T.B.S.I.
Technologie du Béton & Sécurité Incendie - Bureau d'étude
Pathologies des bétons
Le béton est un matériau de construction "vivant", durable et performant mais il lui arrive de présenter divers phénomènes de dégradation pouvant provenir d'origines diverses :
• Erreurs conceptuelles
• Exposition à des contraintes (mécaniques, thermiques, cycles gel/dégel, …) pour
lesquelles le matériau n'était pas prédisposé initialement.
• Attaques extérieures liées à une exposition permanente ou ponctuelle à des agents
extérieurs (pollution atmosphérique, chlorures, carbonatation,…)
• Méconnaissance des mécanismes physico-chimiques ou des caractéristiques intrinsèques
du matériau (réaction alcali-granulats, présence de chlorure incorporé dès la mise en
œuvre du béton, …)
• Vieillissement naturel du matériau
• Anciennes réparations mal réalisées (techniques non-adaptée, mise en œuvre,
compatibilité, …)
Devant un tel panel de dégradations et de pathologies aussi spécifiques que délicates à déterminer dans certains cas, il est indispensable de faire appel à des spécialistes, non seulement pour diagnostiquer la ou les origines des troubles constatés mais aussi afin de prescrire la solution la mieux adaptée au problème.
La pose d’un diagnostic sur une pathologie constatée est une affaire de spécialistes qui nécessite le recours à des techniques d’investigation in situ mais également parfois à des essais en laboratoire.
L’objectif final d'une telle étude est :
• d'émettre un avis technique sur la ou les cause(s) du problème. A l'issue de cete étape les
éléments suivants doivent être déterminés :
- la nature du ou des processus de dégradation en cours
- l'ampleur du phénomène de dégradation
- l’évolution probable des dégradations et leur impact éventuel sur le devenir de
l'ouvrage
• la définition d'une méthode de protection et de réparation des structures en béton
conformément à la norme européenne EN 1504.
La réalisation d’un bon diagnostic est donc un élément crucial dans ce type de problématique car il est déterminant pour le futur de l'ouvrage.
C'est à ce niveau que notre bureau peut vous apporter sa connaissance et ses services.
En effet, nos spécialistes ont été formés auprès des meilleures institutions en la matière :
• G.B.B. (Groupement Belge du Béton : Technologie du béton) ;
• ULg (Université de Liège : Certificat interuniversitaire en techniques d'auscultation et de
réparations des bétons) ;
• CSTC (Centre Scientifique et Technique de la Construction).
et ont acquis une large expérience sur le terrain.
Nos services :
• Analyses et investigations destinées à déterminer la ou les pathologie(s) rencontrée(s)
• Définition des méthodes de réparation/réhabilitation les mieux adaptées
• Contrôle de la bonne exécution des réparations (un bon produit mal mis en œuvre est
souvent synonyme d'échec du processus de réparation).
Matériel :
Notre bureau dispose d'appareils de diagnostic aussi performants que récents permettant de réaliser des investigations destructives ou non :
• Scléromètre électronique
• Profonmètre dernière génération avec imagerie 2D/3D
• Matériel complet de diagnostic pour carbonatation
• Caméra endoscopique
• Thermo-hygromètre professionnel
• Caméra thermique
• Générateur d'impulsions ultrasoniques
• Microscope pour inspection de fissures
De plus, nous sommes également en contact avec d'autres professionnels du secteur et notamment avec le laboratoire de l'Université de Liège notoirement reconnu pour sa connaissance et sa maîtrise en la matière.
Etapes d'une étude de caractérisation :
1. Informations préalables sur la structure :
• Recherches afin de prendre connaissance des éléments suivants :
- dossier de construction du bâtiment (plans, Cahier des charges, dimensionnement
initial, composition des bétons, rapports d'essais sur matériaux, dossier de suivi (journal
des travaux), …)
- changements effectués durant la construction et/ou par la suite
- les réparations antérieures éventuelles (causes, méthodes utilisées, matériaux utilisés)
- utilisation du bâtiment (passée et future)
- des conditions de service (évaluer dans quelle mesure la fonction actuelle de la structure
correspond aux spécifications d'origine)
• Vérification des conditions d'accès pour l’installation d’échafaudage ou l’utilisation d’une
nacelle (cavités enterrées, risques divers liés au site, …)
Quand elles sont disponibles, ces informations sont de première importance.
