Dans des conditions normales, les armatures enrobées d’un béton compact et non fissuré sont protégées naturellement des risques de corrosion par un phénomène de passivation qui résulte de la création, à la surface de l’acier, d’une pellicule protectrice Fe2O3CaO (dite de passivation).
Action des eaux agressives
Un ouvrage peut être soumis à de multiples agressions engendrées par l’action des sels ou des gaz en solution dans l’eau (eaux souterraines, eaux de mer, pluie, etc.). Les eaux peuvent être chargées en sels minéraux les plus divers en fonction des sols traversés. Les milieux les plus agressifs sont soit acides, soit salins (chlorures, nitrates, et surtout sulfates de sodium, de calcium ou de magnésium).
L’agressivité des milieux dans lesquels peuvent se trouver les ouvrages en béton est liée à la présence d’eau et à l’aptitude de celle-ci à réagir avec certains minéraux de la matrice cimentaire du béton. En effet, les agents agressifs dissous dans l’eau constituent une solution chimiquement agressive pour le béton qui peut provoquer plusieurs types de phénomènes lorsque la formulation du béton n’est pas optimisée.
Attaques acides
Le béton présente un caractère basique élevé induit par les composés hydratés de la pâte de ciment (la phase interstitielle contenue dans le béton a un pH très élevé). Il peut donc présenter une certaine réactivité vis-à-vis des solutions acides telles que les pluies acides, les eaux naturelles chargées en dioxyde de carbone, les eaux résiduaires, les eaux des industries agroalimentaires ou industrielles contenant des acides organiques, les eaux chargées en acides minéraux, mais aussi les eaux pures.
Lixiviation
Dans une structure en béton exposée à l’air ambiant, l’eau ne s’évapore que sur une épaisseur limitée à quelques centimètres. Les pores sont saturés lorsque le béton est en contact de manière prolongée avec l’eau. Des ions en provenance du milieu extérieur peuvent alors transiter, dans la phase liquide interstitielle du béton. En fonction de la nature des éléments chimiques qui pénètrent dans le matériau, il peut en résulter des réactions chimiques de dissolution/ précipitation et donc une lixiviation progressive des hydrates. Les eaux pures ou très peu chargées ont un grand pouvoir de dissolution, elles peuvent dissoudre les constituants calciques du béton (la portlandite notamment).
Malgré la complexité des réactions chimiques générées par les eaux agressives, l’application de quelques principes de prévention élémentaires respectés au niveau de la formulation du béton (formulation adaptée, dosage en ciment adéquat, faible E/C, béton compact et peu perméable), de la conception de l’ouvrage et lors de sa réalisation (vibration, cure) permettent d’obtenir des bétons résistants durablement dans les milieux agressifs.
Un béton compact et peu perméable
Les qualités intrinsèques du béton, sa compacité et sa perméabilité conditionnent sa durabilité. Le béton résiste d’autant mieux à l’action des eaux agressives que sa porosité et sa perméabilité sont faibles.
Les principaux facteurs prépondérants au niveau de la formulation d’un béton pour obtenir une compacité élevée (donc une faible porosité) sont :
- un dosage en ciment adéquat ;
- une faible teneur en eau;
- une granulométrie comportant des éléments fins, en quantité suffisante pour remplir les espaces
- entre les plus gros granulats ;
- l’optimisation de la vibration, du traitement thermique éventuel et de la cure. Une formulation adaptée
Un dosage suffisamment élevé en ciment, un rapport E/C faible et le respect des exigences sur la composition chimique permettent de maîtriser les principales agressions.
Une conception de l’ouvrage adaptée
L’ouvrage doit être conçu de manière à éviter, dans la mesure du possible, de créer des zones d’accumulations et de stagnations d’eau et de cheminements préférentiels dus aux ruissellements.
Une mise en oeuvre soignée
La vibration doit être adaptée et homogène. La cure doit être efficace afin d’éviter en particulier tout phénomène de dessiccation excessive du béton au jeune âge. La température et l’humidité relative pendant la mise en œuvre du béton et les jours suivants sont des paramètres importants conditionnant les performances du béton.
