fissuration des bã©tons pathologie & rã©paration callaud 2001

ETSHER Dpartement I.E.E. Maixent CALLAUD mai 2001 - Version n1

ETUDE DES FISSURES DES OUVRAGES DE GENIE CIVIL METHODES DE REPARATION

PATHOPOLOGIE

ETSHER Dpartement gnie Civil 2/22 Maixent CALLAUD mai 2001 - Version n1

Sommaire

Dfinitions __________________________________________________________________ 4

Fancage _________________________________________________________________________ 4

Microfissures _____________________________________________________________________ 4

Fissures__________________________________________________________________________ 4

Lzardes Crevasses ______________________________________________________________ 4

Lalcali-raction (AR) _________________________________________________________ 5 Phnomne_______________________________________________________________________ 5

Mcanisme des ractions__________________________________________________________________ 5

Contrle _________________________________________________________________________ 5

Procds de rparation _____________________________________________________________ 5

Prvention _______________________________________________________________________ 5 Ciment ________________________________________________________________________________ 5 Granulats ______________________________________________________________________________ 5

Le retrait ____________________________________________________________________ 5 Phnomne_______________________________________________________________________ 5

Le retrait avant prise ou retrait plastique, _____________________________________________________ 5 Le retrait hydraulique ou retrait aprs prise____________________________________________________ 5 Le retrait thermique ______________________________________________________________________ 5 Le retrait endogne ______________________________________________________________________ 5

Prvention _______________________________________________________________________ 5 Limitation de la quantit d'eau______________________________________________________________ 5 Limitation des perles d'eau ________________________________________________________________ 5 Humidification du support_________________________________________________________________ 5 Ferraillage des lments __________________________________________________________________ 5

Pousse au vide des armatures __________________________________________________ 5 Pousse rsultant de contraintes _____________________________________________________ 5

Phnomne ____________________________________________________________________________ 5 Prvention _____________________________________________________________________________ 5

Pousse rsultant de l'oxydation _____________________________________________________ 5 Phnomne ____________________________________________________________________________ 5 Traitement prventif _____________________________________________________________________ 5

Mthodes de rparation ____________________________________________________________ 5 Procds physiques ______________________________________________________________________ 5 Procds lectro-chimiques ________________________________________________________________ 5

Reprise de btonnage ______________________________________________________________ 5 Phnomne ____________________________________________________________________________ 5 Procds de rparation____________________________________________________________________ 5 Prvention _____________________________________________________________________________ 5

Suivi et reparation des fissures __________________________________________________ 5 Dfinition ________________________________________________________________________ 5

Fissures vivantes ________________________________________________________________________ 5 Fissures mortes _________________________________________________________________________ 5 Faenage______________________________________________________________________________ 5


Reprise des dfauts dtanchit _____________________________________________________ 5 Injection_______________________________________________________________________________ 5 Rebouchage au mortier ___________________________________________________________________ 5 Rebouchage au mortier ___________________________________________________________________ 5 Calfeutrement l'aide d'un mastic___________________________________________________________ 5 Pontage _______________________________________________________________________________ 5 Traitement en plein des parements microfissurs ou affects par des fissures mortes ___________________ 5 Traitement des parements prsentant des fissures vivantes________________________________________ 5 Ralisation d'un bardage __________________________________________________________________ 5 Ralisation dun complexe disolation thermique par lextrieur ___________________________________ 5 Traitement des fissures sur parements intrieurs________________________________________________ 5

SUIVI DES FISSURES_____________________________________________________________ 5 Mthodes optiques_______________________________________________________________________ 5 Dformtre billes ______________________________________________________________________ 5 Capteurs mcaniques _____________________________________________________________________ 5 Capteurs lectriques______________________________________________________________________ 5


DEFINITIONS

Il apparat ncessaire que les diffrents intervenants parlent le mme langage pour dfinir les diffrentes fissures rencontres, et on pourra par exemple reprendre les dfinitions que donne la norme NF P 84-404, rfrence DTU 42.1

FANCAGE Rseau caractristique douvertures linaires superficielles du fond, de trsfaible largeur, se prsentant sous la forme dun dessin gomtrique mailles irrgulires qui sinscrivent gnralement dans un carr nexcdant pas 200 mm de ct. Ce rseau nintresse que la laitance superficielle du bton ou la couche superficielle de lenduit base de liant hydraulique

MICROFISSURES Ouverture (discontinuits) linaires dont la largeur est infrieure 0,2 mm. Dans le cas denduits base de liants hydrauliques, elles peuvent se prsenter sous forme dun rseau.

FISSURES Ouvertures linaires au trac plus ou moins rgulier, dont la largeur est comprise entre 0,2 et 2 mm.

LEZARDES CREVASSES Fissures dont la largeur dpasse 2 mm.


LALCALI-REACTION (AR)

Les fissures qui affectent les ouvrages, murs, planchers ou autres, ont en gnral des causes qui leur sont extrieures, contraintes, mouvements de lassise ect Elles peuvent aussi rsulter de phnomnes qui trouvent leur origine dans la nature des matriaux eux-mmes entrant dans leur constitution. Cest sur ce dernier point que nous allons tenter de dtailler dans ce chapitre.

