★ À maîtriser
Lors de la propagation de la corrosion, les oxydes ou hydroxydes de fer, plus volumineux que le fer, créent des contraintes qui fissurent et peuvent faire éclater le béton d’enrobage.
Les deux causes principales de corrosion de l’acier dans le béton sont la carbonatation du béton d’enrobage et sa contamination par les ions chlorure.
La carbonatation résulte de la diffusion du CO₂ dans les pores du béton, de sa dissolution en acide carbonique et de sa réaction avec la portlandite, ce qui diminue le pH et dépassive l’acier lorsque le front de carbonatation dépasse l’épaisseur d’enrobage.
Lorsque les ions chlorure atteignent localement une armature en quantité suffisante, ils rompent son film de passivation et initient la corrosion ; la quantité nécessaire dépend du ratio .
Compléments
📌 La carbonatation augmente la résistance mécanique du béton en formant du carbonate de calcium qui comble partiellement les pores, mais elle nuit à l’acier en abaissant le pH et en provoquant sa dépassivation.
Baisse du pH ou chlorures → dépassivation → corrosion
★ À maîtriser
Compléments
Un pachomètre détecte les armatures par polarisation magnétique puis mesure le champ induit après arrêt de l’excitation ; ce champ dépend de la quantité d’acier et de sa distance à la sonde.
Le radar transmet des impulsions électromagnétiques dans la structure, détecte leurs réflexions sur les interfaces et utilise leurs temps de propagation aller-retour pour estimer les profondeurs ou épaisseurs, avec une hypothèse ou un recalage des vitesses de propagation.
Le scléromètre mesure le rebond d’une masse calibrée projetée avec une énergie constante sur le béton et relie la dureté de surface à sa résistance mécanique.
La résistivité électrique du béton se mesure notamment avec une sonde Wenner à quatre pointes, dont deux injectent ou récupèrent le courant et deux mesurent la différence de potentiel.
Observer, mesurer, combiner les indices, diagnostiquer
★ À maîtriser
Les approches de réparation présentées comprennent la reconstitution du béton d’enrobage, les inhibiteurs de corrosion, les revêtements de surface et les traitements électrochimiques, dont la protection cathodique, la réalcalinisation et la déchloruration.
Un revêtement de surface limite la pénétration du CO₂ et des chlorures, mais n’empêche pas les gonflements et fissurations lorsque les aciers sont déjà dépassivés.
La protection cathodique à courant imposé applique un courant d’environ 2 à 20 mA par m² d’acier à protéger entre l’acier et une anode de surface, et peut arrêter la corrosion.
Compléments
La protection cathodique galvanique fournit du courant par couplage avec une anode sacrificielle en métal moins noble, comme le zinc ou le magnésium, mais cette anode se consomme et le courant est moins maîtrisé qu’en courant imposé.
La protection cathodique à courant imposé peut provoquer une surprotection, susceptible de dégrader le revêtement de l’anode et de produire de l’hydrogène qui endommage l’interface acier-béton.
Courant imposé maîtrisé ; anode sacrificielle consommée
🔄 La méthodologie générale comprend les étapes suivantes :
Le DOE est obligatoire dans les marchés publics et doit contenir au minimum les plans d’exécution conformes à l’ouvrage exécuté, les notices de fonctionnement et les prescriptions de maintenance.
La loi Spinetta, en vigueur depuis janvier 1979, prévoit une assurance dommages-ouvrage obligatoire qui permet la réparation immédiate des dommages couverts pendant dix ans.
La garantie de parfait achèvement dure un an, la garantie de fonctionnement deux ans et la garantie décennale dix ans.
Auscultation → diagnostic → solutions → rapport
★ À maîtriser
Les remontées capillaires peuvent entraîner :
La condensation sur une paroi survient lorsque la température de surface est inférieure à la température de rosée de l’air.
Compléments
Les causes des remontées capillaires comprennent l’absence ou la mauvaise exécution d’une arase étanche, l’effet de mèche de l’enduit de façade et le blocage du séchage par des revêtements étanches sur les deux faces.
🔄 Le traitement suit généralement ces étapes :
Lors d’une injection de résine contre les remontées capillaires, les murs sont préparés, des trous sont forés en pied de mur tous les 10 à 15 cm, l’hydrofuge sèche environ 48 heures, puis le mur doit sécher naturellement pendant 6 à 12 mois.
