Publié le : 27 octobre 20237 mins de lecture
L’objectif de cet article est de détailler les conséquences des fuites d’eau sur les éléments structurels. En un coup d’œil, on peut voir que le principal problème auquel le béton armé sera confronté sera l’oxydation des armatures encastrées à l’intérieur.
Il est indéniable que l’état d’une structure en béton armé commence à être compromis dès que la corrosion de ses surfaces d’armature se produit. À mesure que la corrosion progresse, la structure est de plus en plus gravement endommagée, et peut même devenir complètement inutilisable. À ce stade, il n’est même pas nécessaire que la structure se brise, mais elle est inutilisable dès que sa capacité portante est réduite au point qu’elle ne peut plus supporter les contraintes pour lesquelles elle a été conçue.
Pourquoi la corrosion de l’acier est-elle si dommageable pour la structure ?
La quantité et le type de rouille qui se forme à la surface des barres dépendent en grande partie de l’attaque à laquelle le renforcement est soumis. En ce sens, et selon le type d’oxydes générés, le volume de ceux-ci peut même être cinq fois supérieur à celui du renforcement lui-même.
Cette augmentation de volume génère des contraintes radiales dans le béton environnant qui soumettent le revêtement à une traction. Comme on le sait, le béton à la traction se comporte assez mal, de sorte que ces contraintes entraînent un dépassement de la résistance à la traction du béton. La conséquence immédiate est l’apparition de fissures et de fentes parallèles au renforcement. Si l’armature continue à se corroder et que les contraintes radiales augmentent, le béton peut se détacher.
Un problème supplémentaire se pose lorsque la corrosion commence à se produire sans être visible à l’œil nu. Souvent, comme le processus de corrosion est assez lent et, en particulier dans les bétons plus poreux que pratiques, il est possible de produire l’effet suivant : les produits générés par la corrosion se diffusent à l’intérieur des pores, sans provoquer de fissures et de fêlures qui dénotent la corrosion. En d’autres termes, la corrosion a déjà commencé et vous ne le savez pas !
Le facteur clé : l’adhérence entre les matériaux
Les charges et les contraintes sont transmises au ferraillage par le béton par l’effet de liaison entre l’acier et le béton. Il est donc d’une importance vitale pour la transmission de ces forces et, en fin de compte, pour la capacité de charge de la structure, d’avoir une bonne adhérence. En ce sens, la corrosion des armatures noyées dans le béton génère une diminution significative de cette adhérence, surtout dans les éléments qui ne disposent pas d’étriers pour soutenir le système. Par conséquent, la corrosion réduit l’adhérence acier-béton, ce qui diminue la capacité portante de la structure.
Il faut savoir que l’oxyde de fer est beaucoup plus volumineux que l’acier, par conséquent ils entraînent des contraintes internes dans le béton. Ces contraintes pouvant être supérieures à la résistance du béton en traction, ceci peut faire apparaître des altérations à la surface. Ce peut être des fissures, éventuellement de la rouille. Pourtant, ces détériorations peuvent entraîner une diminution de l’adhérence du métal au béton, et de la durée de vie de la structure par conséquent. En général, la qualité du béton et son enrobage sont structurés de manière à protéger naturellement l’armature en acier. Cependant, à défauts d’un béton de qualité et d’un enrobage normalisé, la structure peut se détériorer prématurément. Il est donc nécessaire d’optimiser la structure du béton et l’enrobage des armatures en acier pour faire durer l’ouvrage. À cet effet, l’utilisation d’acier inoxydable pour les armatures semble une solution efficace.
Un bon exemple
Les fuites d’eau sur un toit en pente ont de lourdes conséquences. De toute évidence, le problème qui provoque les décollements de matériaux est la protection insuffisante contre l’humidité du toit. L’eau fuit par la couche de compression du pont, qui, compte tenu des conséquences, manque d’étanchéité. Cette humidité progresse vers les poutrelles en béton armé qui, dans leur processus d’oxydation, se dilatent. Avec cette augmentation de volume, le béton se brise et se détache, causant un sérieux problème de stabilité structurelle.
Ces problèmes peuvent être résolus sans qu’il soit nécessaire de démolir complètement la dalle et de la reconstruire ensuite (logiquement plus coûteuse). Tout d’abord, la couche protectrice du toit (les tuiles) doit être enlevée et un test de charge doit être effectué pour vérifier la réactivité de la dalle dans son état actuel. Si la structure est stable, nous pourrions effectuer une étanchéité en suivant les instructions du CTE ou nous pourrions placer une plaque de couverture sous une tuile de type ondulé.
Une fois la prise d’eau résolue, il est temps de réparer les conséquences des fuites. Tout d’abord, il faut bien nettoyer les armatures exposées et enlever les parties mal collées des éléments céramiques (solives et voûtes). Une fois qu’ils sont propres et exempts de particules parasites, les renforts seront traités avec un passivateur et les solives seront reconstruites avec un mortier structurel. Les creux des voûtes pourraient être remplis avec un béton léger.
Dans le cas où l’essai de charge détermine que la structure risque de s’effondrer, les étapes mentionnées au paragraphe précédent doivent être réalisées, mais jamais sans renforcer au préalable les poutres et les poutres de plancher existantes jusqu’à ce que la réponse requise soit garantie. Cela peut se faire de plusieurs façons, selon l’état et le type de structure : on peut les renforcer avec de la fibre de carbone, en plaçant de nouvelles poutres métalliques ou en béton sous la dalle… ou avec de multiples alternatives qui, comme il s’agit d’une caractéristique un peu plus complexe, nécessiteraient une étude spécifique pour chaque cas.