PHENOMENE Dans certain cas, les btons peuvent prsenter des dsordres qui apparaissent des dlais variables, allant de deux plus de dix ans. Les dsordres se traduisent par un ou plusieurs des symptmes suivants :

) Une fissuration sous forme de faenage mailles plus ou poins larges, ou en toile, ou encore oriente suivant une direction correspondant au sens des contraintes.

) Des exsudations blanches de gels ou de calcite. ) Des clatements localiss en forme de petit cnes, qui correpondent la raction de gros

granulats en surface.

) Des mouvements et des dformations, visibles dans les gros ouvrages de masse, tel que les barrages.

Ces phnomnes se produisent lorsque les trois conditions suivantes sont runies :

Les agrgats qui entrent dans la composition du bton contiennent de la silice ractive Louvrage est soumis un environnement humide La teneur en alcalins du bton est leve (Na+ K+ , OH- respectivement de NaOH et

KOH)

Eclat ponctuel au droit de granulat expansif Exsudation blanches de gel d une alcali-raction de la chape de pose


Il existe trois type dalcali-raction : Type dalcali-raction Frquence Vitesse dvolution Alcali-silicates Le plus frquent 1 2 ans Alcalis-Silice Moins frquent Raction lente : 10 ans

et plus Alcalis-Carbonate Trs rare, et pour des

granulats trs prcis ?

Mcanisme des ractions Il se produit des ractions chimiques avec formation dun gel de silicate alcalin qui simbibe deau, gonfle et fissure le bton (raction alcali-silice). Concernant les gels, il sagit de structure molculaire capable dabsorber de forte quantit deau. Par exemple les gels silico-alcalin (cas qui nous concerne) peuvent absorber 50 % de leur poids en eau 80 % dhumidit relative. Aux valeurs dhumidit relative suprieure 95 %, la quantit deau absorbe peut tre comprise entre 200 et 300 % du poids du gel initiale. Cette quantit crot de faon exponentielle au-del de 90 % dhumidit relative.

CONTROLE Une premire indication dalcali-raction peut se faire grce au test lactate duranyle (aprs imprgnation lactate et sous clairage ultra-violet, les gels apparaissent vert-jaune). Pour confirmer un essai en laboratoire aprs prlvement est ncessaire.

PROCEDES DE REPARATION On ne connat ce jour aucun procd qui permette darrter efficacement ce processus. On ne peut que rduire passivement la teneur en eau du bton par la mise en uvre dun revtement dtanchit et on ne peut donc quappliquer des mthodes prventives

PREVENTION Les annales de lITBTP ont dit en mai 1990 des recommandations pour la prvention des dsordres dus lalcali-raction, qui ont t suivies de recommandations provisoires tablies par le laboratoire Centrale des Pont et Chausses en janvier 1991 et dun document annexe ce dernier, qui est un guide pour llaboration du dossier Carrire de granulats qui a t publi en fvrier 1992. Une synthse de ces documents peuvent tre ainsi faite :

Ciment La concentration en hydroxyde alcalin est fonction linaire de la teneur en alcalin du bton, do limportance de la teneur en alcalin du ciment utilis. On le mesurera donc plus particulirement la prsence de Na+, K+ et OH- (alcalin), de sorte que sil y a un doute sur lagrgat ou sil est ractif, il faudra choisir un liant en consquence :


Ciment portland de basse teneur en alcalin (< 0,6 %) Ciment PORTLAND additionn de cendres volantes ou de pouzzolanes, Ciment de laitier de haut fourneau, Ciment PORTLAND additionn de fumes de silices.

Granulats Pour tre sr que les granulats ne sont pas ractifs, il faut des rfrences mises jour et concernant un ouvrage g dau moins 5 ans. Sinon, il est ncessaire dtablir un dossier carrire.


LE RETRAIT

PHENOMENE Le bton est compos de ciment, deau, de sable et de granulats. Le ciment et leau ragissent pour former des composs hydrats qui, en se solidifiant, liaisonnent les granulats. La quantit deau ncessaire lhydratation du ciment reprsente environ 25% du poids de ce dernier. Or, afin de permettre la mise en uvre du bton, le volume deau de gchage atteint couramment 40 70% du poids du ciment. Le dpart de ce volume deau excdentaire constitue lorigine principale du retrait des btons et mortiers. Il sagit du retrait de dessication.

Quantit deau vacuer dans le cas dun bton dos 350 kg/m3

Eau dhydratation 87,5 litres

Eau de mise en uvre E/C = 0,4 E/C = 0,7

140,0 litres 240,0 litres

Eau excdentaire E/C = 0,4 E/C = 0,7

52,5 litres 157,5 litres

Les deux principaux types de retrait de dessication sont :

Le retrait avant prise ou retrait plastique, Il est d essentiellement la perte prmature dune partie de leau de gchage par vaporation et dont lamplitude peut atteindre une valeur dix fois suprieure celle du retrait hydraulique normal. Il peut atteindre sur mortier des valeurs deux trois fois suprieures celles obtenues sur bton. Ce retrait provoque des contraintes de traction qui excdent les possibilits du bton qui, aux premires heures, na pas les qualits mcaniques qui lui permettraient alors de rsister sans dommages de tels efforts. Il se traduit donc par lapparition la surface du bton encore plastique, de crevasses larges, profondes et de forme caractristique.