La condensation dans une paroi apparaît lorsque la pression de vapeur dépasse la pression de vapeur saturante, ou lorsque la température atteint ou passe sous la température de rosée.
Eau dans les pores → remontée capillaire ; air humide sur paroi froide → condensation
★ À maîtriser
📌 Dans une poutre en béton armé, les cadres résistent au cisaillement et limitent les fissures inclinées près des appuis, tandis que les armatures longitudinales résistent à la flexion et préviennent les fissures verticales à mi-portée.
Compléments
Dans un mur en béton ou en maçonnerie, des fissures inclinées proches de 45° peuvent signaler une déformation locale de l’assise, par exemple un tassement du sol de fondation.
Les fissures autour des ouvertures peuvent provenir d’une déformation de l’ouverture liée à une défaillance de fondation ou à la dilatation d’une terrasse, ou du retrait des matériaux de façade ou d’enduit, généralement moins dangereux.
Un témoin en plâtre ou en ciment permet de suivre une fissure à l’intérieur, mais il dépend trop de la température pour être fiable à l’extérieur.
Effort tranchant : fissures inclinées ; flexion : fissures verticales
★ À maîtriser
Compléments
Le suivi d’une fissure peut utiliser un fissuromètre, un témoin en plâtre ou en ciment, une jauge Saunac à pointe cloutée mesurée au pied à coulisse, ou le rebouchage de la fissure.
La jauge Saunac permet une mesure de l’ouverture de fissure avec une précision micrométrique, indiquée comme 1/10 mm.
Le témoin en plâtre suit la fissure, mais dépend trop de la température extérieure.
★ À maîtriser
L’ITSEOA vise à préserver et valoriser le réseau en optimisant les moyens humains, techniques et financiers, et à maintenir chaque ouvrage en état fonctionnel pour assurer le service et la sécurité des personnes.
L’organisation comporte trois niveaux :
Les actions périodiques de surveillance comprennent un contrôle annuel, une visite d’évaluation tous les trois ans et une inspection détaillée tous les six ans ou plus tôt selon la décision du niveau décisionnel.
Compléments
Le champ de l’ITSEOA comprend notamment les ponts et passerelles d’ouverture entre culées supérieure ou égale à 2 m, les buses d’ouverture supérieure ou égale à 2 m, les tunnels circulés et les murs de soutènement de plus de 2 m de hauteur visible.
Les inspections détaillées examinent visuellement toutes les parties de l’ouvrage et peuvent être complétées par une auscultation et des mesures ; elles établissent une cotation de l’état apparent.
Annuel, trois ans, six ans : contrôle, visite, inspection détaillée.
★ À maîtriser
📌 L’entretien courant est une intervention non structurelle, régulière et généralement peu technique, tandis que l’entretien spécialisé mobilise des méthodes et des moyens spécifiques et nécessite généralement un diagnostic.
Une réparation doit être précédée d’une intervention immédiate pour la sécurité, d’une inspection détaillée, d’un diagnostic, du choix du type de réparation et d’une étude approfondie de ses phases tenant compte de l’environnement, de l’exploitation et de la sécurité.
Le dossier de génie civil comporte trois sous-dossiers :
Compléments
Conception-construction → état de référence → vie de l’ouvrage.
★ À maîtriser
📌 L’évaluation de l’état apprécie de façon quantifiée l’état de l’ouvrage et éventuellement sa capacité portante ou d’autres performances, à partir de la surveillance et, si nécessaire, d’études et d’investigations spécifiques.
L’état d’un ouvrage peut être qualifié de normal, quasi normal, défectueux ou douteux ; l’état douteux correspond à l’absence de conclusion possible sur un désordre constaté ou suspecté.
L’auscultation sert à évaluer l’ampleur des désordres, établir le diagnostic et définir ou étayer les hypothèses de calcul ; ses méthodes dépendent de l’ouvrage, de son environnement et de sa pathologie.
📌 La surveillance renforcée repose sur l’instrumentation et le suivi de mesures, tandis que la haute surveillance est une mesure exceptionnelle réservée aux ouvrages défectueux exposés à une défaillance à très court terme.
