Protection cathodique: restauration durable du béton endommagé par les chlorures
La "pourriture du béton" est toujours problématique, mais d'autant plus dans un environnement marin ou en cas d'exposition excessive aux sels de déneigement. Car dans ce cas, les chlorures agissent sur le béton jusqu'à provoquer des piqûres de corrosion sur l'armature. Un processus dont les effets peuvent n'être visibles que des décennies plus tard. Mais lorsque cela devient visible, il s'agit d'agir rapidement, car le problème peut très vite prendre des proportions importantes. La protection cathodique n'est pas une solution bon marché, mais c'est une solution durable: vous prolongez la durée de vie du béton de +/- 25 ans.
les réparations de béton ont-elles de la valeur?
"Auparavant, on pensait que les réparations du béton n'avaient que peu d'intérêt", explique Thierry Pfleiderer, responsable de la communication à la FEREB, l'association professionnelle des entreprises actives dans la réparation du béton. "Mais si vous faites réparer le béton correctement, vous pouvez être sûr que la réparation durera. Jusqu'à 25 ans même!"
CELA COMMENCE DÈS LE PREMIER JOUR
Le béton peut commencer à montrer des signes de dommages pour toutes sortes de raisons. "Mais en Belgique, le béton est généralement endommagé par deux processus: la carbonatation et l'action des chlorures", explique Paul Steenmans, consultant chez FEREB.
combinaison de la carbonatation avec ...
"Dès que le béton est exposé au CO2, omniprésent dans notre atmosphère, le béton se carbonate. Au cours de ce processus, le CO2 de l'air ambiant réagit avec l'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2) du béton, formant ainsi du carbonate de calcium (CaCO3) insoluble", poursuit Paul.
"Comme la carbonatation réduit la quantité d'hydroxyde de calcium, l'environnement de la couverture en béton devient plus acide. Ainsi, le pH chute de +/- 13 à l'origine à environ 8, annulant la protection de l'armature (dépassivation) et l'acier d'armature commence à se corroder sur toute la surface."
La corrosion par piqûre peut traverser complètement l'armature, ce qui peut créer des situations très dangereuses
Avec l'humidité présente, le CO2 entraîne donc à terme une "pourriture du béton" en cas de couverture insuffisante du béton ou d'erreurs d'exécution. En effet, lorsque l'armature se corrode et donc augmente de volume, elle repousse le béton. Tout cela se passe-t-il dans un environnement maritime ou le béton est-il soumis à un contact avec des sels de déneigement (ou des produits de nettoyage contenant des chlorures)? Les réparations conventionnelles du béton échouent alors prématurément.
Avec l'action des chlorures
"A cause des sels de mer ou de déneigement, les chlorures agissent sur le béton. Et lorsque le pH est abaissé dans la couverture de béton, les chlorures atteignent plus facilement l'armature, où ils éliminent la couche protectrice d'oxyde de fer (Fe2O3) inhérente à l'armature. Cette couche se dissout sous forme de chlorure ferrique (FeCl3) et disparaît ainsi du béton. Ainsi, le renforcement commence à présenter une corrosion par piqûres." D'autant plus vite que la porosité du béton varie localement.
La corrosion par piqûres peut complètement traverser l'armature, ce qui peut créer des situations très dangereuses. "Imaginez qu'une colonne d'un parking souterrain cède de cette façon. De même, les terrasses le long d'un immeuble deviennent instables parce qu'elles sont entretenues avec des produits contenant du sel ou du chlore, sans drainage adéquat."
"Si l'armature est exposée aux chlorures, elle peut être littéralement transpercée en peu de temps"
longtemps, rien de notable, jusqu'à ce que soudain
Pendant longtemps, on ne remarque rien des processus dans le béton. La carbonatation se produit à un rythme d'environ 1 mm par an, soit environ 1 cm tous les 10 ans. En d'autres termes, si la couverture de béton est placée conformément aux normes, avec une épaisseur entre l'armature et le coffrage de 4 cm, il faut environ 40 ans avant que l'acier ne commence à se corroder.