Le retrait hydraulique ou retrait aprs prise Il volue beaucoup plus lentement car leau libre pourra beaucoup plus difficilement svaporer dune structure rigidifie, son cheminement se fait par capillarit, des zones humides vers les parties sches. Sa valeur est de lordre de 0,2 0,4 mm/M

Mise part l'influence du facteur temps et du volume d'eau sur la valeur du retrait hydraulique, celui-ci est fonction d'un certain nombre d'autres paramtres, parmi lesquels on peut citer :

La nature du ciment, Les ciments de faible classe de rsistance mcanique ont en gnral des retraits plus

faibles que les autres. Les ajouts n'ont pratiquement pas d'effet sur ce phnomne. Le dosage du ciment, les dosages levs augmentent la valeur de retrait des btons et mortiers. C'est ainsi

que le retrait d'une pte "pure sera bien suprieur celui d'un bton. Or, les dosages levs de ciment n'augmentent pas la rsistance d'un mortier ou d'un bton ses premires heures de prise. Le surdosage aura donc pour effet d'augmenter l'importance de la fissuration.

La propret des sables, Leur retrait volue dans le mme sens que la proportion des argiles et des matires

humiques (collodes) contenus dans les agrgats. Le rapport E/C Le retrait aprs prise augmente avec la quantit d'eau de gchage La forme et la dimension des agrgats

Le bton tire une bonne partie de sa rsistance des granulats qui le composent. C'est particulirement vrai des gros granulats. Il est donc logique de composer un bton partir d'lments de bonne qualit et de dimension importante afin d'obtenir une rsistance optimale. En outre, la pte de ciment intervient comme une colle qui assure la liaison entre les diffrents "grains". De ce fait, la quantit de ciment ncessaire pour assurer leur bon enrobage volue directement avec la surface des "grains" mis en oeuvre par unit de volume. Le dosage en ciment devra donc tre d'autant plus lev que les "grains" seront plus fins. A titre d'exemple, un granulat 30/60 a une surface spcifique d'environ 5 dm2 par kilo, alors que celle d'un sable fin peut atteindre facilement 30 dm2lkg. Or, le retrait du bton augmente avec son dosage en ciment. On a donc intrt double titre utiliser des agrgats de grandes dimensions. Au retrait de dessication s'ajoutent

Le retrait thermique Il rsulte de la contraction du bton lorsqu'il se refroidit,

Le retrait endogne Il correspond non pas un dpart d'eau par schage mais la poursuite de l'hydratation qui peut devenir prpondrante pour les btons faible E/C (


Le bton est un mauvais conducteur de la chaleur. Or, la raction chimique de prise du ciment s'accompagne d'une lvation importante de temprature. Les btonnages par temps chaud (> 25) et sec doivent donc tre accompagns d'un certain nombre de prcautions ayant trait la cure du bton (arrosage, protection contre le vent et l'ensoleillement, etc.), la temprature de l'eau de gchage, etc., sous peine d'augmenter les dsordres lis l'vaporation de l'eau de gchage ainsi qu'au retrait thermique. En France, les rgles BAEL 91 fixent, en tenant compte d'un pourcentage moyen d'armatures, les valeurs moyennes de retrait suivantes: AI = 3 X 10-4 dans le quart sud-est de la France AI = 2 X 10-4 dans le reste du pays

PREVENTION De ce qui prcde, on s'aperoit qu'il n'est pas possible de s'affranchir totalement du retrait et de ses consquences. En revanche, on peut en limiter l'importance une valeur telle que le phnomne ne se traduise pas par une fissuration. Les mthodes couramment employes pour y parvenir sont principalement de deux types, limitation de la quantit d'eau ainsi que des pertes de laitance qui peuvent se produire en certains points particuliers des coffrages et renforcement du bton et des mortiers par des armatures.

Limitation de la quantit d'eau On y parvient par une formulation adapte de la composition du bton et par l'emploi de plastifiants qui permettent de maintenir l'ouvrabilit du bton tout en rduisant notablement le volume d'eau entrant dans le mlange.

Limitation des perles d'eau On estime que, ds que la quantit d'eau vaporable atteint 0,5 1 litre par heure et par mtre carr, des prcautions doivent tre prises qui permettent de maintenir l'humidit du bton pendant 3 7 jours. Ces valeurs d'vaporation sont trs couramment atteintes, puisque par exemple : Si l'on considre un bton dont la temprature est de 20 degrs centigrades, soumis

un vent 15C soufflant 25 km/h et une humidit relative de 40 %, la perte d'eau par vaporation sera de 1 L/h/m2

Si l'on considre un bton 35C, un vent de 30C soufflant 30 km/h et une humidit relative de 30 %, la perte d'eau par vaporation atteindra 3,5

L/h/m2

En rgie gnrale, la dure de la cure doit tre d'autant plus longue que la prise du ciment est lente et que le bton renferme plus d'eau. Le fait de supprimer ou tout au moins de diminuer les effets de la dessiccation va avoir de multiples effets, parmi lesquels on peut noter que : d'une part, le ciment sera plus compltement hydrat et le bton atteindra

normalement sa rsistance thorique, mme en surface, .d'autre part la porosit du bton de peau sera limite et il assurera correctement la protection des armatures,

enfin, les risques de fissuration seront notablement rduits.