Compléments
📌 La haute surveillance exige que la défaillance provienne d’un mode de ruine envisagé, qu’une grandeur physique mesurable traduise l’avancement de la dégradation, que des seuils d’alerte puissent être fixés et que la vitesse d’évolution permette d’appliquer les mesures de sécurité à temps.
La surveillance renforcée suit un risque ; la haute surveillance répond à une défaillance imminente.
★ À maîtriser
Le gel-dégel peut provoquer fissuration, dislocation, déchaussement de granulats et éclatement ; l’écaillage atteint la peau du béton sur quelques millimètres.
Dans un mortier de rapport E/C égal à 0,6, un degré de saturation inférieur ou égal à 90 % entraîne une contraction régulière au refroidissement, tandis qu’un degré supérieur à 90 % entraîne une dilatation lorsque l’eau gèle dans les capillaires.
Compléments
Le béton est un matériau multiphasique, poreux et vieillissant, de masse volumique indiquée à 2 350 kg/m³ ; le béton armé associe béton et armatures et sa masse volumique est indiquée à 2 500 kg/m³.
Lors du gel, l’eau migre vers le front froid puis gèle, ce qui provoque dessiccation interne, expansion, pression interne et fissuration.
La prévention du gel-dégel repose sur :
Saturation supérieure à 90 % → dilatation au gel → risque de fissuration.
★ À maîtriser
La corrosion des armatures nécessite : une réaction anodique, une réaction cathodique impliquant l’oxygène et l’eau, un électrolyte constitué par le béton et l’eau, un conducteur électronique constitué par l’armature
La carbonatation fait réagir le dioxyde de carbone avec la portlandite pour former du carbonate de calcium et de l’eau, abaisse le pH du béton d’environ 12,5 à moins de 9 et peut entraîner la dépassivation puis la corrosion des armatures.
En milieu marin ou exposé aux sels de déverglaçage, les chlorures pénètrent dans le béton par diffusion en milieu immergé, ou par absorption capillaire, convection et diffusion lors des cycles d’humidification-séchage ; les chlorures libres migrent jusqu’aux armatures et peuvent les dépassiver.
La dépassivation des armatures par les chlorures débute lorsque le rapport [Cl⁻]/[OH⁻] atteint 0,6, valeur correspondant à environ 0,4 % de la masse de ciment.
Les attaques chimiques du béton peuvent entraîner dissolution et hydrolyse des hydrates, précipitation de composés, augmentation de la porosité et de la perméabilité, gonflements, fissurations et diminution des résistances mécaniques.
Compléments
Dans le béton, les armatures en fer sont entourées d’une matrice basique de pH voisin de 12,5, qui favorise une couche passivante d’oxydes principalement ferriques d’environ 5 à 20 nm. - Noda, 1990
La profondeur de carbonatation dépend notamment de la diffusion du CO₂ dans la porosité, de l’humidité relative, du dosage en ciment et de la cure ; une cure humide prolongée limite la profondeur carbonatée.
Les classes d’exposition XS concernent la corrosion induite par les chlorures d’origine marine, tandis que les classes XD concernent les chlorures d’autres origines.
Les attaques sulfatiques peuvent provoquer la précipitation de gypse et d’ettringite et la lixiviation des constituants calciques ; les sulfates peuvent provenir de sols et d’eaux souterraines, de granulats ou du ciment.
Dans les réseaux d’eaux usées, des bactéries produisent du sulfure d’hydrogène à partir de matière organique, le H₂S diffuse dans l’air puis s’oxyde en acides et sulfates, ce qui peut déclencher une attaque sulfatique.
Les réactions de gonflement interne peuvent présenter les signes suivants : l’expansion du béton et des désordres associés, des fissures superficielles en réseau polygonal grossier, l’exsudation de gels siliceux, des éclatements ponctuels de type popout associés à la RAG, la dégradation généralisée des parements
Carbonatation ou chlorures → dépassivation des armatures → corrosion.
★ À maîtriser
📌 Les réactions de gonflement interne comprennent la réaction alcali-granulat (RAG), qui implique des phases réactives des granulats et la solution interstitielle alcaline, et la réaction sulfatique interne (RSI), qui conduit à la formation d’ettringite différée dans la matrice cimentaire.
