Recherche de l'origine du cloquage d'un revêtement de sol en résine époxy

Le LERM intervient régulièrement dans le cadre d'expertises (judiciaires ou d'assurances), à la demande d'experts, en réalisant les diagnostics sur site et en laboratoire des pathologies des matériaux en oeuvre, afin d'apporter des éléments d'explication sur l'origine des désordres observés. Dans le cas présent, l'étude réalisée dans un bâtiment à usage industriel de la région parisienne se réfère au cloquage d'un revêtement de sol industriel en résine époxy, appliqué sur une dalle béton. Les essais et observations réalisés permettent principalement de conclure à la présence d'un phénomène d'alcali-réaction lié à la présence de silex réactifs, aggravé par une humidité globale importante sur toute la surface étudiée.

OBSERVATION SUR SITE DES DESORDRES

A la demande d'un expert, le LERM, laboratoire spécialiste de l'étude des pathologies des pierres et des bétons en oeuvre, a été chargé d'identifier les causes d'altération d'une dalle béton revêtue de résine époxy d'un bâtiment à usage industriel.

Les désordres se manifestent sous la forme d'un cloquage généralisé du revêtement époxy appliqué sur la dalle béton. Les cloques (fig 1) contiennent un liquide jaunâtre, tandis que la surface du béton sous les cloques présente un dépôt blanchâtre.

Des mesures d'humidité ont été réalisées. Cette technique d'auscultation non destructive repose sur la mesure de la capacité électrique du matériau étudié, soit en surface, soit en profondeur, à l'aide d'une sonde spécifique. Elle dépend de la constante diélectrique du matériau étudié, fonction de sa teneur en eau. Par conséquent, pour un matériau donné, les variations relatives de capacité sont essentiellement liées aux variations de la teneur en eau.
L'intérêt de cette technique est de pouvoir dresser une véritable cartographie de la teneur en eau de la surface auscultée (fig 1bis).

Les résultats obtenus mettent en évidence une humidité importante sur toute l'étendue de la zone auscultée, cloquée ou non. Ces valeurs élevées en surface pourraient correspondre à une rétention du liquide sous le revêtement polymérique.

Des prélèvements ont été réalisés par carottage pour des compléments d'analyse en laboratoire (fig 2)

ESSAIS ET ETUDE EN LABORATOIRE

Analyses chimiques

	Revêtement polymérique	Les analyses ne révèlent aucune différence notable entre deux échantillons (un témoin et un dégradé)
	Liquide présent dans les cloques	L'analyse chimique révèle des concentrations en alcalins (Na et K) très élevées ainsi que la présence de benzèneméthanol, d'un phtalate et d'alcanes non identifiés
	Béton	Les teneurs en chlorures et en sulfates sont inférieures aux spécifications des normes en vigueur

Etude microstructurale

	Granulats	La présence de granulats calcaire très majoritaires est notée. Cependant, une fraction gravillonnaire composée de silex réactifs en milieu alcalin et une fraction sableuse équivalente d'un point de vue pétrographique sont également remarquées
	Béton	Par aspersion d'acétate d'uranyle sur une carotte de béton et observation sous lumière ultraviolette, une fluorescence caractéristique de la présence du phénomène d'alcali-réaction est observée
	Revêtement polymérique	Le revêtement de surface, de nature siliceuse et carbonée, a été appliqué en 2 couches (fig 3) Des produits géliformes de composition silico-calco-alcaline sont observés (fig 4), et le plus souvent en surface du béton, à proximité de l'interface avec le revêtement, soulignant que les granulats ont réagi avec la matrice du béton (réaction de type alcali-granulats)(fig 5). La présence d'ettringite aciculaire est également mise en évidence dans la matrice liante, et présente un faciès lixivié en cours de dissolution

CONCLUSION

Les analyses réalisées ont ainsi démontré que le phénomène de cloquage est en relation directe avec la formation de gels d'alcali-réaction dans la partie superficielle de la dalle en béton. Ces gels se forment par réaction entre les espèces siliceuses réactives contenues dans les silex et les alcalins présents dans la solution interstitielle du béton. Le phénomène d'expansion associé est favorisé par la présence d'une humidité résiduelle en surface de la dalle, piégée par le revêtement époxy. Il est important de souligner que les cloquages pourront se poursuivre tant que des fragments de silex n'ayant pas réagi seront présents dans la partie superficielle de la dalle béton.

La mise en oeuvre d'une nouvelle résine sur une zone d'essai a conduit aux mêmes types de désordres : la nature du revêtement dans l'apparition de cloques semble donc bien hors de cause, même si l'humidité emprisonnée a pu localement le fragiliser par un phénomène de solvatation et faciliter ainsi le développement de cette réaction.
L'apparition de désordres repose donc sur une mauvaise qualité de granulats utilisés pour la fabrication du béton.