Les moyens permettant de limiter l'vaporation sont les suivants

APPLICATION D'UN PRODUIT DE CURE Cette application doit tre faite peu de temps aprs la mise en oeuvre du bton au moment o la surface devient mate, sous peine d'intervenir alors que la fissuration a dj commenc et que la peau du bton prsente une certaine porosit. Elle peut aussi avoir lieu sur les parois d'un voile, aussitt aprs son dcoffrage. Il y a lieu alors de s'assurer auprs du fabricant de la compatibilit du produit avec les huiles de dcoffrage utilises. La COPLA (Commission Interministrielle Permanente des Liants Hydrauliques) publie rgulirement une liste de produits de cure agrs.

D'AUTRES PROCEDES

Ils permettent d'obtenir un rsultat quivalent, parmi lesquels on peut citer : Maintien d'un film d'eau la surface avec retenues lat~rales si ncessaire. Mise en oeuvre de bches ou de films tanches. Application d'une couche de 4 5 cm de sable maintenu humide pendant toute

la dure de la cure. Mise en place de paillassons ou de toiles de jute, humidifis en permanence. Interposition d'un film tanche. De type polyane ou similaire, interpos entre la forme et le bton d'un dallage

sur terre plein, il vitera les pertes d'eau dans les matriaux de la sous-couche.

Humidification du support Afin de limiter.l'absorption de l'eau d'un enduit par une surface poreuse, son humidification permettra d'viter le phnomne de grillage du mortier. (reprise de btonnage en particulier).

Ferraillage des lments Les armatures du bton arm s'opposent au retrait. Il est donc judicieux de placer en surface des armatures de petit diamtre qui auront pour effet de limiter l'ouverture des fissures. Ce procd doit cependant tre accompagn de l'application d'un produit de cure du bton car il ne pourra lui seul viter la fissuration lie au retrait.


POUSSEE AU VIDE DES ARMATURES

Deux causes totalement diffrentes peuvent tre l'origine de la pousse au vide des armatures, les contraintes mcaniques que subit la barre considre et l'oxydation qui peut dans certains cas l'affecter. .

POUSSEE RESULTANT DE CONTRAINTES

Phnomne Le cas le plus courant est celui de l'ancrage des barres droites par un retour rectiligne, parallle au parement de l'ouvrage. Dans ce cas, les efforts de traction auxquels sont soumis les aciers tendent faire flchir la barre ancre, l o sa courbure change. Il peut en rsulter des pousses au vide qui sont susceptibles de faire clater le bton de couverture.

Prvention Les rgles BAEL 91 demandent que la pousse au vide qui pourrait rsulter de la mise en jeu mcanique d'ancrages par courbure soient quilibres par des armatures de trac et de section appropris. Les croquis extraits de ce document, sont explicites en la matire

Incorrecte Correct Correcte

POUSSEE RESULTANT DE L'OXYDATION

Phnomne Le bton est un matriau basique, dont le Ph, tout au moins aux premiers ges, se situe entre 12 et 14. C'est aussi un matriau relativement tanche qui joue un rle de barrire vis vis de l'environnement. La protection des armatures est donc la fois chimique (du fait de l'alcalinit de la solution interstitielle et de la passivit de l'acier dans ce milieu) et physique (par l'enrobage).


Sous l'action d'un certain nombre d'agents extrieurs, atmosphriques et chimiques, le bton entame un processus de carbonatation et perd petit petit son caractre basique, de sorte que son Ph peut descendre au dessous de 10. La protection de l'acier n'est plus assure et la corrosion devient donc possible. Le bton se trouve alors soumis des contraintes trs importantes qui rsultent du gonflement des armatures sous l'effet de la rouille (le volume d'une armature peut quadrupler sous l'effet de l'oxydation), ce qui se traduit par une pousse au vide qui conduit l'clatement du bton au droit de l'armature qui se trouve ainsi mise nu. Ce phnomne est particulirement visible dans le cas des nez de balcons, des bandeaux et dans certains voiles de faades dans lesquels les armatures ne sont pas correctement positionnes, ainsi que dans des ouvrages soumis l'action des embruns ou de sels.

Traitement prventif QUALITE DU BETON

Les rgles essentielles respecter afin d'viter, ou tout au moins de repousser, le dbut de corrosion des armatures ont pour but de permettre au bton de leur assurer la meilleure protection possible. Ce sont entre autres les suivantes :

Enrobage suffisant des armatures par le bton

Nous rappelons que les rgles BAEL 91 demandent que celui-ci soit au moins de :

- .5 cm pour les ouvrages en bord de mer ou exposs aux embruns ou aux brouillards salins, ainsi que pour les ouvrages exposs des atmosphres trs agressives,

- .3 cm pour les parois soumises, ou susceptibles de l'tre, des actions agressives ou des intempries, ou encore en fonction de la destination des ouvrages, au contact d'un liquide,

- 1 cm pour les parois qui seraient situes dans des locaux couverts et clos et qui ne seraient pas exposes aux condensations.

