Béton armé : fers et armatures qui rouillent, causes, conséquences, prévention, réparations

Le béton armé est un matériau composite qui associe le béton et des barres d'acier (les fers) pour profiter des avantages de chacun : le béton résiste bien à la compression, tandis que l'acier résiste bien à la traction. Cependant, l'un des problèmes majeurs du béton armé est la corrosion des fers à béton.

Corrosion des fers dans le béton armé : quels sont les risques

Lorsque les fers à béton rouillent, cela pose plusieurs risques :

Expansion du volume de l'acier corrodé

La rouille (oxyde de fer) occupe un volume plus important que l'acier d'origine. Cela provoque une pression interne dans le béton, qui peut  entraîner la fissuration ou l'éclatement du béton, phénomène appelé "écaillage", accentué par l'alternance du gel et du dégel.

Perte d'adhérence 

La corrosion réduit l'adhérence entre l'acier et le béton. Cette adhérence est essentielle pour que le béton armé ait un comportement correct, car elle permet la transmission des forces entre les deux matériaux. La perte d'adhérence compromet donc la résistance structurelle du béton.

Diminution de la section des fers à béton

La rouille réduit la section des barres d'acier, diminuant leur capacité à supporter les charges. Cela peut affaiblir l'intégrité structurelle de l'ouvrage, augmentant les risques d'effondrement.

Détérioration esthétique et structurelle

Les fissures et les éclats de béton causés par la corrosion peuvent non seulement altérer l'apparence des structures mais aussi faciliter l'entrée d'eau et d'autres agents corrosifs, accélérant ainsi la dégradation. Elle dégrade l'esthétique de la construction autant que sa fiabilité. 

Causes de la corrosion des fers à béton

Carbonatation du béton

Avec le temps, le dioxyde de carbone de l'air pénètre dans le béton et réagit avec l'hydroxyde de calcium, réduisant ainsi le pH du béton. Lorsque le pH descend en dessous de 9, la couche protectrice autour des fers à béton se dissout, ce qui les rend vulnérables à la corrosion.

Présence de chlorures 

Les sels, notamment les chlorures, peuvent pénétrer dans le béton par diverses voies (comme l'exposition à l'eau de mer ou l'utilisation de sels de déglaçage). Les chlorures dégradent également la couche passive, provoquant une corrosion rapide de l'acier.

Prévention et Réparation

Utilisation d’un béton de haute qualité

Un béton bien dosé, avec du ciment de qualité, du sable de rivière et des agrégats calibrés correctement, un béton propre dense et bien compacté empêche la pénétration d'eau, de dioxyde de carbone et de chlorures, protégeant ainsi les fers à béton.

Enrobage suffisant

Les fers doivent être suffisamment enrobés de béton (épaisseur de couverture) pour retarder la carbonatation et limiter l'accès des chlorures.

Utilisation d’acier inoxydable ou galvanisé

Dans les environnements particulièrement agressifs, on peut utiliser des aciers inoxydables ou galvanisés, qui sont plus résistants à la corrosion.

Protection cathodique

Il s’agit d’une technique où une source de courant électrique est utilisée pour prévenir la corrosion des armatures. Elle consiste à porter le potentiel du métal à un niveau de "passivation", avec une anode. Elle prévient la pénétration des chlorures responsables de la corrosion.

Quelles réparations?

Décapage, remplacement, reconstitution

Lorsque la corrosion est détectée, les parties endommagées doivent être réparées en enlevant le béton affecté, (décapage) en nettoyant en traitant avec un produit anti-corrosion ou en remplaçant les armatures corrodées, puis en reconstituant le béton.

La corrosion des fers à béton dans les structures en béton armé est un problème grave qui nécessite une attention particulière, tant dans la conception initiale que dans l'entretien régulier, pour garantir la durabilité, la solidité et la sécurité des ouvrages.


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