Les signes macroscopiques des RGI incluent : l’expansion et ses désordres associés, une fissuration superficielle en réseau polygonal grossier, l’exsudation de gels siliceux, les éclatements ponctuels (popouts) associés à la RAG, la dégradation généralisée des parements
La RAG nécessite un environnement humide avec une HR supérieure à 80 %, de la silice réactive et des alcalins ; ses facteurs de risque incluent aussi les défauts de drainage ou d’étanchéité et les zones de marnage.
La RSI est favorisée par une HR supérieure à 95 % et une température au jeune âge supérieure ou égale à 65 °C, ainsi que par les pièces massives, le bétonnage en été et les défauts de drainage ou d’étanchéité.
🔄 La RAG se développe en trois étapes :
Compléments
RAG : granulats réactifs ; RSI : ettringite différée
★ À maîtriser
📌 Les pierres naturelles se répartissent en roches magmatiques, sédimentaires et métamorphiques ; les pierres sont aussi classées selon leur résistance à la compression en pierres tendres (Rc ≤ 10 MPa), fermes (10 < Rc ≤ 40 MPa) et dures (Rc > 40 MPa).
L’endommagement des pierres peut être : physique, par dissociation des constituants sans modification minéralogique, chimique, par transformation des minéraux superficiels, biologique, par l’action de microorganismes et de végétaux
La cristallisation de sels peut provoquer une désagrégation sableuse ou une alvéolisation ; leur migration puis leur cristallisation à la surface forment des efflorescences, tandis qu’une cristallisation à l’intérieur de la pierre constitue une subflorescence potentiellement dangereuse.
Compléments
Les cycles d’imbibition et de séchage de grande amplitude peuvent provoquer une desquamation en plaques, dont l’épaisseur varie de quelques millimètres à plusieurs centimètres.
Les lichens peuvent pénétrer dans les microfissures et exercer des contraintes ; ils produisent aussi de l’acide oxalique, qui attaque les carbonates et forme des oxalates souvent responsables d’une coloration ocre.
📌 Pour prévenir l’altération de la pierre, il faut limiter les contacts et ruissellements d’eau, éviter le contact entre pierres de natures différentes, préférer la chaux aérienne aux mortiers modernes riches en sels et moins perméables, et placer les pierres dures et denses au sol pour créer une coupure capillaire.
Eau → sels, désagrégation et altérations biologiques
★ À maîtriser
📌 La teneur en eau d’un matériau ne correspond pas à la disponibilité en eau mesurée par l’activité de l’eau ; à 80 % HR à l’équilibre, celle-ci vaut aw = 0,8, alors que les teneurs en eau indiquées sont de 17 % pour le bois tendre, 11,3 % pour le papier peint, 1 % pour les matériaux cimentaires, 0,1 à 0,9 % pour les briques et 0,7 % pour les plaques de gypse.
Compléments
Les conditions de développement des champignons lignivores comprennent une humidité relative généralement optimale de 35 à 50 % (certaines espèces se développent dès 20 % HR), une température optimale de 25 à 35 °C, de l’oxygène et un milieu légèrement acide.
Les pourritures cubiques produisent des cubes de bois secs et cassants, la pourriture fibreuse attaque la lignine et ramollit le bois en l’éclaircissant, et la pourriture molle affecte la surface du bois gorgé d’eau, qui devient noirâtre et ramolli.
📌 Le traitement des champignons lignivores commence par la suppression des apports anormaux d’eau et le rétablissement d’une ventilation suffisante, puis comprend l’exploration de l’infestation et le traitement des maçonneries et des bois.
Spores → hyphes → mycélium → nouvelles spores
★ À maîtriser
Les insectes à larves xylophages se développent et se nourrissent dans le bois en creusant des galeries ; leur présence se détecte notamment par des trous d’émergence et des vermoulures.
Les termites souterrains vivent en colonies dans le sol, recherchent la cellulose et peuvent traverser des interstices d’environ 1 mm ; leurs indices incluent des galeries, des tunnels ou des cordonnets et des lacunes dans le bois, toujours vides de vermoulure.
Compléments
Le lyctus attaque les bois riches en amidon, notamment le châtaignier, le chêne, le frêne et les bois tropicaux feuillus ; ses trous de sortie sont circulaires et mesurent 1 à 2 mm, et ses vermoulures très fines ont un aspect de fleur de farine.