- ouvrages exposs des conditions agressives svres (eau de mer, bord de mer, eaux slniteuses en concentration suprieure 5 g/l)

************************************** dans lesquelles Cg est la classe granulaire de passoires.


Pour respecter ces valeurs d'enrobage, des cales d'armatures adaptes doivent tre mises en oeuvre. Nous rappelons qu'un enrobage trop important peut aussi avoir de graves rpercussions sur la stabilit d'un ouvrage, puisque les armatures concernes ne travaillent plus conformment aux hypothses de calcul.

Dosage en ciment correct, ne pouvant tre infrieur celui obtenu par application

des formules donnes par le DTU 21, soit :

- ouvrages exposs, mais sans agressivit particulire, le dosage minimal est donn par la formule

Il faut noter ce sujet que la nouvelle norme NF p 18 -305 introduit entre autres la dfinition de 11 classes d'environnements et donne pour chacune d'elles des spcifications relatives certaines caractristiques des btons correspondants, telles que la valeur maximale du rapport E/C, la teneur minimale en ciment ou en liant quivalent, la teneur minimale en air du bton frais, etc...

- Confection d'un bton compact, impermable et homogne

On s'attachera concilier un faible rapport E/C avec une plasticit suffisante

- Cure La cure du bton, particulirement en prsence d'un vent sec est trs importante, puisqu'elle permettra d'viter tout un ensemble de microfissures de retrait qui peuvent constituer autant de points o la protection physique des armatures n'est pas assure.

INCORPORATION D'INHIBITEURS DE CORROSION

Il peut paratre plus simple, plus efficace et plus conomique d'incorporer directement dans le bton, au moment de sa fabrication un produit capable de mettre les armatures l'abri de la corrosion. C'est pour y parvenir que des recherches sont en cours dans plusieurs pays, bases sur l'incorporation d'inhibiteurs de corrosion, susceptibles de former la surface du mtal un film tanche et insoluble

L'efficacit d'un inhibiteur est base sur le principe que la substance active doit tre disponible et agir dans les zones o une amorce de corrosion est susceptible de se produire. \, Il apparat donc dlicat de trouver des produits qui soient trs performants en ce domaine puisque les changes de matire se font lentement dans le bton, principalement par diffusion. Les produits actuellement tudis sont dissous dans l'eau de gchage du bton selon des dosages variant de 1 3% du poids du ciment et sont gnralement des composs de:

nitrite de calcium, nitrite de sodium, benzoate de sodium, etc.

Parmi eux, le nitrite de calcium est le plus utilis dans le monde

Il agit comme inhibiteur anodique, mais son action, qui dpend de la concentration en chlorures, diminue dans le temps. Son efficacit reste limite aux zones non fissures. Ces produits sont. pour l'instant, peu utiliss en Afrique.

REVETEMENT DES ARMATURES Revtements mtalliques


Il s'agit essentiellement de la galvanisation, dont des tudes rcentes prouvent qu'elle n'apporte aucune perturbation pnalisante sur la prise du bton et qu'elle n'empche pas l'adhrence. Les procds de galvanisation en continu devraient permettre le dveloppement de ce procd dont la norme NF A 35-025 dfinit les principales caractristiques, et en particulier la masse de zinc dposer sur l'acier qui doit tre de 300 g/m2,

Revtements organiques

Ces procds sont dvelopps aux Etats-Unis ainsi qu'au Canada depuis une vingtaine d'annes et aux USA, les armatures ainsi traites reprsentent environ 5 % des aciers bton utiliss. En Europe, la Suisse applique depuis 1991 les "Directives pour l'utilisation d'armatures passives revtues de rsine poxy". Ces procds n'ont pas fait, notre connaissance, l'objet d'une utilisation en France ou en Afrique et aucune norme ne rglemente ce type de protection. L'acier d'armature ainsi revtu cote environ 50 60 % plus cher l'achat et la pose qu'un acier non revtu.

METHODES DE REPARATION

Procds physiques De nombreux fabricants ont mis au point des procds, dont certains possdent un cahier des charges qui a t examin par un Bureau de Contrle, destins remettre en tat les parties d'ouvrages ainsi atteintes. Les principes en sont tous les mmes et peuvent tre rsums comme suit :

1. dgagement du bton dans les zones affectes par ce phnomne, jusqu' atteindre les

armatures non corrodes, . 2. nettoyage de toute trace de rouille des armatures, par sablage, grenaillage, au disque

abrasif ou la brosse mtallique. .passivation des aciers 3. rfection du bton avec un mortier de rsine ou un micro bton adjuvants

Procds lectro-chimiques Il s'agit l de procds dont la mise en oeuvre est relativement lourde et plus particulirement adapte la remise en tat d'ouvrage d'art.

