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Thème 1 – Essais de durabilité

Animateurs du thème 1 (GT1)

Benoit THAUVIN (Cerema)
Damien ROGAT (Sigma Béton)

Les essais de durabilité sont de deux types :

indicateurs de durabilité caractérisant les propriétés du béton en relation avec la résistance aux agressions extérieures et permettant d’alimenter des modèles de vieillissement (exemple : coefficient de diffusion des ions chlore vis-à-vis de la protection des armatures en milieu marin);
essais de vieillissement accéléré (exemple : carbonatation accélérée).

Les essais de durabilité constituent le socle de l’approche performantielle de la durabilité des bétons. L’objectif du projet national est de disposer, pour chaque classe d’exposition du béton définie dans la norme NF EN206-1, d’un ou plusieurs indicateurs associés à des essais qui permettent de comparer et/ou d’évaluer la capacité d’un béton à résister à une dégradation donnée. Pour être légitimes et opérationnels, ces essais doivent disposer d’un référentiel technique robuste qui fasse consensus (modes opératoires, données de fidélité, effet de l’âge du béton) et qui puisse s’appliquer à la grande majorité des bétons utilisés à l’heure actuelle et dans l’avenir. Ils doivent également être mesurés à des échéances compatibles avec les contraintes de chantier, avec des durées d’essai limitées (au maximum 3 mois) et des méthodes d’essai suffisamment simples pour être accessibles à un grand nombre de laboratoires et économiquement viables. Les propositions de travail relatives aux essais de durabilité s’inscrivent donc dans un objectif général de rendre opérationnel le déploiement de l’approche performantielle sur l’ensemble des étapes de la vie d’un béton (spécification, formulation, contrôles de production et de construction et suivi du vieillissement). Le principe est de s’appuyer sur les travaux en cours et à venir pour faire émerger les consensus et approfondir les points critiques et les manques ; et ce en lien étroit avec les groupes de normalisation (GEF8 et GEDUB notamment), les groupes de travail nationaux (base de données des indicateurs de durabilité de l’AFGC notamment) et les travaux européens (CEN, RILEM par exemple).

Cette ambition se décline en plusieurs objectifs communs, pour la plupart, à l’ensemble des agressions du béton :

Le travail s’articulera autour d’une part de l’analyse des campagnes d’essais réalisées récemment à l’échelle nationale, européenne voire internationale (Chlortest, GranDuBé notamment) et d’autre part de l’organisation de nouvelles campagnes d’essais croisés pour consolider les modes opératoires d’essais (voir objectif 2) et disposer de données de fidélité indispensables au déploiement de l’approche performantielle sur le terrain (jugement de conformité par exemple).

Le travail portera tout d’abord sur certaines étapes de pré-conditionnement d’essais qui nécessitent des précisions ou des ajustements. Il abordera également l’effet de l’âge du béton sur les résultats d’essais, problématique majeure pour le déploiement opérationnel des essais notamment pour encadrer et justifier les essais réalisés dans le cadre du suivi et du contrôle de production et de construction (délais). Il traitera en outre du comportement et de la réponse des bétons modernes (bétons avec CEMIII, CEMV, forte teneur en additions, matrice cimentaire à faible teneur en composés carbonatables, bétons à fort volume de pâte comme les BAP) à ces essais. Ce point est crucial puisque l’approche performantielle vise notamment à favoriser les formules de bétons durables à faibles impact environnementaux et d’une manière générale à contribuer à l’optimisation des formules. Il complétera et affinera enfin les éventuelles corrélations entre les indicateurs. Il conduira in fine à l’établissement de modes opératoires consolidés dont certains feront l’objet de campagnes d’essais croisés (voir objectif 1).

L’approche performantielle doit conduire à l’utilisation de bétons durables résistants aux agressions pour lesquelles ils ont été prescrits. Les essais de durabilité permettent de s’en assurer en amont et en cours de construction. Ces essais permettent également d’évaluer la durabilité des bétons des ouvrages en service. Il s’agit là d’un enjeu majeur pour les maîtres d’ouvrage gestionnaires qui ont besoin de connaître l’état de leurs ouvrages et d’anticiper leurs dégradations pour optimiser leurs plans de maintenance. Les essais de durabilité, réalisés dans le cadre de diagnostics en association avec d’autres techniques, constituent des outils indispensables à l’évaluation et à la prédiction du vieillissement des ouvrages en service. Le travail portera donc sur le choix des essais d’évaluation au regard de critères à définir, sur les modalités de prélèvements et d’échantillonnage et sur les éventuelles adaptations des modes opératoires (prise en compte de l’effet de parement notamment). Seront également identifiées les modalités d’utilisation des résultats d’essais (classes de durabilité potentielle, modèles prédictifs). Ce travail se fera en lien avec les travaux de calage des seuils admissibles s’appuyant sur l’évaluation d’un panel d’ouvrages existants. Ce travail sera également l’occasion d’identifier les liens et les complémentarités avec d’autres méthodes d’évaluation de la durabilité du béton.

Le panel d’essais relatifs aux différentes attaques du béton est très large. Il comprend des essais de vieillissement accéléré (essai de carbonatation accéléré par exemple), des essais d’évaluation des propriétés de transfert (essais de migration ou de diffusion des chlorures, perméabilité) et des essais de caractérisation (porosité par exemple). Certains essais permettent d’accéder à une propriété spécifique d’un phénomène (diffusion des chlorures par exemple) alors que d’autres sont plus généraux (porosité, perméabilité). Enfin, certains essais permettent de classer les bétons entre eux d’une manière « absolue » alors que d’autres permettent un classement relatif. Pour certains essais, les résultats obtenus peuvent en outre être définis comme des indicateurs de durabilité (généraux ou de substitution). Afin d’améliorer la lisibilité et de faciliter la diffusion et l’appropriation de l’approche performantielle, un travail de terminologie et de classification des essais s’impose. Une classification fonction de la nature du résultat et de son utilisation possible pourra être envisagée.