Le capricorne des maisons attaque les résineux ; ses trous de sortie ovales mesurent 6 à 10 mm et son développement larvaire dure 3 à 5 ans.
📌 Le décret du 23 mai 2006 impose la protection contre les termites des bâtiments neufs avant construction dans les zones couvertes par un arrêté préfectoral ; pour un bâtiment existant infesté, le propriétaire, le syndic ou l’occupant doit effectuer une déclaration.
★ À maîtriser
Les térébrants marins attaquent les bois immergés en contact avec l’eau de mer ; la salinité optimale est de 2 à 3 %, la salinité létale se situe entre 0,4 et 1 %, et la plage de température indiquée va de −4 °C à 32 °C.
Les classes d’emploi du bois vont de la classe 1, correspondant à l’intérieur à l’abri des intempéries avec une humidité du bois inférieure à 18 %, à la classe 5, correspondant notamment à un contact avec l’eau de mer et aux risques de térébrants marins.
Compléments
📌 La classe 3.1 correspond à une faible exposition avec humidifications rapides et séchage complet avant réhumidification, tandis que la classe 3.2 correspond à une exposition plus forte, avec stagnation d’eau plus fréquente et pénétration d’eau significative en bois de bout et aux assemblages.
★ À maîtriser
Les matériaux biosourcés ont une conductivité thermique similaire à celle des isolants conventionnels et une perméabilité à la vapeur élevée, qui leur permet de réguler l’humidité.
Les principales problématiques de durabilité concernent :
📌 Pour protéger la terre crue de l’eau de pluie, du ruissellement et des rejaillissements, la conception prévoit notamment des passe-toits et l’évacuation des eaux pluviales à l’extérieur, sans imperméabiliser les sols.
📌 Pour maîtriser l’humidité dans les parois en terre crue, il faut étudier les transferts de vapeur, ventiler l’intérieur et éviter les éléments étanches comme les enduits de ciment et les dalles en béton.
La réaction au feu décrit la capacité d’un matériau à s’enflammer et donne lieu à un classement.
Les produits marqués CE sont classés en Euroclasses de A1 à F, tandis que les autres produits relèvent du classement M, de M0 à M4.
La résistance au feu caractérise la durée, exprimée en minutes, pendant laquelle un élément assure les fonctions désignées, par exemple R30 ou EI60.
L’analyse du sol est obligatoire pour utiliser la terre du site, dont la disponibilité est contrebalancée par une grande variabilité de proportion et de nature des éléments.
La fabrication des briques d’adobe comprend le malaxage de la terre avec de l’eau jusqu’à l’état plastique (environ 15–30 %), le moulage et démoulage, le séchage à plat, le séchage sur la tranche et le stockage à l’abri de la pluie, puis le maçonnage au mortier de terre sur un soubassement.
Le pisé consiste à mélanger la terre avec 5–12 % d’eau, remplir un coffrage d’environ 20 cm de haut, compacter au pisoir, répéter le remplissage et le compactage, puis décoffrer immédiatement un mur d’environ 40–60 cm.
La cohésion d’une terre dépend de l’argile et de l’eau.
Le comportement de la terre vis-à-vis de l’eau dépend de la teneur en argile et de la nature des argiles.
Compléments
Les matériaux biosourcés peuvent être utilisés pour : la structure, l’isolation, les revêtements de murs, de sols et de toitures, la chimie de formulation
Les matériaux biosourcés sont légers et peuvent présenter des fractions poreuses intra-particulaires et inter-particulaires.
Biosourcé : biomasse ; géosourcé : terre crue
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1. Quel dispositif caractérise une protection cathodique à courant imposé des armatures ?
2. Quelle origine caractérise les matériaux biosourcés ?
Mémorisez les concepts clés de Pathologies et durabilité des ouvrages avec 89 flashcards interactives.
Quelles réactions électrochimiques caractérisent la corrosion des armatures en béton ?
L’oxydation anodique du fer et la réduction cathodique de l’oxygène.
Quel effet les produits de corrosion du fer ont-ils sur le béton d’enrobage ?
Leur volume accru crée des contraintes qui fissurent et peuvent faire éclater l’enrobage.
Quelles sont les deux causes principales de corrosion de l’acier dans le béton ?
La carbonatation du béton d’enrobage et sa contamination par les ions chlorure.
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