Gnralement, le procd comporte deux oprations, l'une consiste faire pntrer dans le bton un produit faisant remonter son Ph au dessus de 9,5, l'autre consiste extraire les sels contenant des chlorures (dsalinisation). Pour ces deux oprations, la structure est emmaillote par un "cataplasme" qui sert d'anode, l'armature faisant fonction de cathode.

Dans un cas, le "cataplasme" contient un lectrolyte qui sert extraire, sous un courant de 20 25 volts, les molcules de chlore, dans l'autre cas, l'lectrolyte contient du carbonate de sodium, qui pntre par lectrolyse dans le bton et fait remonter son Ph. Ce procd a t utilis entre autres en Belgique pour remettre en tat les 64 poteaux qui supportent le viaduc d'Herstall qui franchit la Meuse dans la banlieue de Lige.


REPRISE DE BETONNAGE

Phnomne Les reprises de btonnage des ouvrages en bton constituent une zone de fissuration privilgie. En effet, nous sommes en prsence de deux btons qui ont un ge et une composition diffrents et dont la liaison se fait par collage. A ce point particulier, le bton prsente une htrognit, donc une plus faible rsistance, qui va se traduire dans le temps, sous l'effet des variations dimensionnelles, lies au retrait et la temprature, par une tendance la fissuration localise l'interface entre bton ancien et bton nouveau. En outre, la partie suprieure du bton est trs riche en ciment et en eau. Elle se trouve donc, de ce fait, susceptible de prsenter un retrait particulirement important.

Procds de rparation Les fissures au droit des reprises de btonnage sont des fissures actives puisqu'elles sont lies, entre autres, aux variations de temprature. Dans certains cas, tels que les chteaux d'eau, les stations de traitement, les piscines et autres, elles peuvent rendre l'ouvrage impropre sa destination, dans la mesure o elles constituent des points de fuite. Il faut donc envisager de rendre son tanchit l'ouvrage selon deux mthodes principales, qui consistent : soit en l'application d'un joint extrud aprs reprise de la fissure afin de permettre la

mise en oeuvre du matriau (largeur, profondeur, tat des lvres, etc), soit en un pontage de la fissure par une membrane souple colle de part et d'autre du

joint.

Le choix du systme doit tre fait en tenant compte de la nature de liquide stock et de son agressivit ventuelle contre le matriau retenu, des risques d'agression mcanique (lors des nettoyages ou des curages par exemple) ainsi que des conditions de mise en oeuvre.

Prvention Les btons constituant les deux parties mises en contact doivent tre de mme composition et de mme qualit.

A chaque nouveau btonnage, le bton doit tre enrichi en lments fins et en liant. Avant toute reprise de btonnage, s'il s'agit de bton jeune, la surface prcdemment coule doit tre nettoye l'air comprim; s'il s'agit d'un bton durci. elle devra tre pique, nettoye et humidifie refus. On aura intrt appliquer sur la surface de reprise un produit de collage. Il est recommand d'orienter les surfaces de reprise de telle sorte qu'elles soient, de prfrence, soumises des efforts de compression. Si une telle disposition n'est pas ralisable et que la zone de reprise se trouve cisaille ou tendue, les rgles BAEL 91 demandent que cette surface soit amnage par des redans convenablement disposs. Ce mme document demande que des aciers de couture soient prvus au niveau des reprises de btonnage.


SUIVI ET REPARATION DES FISSURES

DEFINITION Les remdes apporter dpendent des mouvements des fissures. Il ne faut pas limiter les recherches vrifier que les fissures voluent en observant la rupture de tmoins en pltre, mais il est ncessaire d'apprcier prcisment et priodiquement leurs mouvements. Pour y parvenir, on pourra utiliser des fissuromtres ou des dformtres billes. Le principe de mesure ainsi que les caractristiques de ces derniers appareils sont prsentes en annexe. Ces examens devront permettre de distinguer les fissures isoles vivantes ou fissures volutives des fissures mortes.

Fissures vivantes

Elles correspondent une rupture du matriau support et leurs variations dimensionnelles sont en gnral prvisibles et mesurables. C'est par exemple le cas des fissures provoques par la dilatation et le retrait de certains lments, lis aux variations de temprature ou d'hygromtrie.

Fissures mortes

Elles correspondent elles aussi une rupture du matriau au terme d'une volution qui est termine et ne risque pas de se reproduire ou d'voluer. C'est par exemple le cas des fissures causes par une charge trop importante applique sur une maonnerie ayant provoqu un report de charge (effet de vote) sur des lments plus rsistants. En cas de doute sur la nature des fissures, on aura toujours intrt les considrer comme tant vivantes et donc proscrire l'emploi de matriaux rigides pour leur traitement.

Faenage

Ces fissures n'intressent que "l'piderme" des matriaux. Elles sont trs fines mais leur largeur peut varier en fonction des gonflements et des retraits lis aux variations hygrothermiques.

On devra ensuite dterminer les inconvnients qu'apportent les fissures considres. Ils peuvent tre d'ordre technique ou entraner une gne pour les habitants. Les inconvnients les plus courants lis ces dsordres sont les suivants :


dfauts d'tanchit, dfauts esthtiques, perte de rsistance de l'ouvrage, . vieillissement accru de l'ouvrage, . impact psychologique.