2. Inspection du site :
• Distinction des zones saines et des zones dégradées :
Levé succinct du bâtiment (si non disponible) et des zones affectées (évaluation et
étendue des zones à traiter) => relevé des désordres et typologies de fissuration
(préjudiciable ou non, pathologique et/ou pathogène, structurelle ou non, …)
• Inspection et observation minutieuse des zones critiques (joints, systèmes de reprise
des eaux de toiture, problèmes d'infiltration d'eau, différences au niveau des aspects de
surface et d'apparence des bétons, efflorescences, présence de stalactites, traces de
rouille, déformations éventuelles, ...)
• Reportage photo exhaustif du bâtiment et des troubles constatés
• Détermination de mesures éventuelles de préservation/sécurisation (étançonnement,
filet de protection contre la chute de gravats, …)
• Recherches de pathologies non-visibles et/ou non-identifiées par le demandeur
• Orienter la phase d'investigation sur site (localisation et nature des essais)
• Vérification du diamètre résiduel des armatures corrodées (pour détermination si impact
sur la stabilité de l'ouvrage il y a, soit localement soit globalement)
3. Investigations in situ :
Certains essais peuvent être réalisé directement sur site et permettent soit de dégager directement des hypothèses voir certaines certitudes mais aussi parfois de prélever des échantillons qui seront envoyés vers un laboratoire pour analyses spécifiques.
Parmi les essais réalisables sur site, nous retrouvons habituellement :
• Essais au scléromètre (approximation de la résistance caractéristique, homogénéité du
béton)
• Caractérisation des armatures :
- repérage et localisation
- enrobage
- diamètre
- profil d'acier
• Caractérisation et cartographie (potentiel de corrosion par électrodes) pour déterminer
l’état général des armatures (risque de corrosion)
• Pose de jauges de fissuration permettant de suivre l’évolution des fissures.
• Impulsions ultrasoniques (homogénéité, nids de graviers, …)
• Prélèvement d'échantillons :
Le prélèvement d'échantillons constitue une phase délicate du diagnostic du béton.
Le nombre et le type d’échantillons sont choisis en fonction des données fournies par
l’inspection du site et par le type d’analyse à effectuer en laboratoire.
D'une manière générale, les carottages réalisés permettront d'établir si un gradient existe
(balayage dans deux directions perpendiculaires + prise en compte de la profondeur de
pénétration si l'on connait le point d'entrée d'un contaminant).
On prendra également de préférence des carottes au sein des zones dégradées mais aussi
au sein de zones apparemment saines avoisinantes pour comparaison.
4. Essais en laboratoire :
Les échantillons prélevés sur site sont soumis à des analyses en laboratoire qui viennent en complément des essais réalisés in situ.
Les techniques les plus fréquemment mises en œuvre sont :
• L’analyse microscopique : elle permet l’identification des composants et de leurs
proportions initiales, une estimation du rapport E/C, la mise en évidence de réactions
secondaires (carbonatation, sulfates, alcali-granulats) et de rendre compte de certaines
agressions chimiques.
• Des essais mécaniques :
- porosité/absorption d'eau/d'air
- résistance caractéristique (écrasement de cubes ou de cylindres)
- homogénéité (mesure de la vitesse de transmission d'ultrasons au sein de l'éprouvette
permet d'identifier la présence de fissures et/ou de variation de densité au sein du
matériau).
• Des essais chimiques :
- mesure de la profondeur de carbonatation (colorimétrie à la phénolphtaléine)
- dosage en chlorures
- dosage en ciment
• Le dosage du ciment permet a posteriori de reconstituer la composition du béton.
• L'analyse pétrographique :
- microscope optique pour l'identification d'éléments occlus dans le béton (granulats,
vides, fracturation interne, …)
- électronique pour l'identification des éléments constituant le béton et de réactions
chimiques caractéristiques (réaction alcali-granulats, …)
5. Prescriptions/recommandations :
L’objectif final du diagnostic est de proposer une méthodologie de réparation efficace répondant aux principes de réparation repris dans la norme européenne NBN EN 1504.
Signalons qu'à la réparation à proprement parler peut venir s'ajouter des mesures complémentaires destinées à protéger l'ouvrage d'attaques ultérieures potentielles.
Après analyse des résultats des différents essais et mise en évidence des techniques de réhabilitation possibles, l'ensemble des observations, investigations, analyses ainsi que les conclusions et recommandations qui en découlent doit faire l'objet d'un rapport exhaustif, détaille et illustré.
A ce stade, le maître d'ouvrage ou son représentant devrait disposer de toutes les informations utiles et nécessaires lui permettant de choisir une méthode de réhabilitation globale de la structure.
Dans un souci de déontologie et d'objectivité, il est plus que souhaitable de dissocier le bureau d'études effectuant l'étude de caractérisation et la société qui réparera les bétons.