0,3 mmmet il permet de traiter un parement affect par des fissures de largeurs infrieures 0.5mm

On pourra aussi appliquer une peinture ventuellement fibre ou encore un revtementrticulable qui prsente l'avantage de conserver une certaine lasticit mme bassetemprature.Selon l'paisseur atteinte, ce type de revtement peut tre appliqu sur des supportsfaencs ou prsentant des micro-fissures allant jusqu 1/2 mm.

Traitement des parements prsentant des fissures vivantes

On devra alors faire appel des revtements de type I3 dont la composition est identique celle du revtement I2, mais dune paisseur de 0,4 mm. Ils permettent de traiter des

parements dont les fissures atteignent une largeur infrieure 1 mm.


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On pourra, lorsque les fissures sont infrieures 2 mm, mettre en uvre un revtement detype I4, dont lpaisseur est au minimum de 0,6 mm et comporte :

Une couche dimpression, Une couche intermdiaire avec armature rapporte (fibre de carbone de verre, etc ..) Une couche de finition

Ces deux derniers revtements rsistent une fissuration ultrieure du support.

Ralisation d'un bardage

Cette solution permet d'assurer l'tanchit l'eau des ouvrages et peut donner lieu desralisations intressantes sur le plan architectural.Elle prsente l'inconvnient d'tre onreuse et demande une tude prcise des systmesd'accrochage et des points particuliers, jonction avec les chssis, les appuis, etc.Depuis quelques temps, des ralisations intressantes ont t faites partir d'lments dev tage en lments composites bton/fibres de verre.

Ralisation dun complexe disolation thermique par lextrieur

L'isolation thermique par l'extrieur prsente le grand avantage d'apporter, outre uneamlioration de l'isolation des btiments anciens, un habillage de la faade dont lesfissures se trouvent ainsi masques et abrites des eaux de ruissellement.

Une telle solution ne peut tre retenue qu'aprs un tude approfondie des possibilits defixation des plaques d'isolant sur le \' parement de maonnerie ainsi que de l'incidenceque peut avoir la mise en oeuvre d'un tel complexe sur les transferts de vapeur entrel'intrieur et l'extrieur .

Traitement des fissures sur parements intrieurs

La seule diffrence avec le traitement des fissures extrieures rside dans le fait que le butnormalement recherch est esthtique et que la notion de restitution de l'tanchit l'eaun'intervient pas dans ce cas.

On utilisera donc en gnral les mmes procds quelques variantes prs. C'est ainsique l'on pourra mettre en oeuvre des matriaux tels que les revtements muraux surmousse, qui permettent de cacher des fissures actives de faible amplitude, des lambris,etc.


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SUIVI DES FISSURES

En matire de diagnostic sur structure fissure, il convient de dfinir prcisment les fissures etleurs volutions.En ce sens, le choix de technologies de mesure adapte, qu'elles soient mcaniques, optiques oulectriques, est une tape primordiale.

Il ne faut pas limiter ses recherches vrifier que les fissures voluent en observant la rupture detmoins pltre, mais il est ncessaire d'apprcier prcisment et priodiquement leursmouvements. Le suivi fissuromtrique permet notamment d'apprcier les variations d'originethermique ainsi qu'une tendance l'ouverture ou la fermeture "noye" dans "la respiration" dela fissure.

Les principales techniques utilises en suivi fissuromtrique sont les suivantes :

Mthodes optiques

Le micromtre optique, comme le fissuromtre, permet d'apprcier l'ouverture absolue enappliquant directement sur la fissure une rglette gradue.

Le dveloppement actuel des systmes d'anaJyse d'image permet maintenant d'envisagerla ralisation de suivi fissuromtrique par systme vido.

Dformtre billes

Une bille est cale sur chaque lvre de la fissure et un appareil portable appliqu

priodiquement sur la base ainsi dfinie permet de suivre l'ouverture de la fissure.

Capteurs mcaniques

Des querres mtalliques sont installes sur chaque lvre de la fissure et un comparateurmcanique install demeure ou appliqu ponctuellement permet le suivi de l'volutionde la fissure.

Capteurs lectriquesCes capteurs installs sur la fissure l'aide d'querres mtalliques permettent notamment,lorsqu'ils sont connects une station d'acquisition de donnes, le suivi centralis desfissures ainsi que l'observation de phnomnes dynamiques.

Ces techniques peuvent tre combines dans les trois directions pour permettre le suivinon seulement de l'ouverture mais galement du rejet et du cisaillement.

Documents

Fissuration des bétons Pathologie