Enfin, la rparation sera fonction de la nature et de la position de l'ouvrage dans la construction. Le remde apporter diffrera selon que l'on se trouve en prsence de : murs de faades, murs de refends, planchers, . cloisons. . etc.

Ils orienteront de ce fait le choix : des travaux de rparation envisager, de la nature des matriaux mettre en oeuvre, ce choix tant fonction de l'importance des

fissures constates mais galement de leurs variations d'ouverture.

REPRISE DES DEFAUTS DETANCHEITE Les principales techniques permettant de remdier aux dfauts d'tanchit l'eau dus aux fissures sont les suivantes:

Injection L'injection de rsines est rserve au traitement des fissures fines et en " gnral aux fissures mortes. Elle n'est applicable que dans le cas de matriaux pleins, bton, pierre, etc. En effet, l'troitesse de la fissure ne permettrait pas une rsine souple de rsister des variations dimensionnelles, mme de faible ampleur. L'injection est particulirement recommande lorsque les fissures ont affaibli l'ouvrage et que l'on dsire lui restituer ses caractristiques mcaniques d'origine car, aprs polymrisation, la rsine rigidifie l'ouvrage. On emploie gnralement des rsines poxydes fluides, qui sont injectes sous pression dans la fissure par l'intermdiaire d'aiguilles d'injection. Les aiguilles sont enfonces de place en place dans la fissure et scelles. La fissure est cachete par un mastic spcial entre les aiguilles et sur les deux faces.


Rebouchage au mortier

La rsine est injecte sous pression par l'intermdiaire des aiguilles et on s'assure que la fissure est colmate en maintenant l'injection jusqu' ce qu'il y ait rsurgence de la rsine par les aiguilles laisses libres. L'injection assure une excellente tanchit des fissures mortes, mais n'apporte aucune amlioration esthtique au parement qu'elles affectent.

Rebouchage au mortier Le traitement des fissures par un mortier hydraulique ne peut tre entrepris que sur les fissures mortes. Il est ncessaire dans ce type d'intervention de mettre en oeuvre des mortiers adjuvants de rsines adhsives sous peine de voir apparatre deux fissures (une la jonction de chaque lvre) au lieu d'une et de risquer le dcollement de la partie rpare. En effet, compte tenu de sa faible masse, un mortier normal utilis en si petite quantit se dessche et grille. La fissure doit au pralable tre agrandie afin de permettre la mise en oeuvre du mortier et il faut bien savoir que, l encore, cette rparation ne permettra pas de rendre au parement son uniformit initiale, car la teinte et la texture des raccords seront diffrentes de celles du panneau lui mme.

Calfeutrement l'aide d'un mastic

Ce procd permettra de rendre tanche une fissure vivante, condition que le choix et la mise en oeuvre du mastic soient faits correctement. La fissure devra tre ouverte afin que la largeur et la profondeur de la zone mastique soient compatibles avec la nature du mastic employ ainsi que la valeur des variations dimensionnelles maximales de la fissure (la largeur minimale dun joint ainsi trait est de 8 mm) Il ne faut pas oublier quun joint est fait pour travailler en traction ou en compression et que la liaison avec la maonnerie ne peut se faire que sur les deux faces opposes. Il est donc ncessaire de disposer au fond du joint un lment (en gnral une mousse cellulaire) qui assurera lindpendance du mastic avec le fond de la maonnerie et permettra de donner au mastic sa profondeur optimale. On devra se rfrer aux "Rgles professionnelles concernant l'utilisation des mastics pour l'tanchit des joints" pour dterminer les dimensions du joint et la nature du mastic mettre en oeuvre. Il faut bien avoir l'esprit que l'aspect de la faade ainsi traite ne sera jamais parfait puisque, d'une part, les teintes des mastics sont limites et ne correspondront pas celles de l'ensemble du panneau, que, d'autre part, la surface du joint apparatra en creux par temps froid (joint ouvert) et bombe par temps chaud (joint ferm) et qu'enfin l'aspect de surface de la zone mastique est diffrent de celui du reste du parement. Il est possible de dissimuler le mastic sous un enduit de parement plastique ou sous un revtement plastique pais arm (attention la compatibilit chimique entre joint et lenduit de parement plastique), mais si le mouvement du joint est important l'enduit se fissurera au droit de la fissure qui se trouvera ainsi souligne.


Il est aussi possible de raliser un pontage de la fissure une fois qu'elle a t traite (voir ci-aprs).

Pontage

Le DTU 42.1 "Rfection des faades en service par revtements d'impermabilit base de polymres" prcise qu'une fois les fissures traites l'aide d'un mastic souple ou d'un mortier, elles peuvent tre recouvertes par un revtement de performance I4. Un tel revtement est constitu de : une couche d'impression, une couche intermdiaire avec armature rapporte (cette couche est applique en

deux passes, avec ou sans dlai de schage),

une couche de finition

L'ensemble a une paisseur sche minimale de 0,6 mm et la sur paisseur due la prsence d'un galon au droit de la fissure risque d'tre visible sous lumire rasante si l'ensemble de la faade reoit un revtement moins pais.