"Mais une fois que l'armature est exposée aux chlorures, les dommages se produisent très rapidement. En peu de temps, l'armature peut même être littéralement transpercée", prévient Guido Van Der Borgh, conseiller technique chez FEREB. "Lorsque des problèmes surviennent, il s'agit donc d'agir rapidement. Mais on ne s'aperçoit que tardivement d'un problème, si tant est qu'on puisse le voir (par exemple avec les traces de rouille), alors que les conséquences peuvent donc être majeures, par exemple pour la stabilité."
protection cathodique
Si un expert en réparation de béton fait bien son travail, il fait d'abord réaliser un diagnostic (conformément à la norme EN-1504), afin de connaître avec certitude la cause des dégâts et d'appliquer ainsi la bonne solution. "En effet, il ne faut appliquer la protection cathodique que si l'on détecte une action trop importante des chlorures", poursuit Paul Steenmans.
diagnostic initial
Une enquête préliminaire approfondie et un diagnostic correct sont absolument nécessaires dans tout nouveau cas de dommage, affirme la FEREB. Dans quel état se trouve le béton? Quel est le risque de détérioration du béton? Quelle est (déjà) l'étendue des dégâts Et qu'est-ce qui cause les dommages?
Tout cela fait l'objet d'une enquête. D'abord, visuellement: à quoi ressemble la surface? Le béton se décolore-t-il et se fissure-t-il? S'effrite-t-il ou s'écaille-t-il? L'armature est-elle exposée? Par ailleurs, certains tests sont effectués. Par exemple, en effectuant des carottages, après quoi le béton est disséqué en laboratoire.
L'armature se corrode-t-elle? Est-ce dû à une teneur élevée en chlorures? La cause (à savoir les chlorures) ne peut pas être éliminée? Dans ce cas, la protection cathodique est souvent choisie.
Alors, comment fonctionne cette solution?
Soit avec des anodes sacrificielles intégrées dans la couverture en béton. Guido Van Der Borgh: "Il s'agit de fixer plusieurs anodes sacrificielles sur l'acier de l'armature. Ces anodes sont constituées de zinc. Ce métal est corrodé plus rapidement que l'acier - il se sacrifie littéralement. Avec le temps, les anodes se dissolvent et doivent donc être remplacées."
Soit, l'expert fait passer du courant dans l'armature depuis l'extérieur, en respectant le bon dosage. "Ce courant imposé déclenche un processus électrochimique, qui arrête la corrosion de l'acier d'armature. Ce processus peut être surveillé en permanence et réglé avec précision, afin de doser correctement le courant et de vérifier si la solution fonctionne toujours de manière optimale. Est-ce que le courant se propage encore suffisamment sur l'ensemble de l'armature? La solution fonctionne-t-elle encore (suffisamment)? Le courant circule-t-il encore? Car si on l'éteint accidentellement, la solution ne fonctionne plus."
Quand choisir une solution ou l'autre? "L'anode sacrificielle est une méthode beaucoup moins chère, mais elle ne dure pas aussi longtemps. Les deux solutions sont efficaces, mais si vous voulez vraiment une solution durable, le courant imposé est la meilleure option. C'est pourquoi, d'ailleurs, la méthode avec courant imposé est plus couramment utilisée pour protéger des constructions entières."
Pas bon marché, mais une protection durable
Une protection cathodique n'est pas bon marché. "Mais le fait est qu'elle protège votre construction en béton pendant une longue période, jusqu'à pas moins de 25 ans", poursuit Thierry Pfleiderer. "Des années pendant lesquelles vous économisez beaucoup de frais. Tant pour les réparations elles-mêmes que pour les coûts économiques, si vous devez fermer un pont ou un tunnel."
Mieux vaut prévenir que guérir
FEREB s'efforce de promouvoir la protection cathodique, mais pas seulement comme une solution curative. En fait, la solution à courant imposé peut également prévenir immédiatement la corrosion dans un nouveau bâtiment. "En particulier dans les zones dangereuses, avec beaucoup de sel de déneigement ou de sel marin, il est préférable d'inclure la protection cathodique dans le cahier des charges."
Par ailleurs, il est essentiel d'entretenir correctement les constructions en béton et leur environnement. "Comme un bon entretien des évacuations. En effet, si l'eau chargée de sel de déneigement peut être évacuée en douceur, elle a moins de chances de pénétrer dans le béton."
Avec la collaboration de FEREB et du Groupement belge du béton (GBB)