Traitement en plein des parements microfissurs ou affects par des fissures mortes

On pourra mettre en oeuvre un revtement de type I1 ou de type I2. Le revtement de type I1, d'une paisseur sche thorique minimale de 0,2 mm est constitu d'une couche d'impression et d'une couche de finition. Il permet de masquer des microfissures infrieures 0.2 mm. Le revtement de type I2 est compos d'une couche d'impression, d'une couche intermdiaire et d'une couche de finition. La couche intermdiaire et la couche de finition peuvent tre de mme nature. L'paisseur minimale d'un tel revtement est de 0,3 mmm et il permet de traiter un parement affect par des fissures de largeurs infrieures 0.5 mm On pourra aussi appliquer une peinture ventuellement fibre ou encore un revtement rticulable qui prsente l'avantage de conserver une certaine lasticit mme basse temprature. Selon l'paisseur atteinte, ce type de revtement peut tre appliqu sur des supports faencs ou prsentant des micro-fissures allant jusqu 1/2 mm.

Traitement des parements prsentant des fissures vivantes On devra alors faire appel des revtements de type I3 dont la composition est identique celle du revtement I2, mais dune paisseur de 0,4 mm. Ils permettent de traiter des parements dont les fissures atteignent une largeur infrieure 1 mm.


On pourra, lorsque les fissures sont infrieures 2 mm, mettre en uvre un revtement de type I4, dont lpaisseur est au minimum de 0,6 mm et comporte : Une couche dimpression, Une couche intermdiaire avec armature rapporte (fibre de carbone de verre, etc ..) Une couche de finition

Ces deux derniers revtements rsistent une fissuration ultrieure du support.

Ralisation d'un bardage Cette solution permet d'assurer l'tanchit l'eau des ouvrages et peut donner lieu des ralisations intressantes sur le plan architectural. Elle prsente l'inconvnient d'tre onreuse et demande une tude prcise des systmes d'accrochage et des points particuliers, jonction avec les chssis, les appuis, etc. Depuis quelques temps, des ralisations intressantes ont t faites partir d'lments de v tage en lments composites bton/fibres de verre.

Ralisation dun complexe disolation thermique par lextrieur

L'isolation thermique par l'extrieur prsente le grand avantage d'apporter, outre une amlioration de l'isolation des btiments anciens, un habillage de la faade dont les fissures se trouvent ainsi masques et abrites des eaux de ruissellement. Une telle solution ne peut tre retenue qu'aprs un tude approfondie des possibilits de fixation des plaques d'isolant sur le \' parement de maonnerie ainsi que de l'incidence que peut avoir la mise en oeuvre d'un tel complexe sur les transferts de vapeur entre l'intrieur et l'extrieur .

Traitement des fissures sur parements intrieurs La seule diffrence avec le traitement des fissures extrieures rside dans le fait que le but normalement recherch est esthtique et que la notion de restitution de l'tanchit l'eau n'intervient pas dans ce cas. On utilisera donc en gnral les mmes procds quelques variantes prs. C'est ainsi que l'on pourra mettre en oeuvre des matriaux tels que les revtements muraux sur mousse, qui permettent de cacher des fissures actives de faible amplitude, des lambris, etc.


SUIVI DES FISSURES En matire de diagnostic sur structure fissure, il convient de dfinir prcisment les fissures et leurs volutions. En ce sens, le choix de technologies de mesure adapte, qu'elles soient mcaniques, optiques ou lectriques, est une tape primordiale. Il ne faut pas limiter ses recherches vrifier que les fissures voluent en observant la rupture de tmoins pltre, mais il est ncessaire d'apprcier prcisment et priodiquement leurs mouvements. Le suivi fissuromtrique permet notamment d'apprcier les variations d'origine thermique ainsi qu'une tendance l'ouverture ou la fermeture "noye" dans "la respiration" de la fissure. Les principales techniques utilises en suivi fissuromtrique sont les suivantes :

Mthodes optiques Le micromtre optique, comme le fissuromtre, permet d'apprcier l'ouverture absolue en appliquant directement sur la fissure une rglette gradue. Le dveloppement actuel des systmes d'anaJyse d'image permet maintenant d'envisager la ralisation de suivi fissuromtrique par systme vido.

Dformtre billes Une bille est cale sur chaque lvre de la fissure et un appareil portable appliqu priodiquement sur la base ainsi dfinie permet de suivre l'ouverture de la fissure.

Capteurs mcaniques Des querres mtalliques sont installes sur chaque lvre de la fissure et un comparateur mcanique install demeure ou appliqu ponctuellement permet le suivi de l'volution de la fissure.

Capteurs lectriques Ces capteurs installs sur la fissure l'aide d'querres mtalliques permettent notamment, lorsqu'ils sont connects une station d'acquisition de donnes, le suivi centralis des fissures ainsi que l'observation de phnomnes dynamiques. Ces techniques peuvent tre combines dans les trois directions pour permettre le suivi non seulement de l'ouverture mais galement du rejet et du cisaillement.

fissuration des bã©tons pathologie & rã©paration callaud 2001

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