GranDuBé : Compte rendu du projet Grandeurs
Associées à la Durabilité du BétonEntretien
avec Abdelkrim Ammouche, Directeur du Pôle Recherche & Innovation du
LERM LERM
Abdelkrim, tu as participé avec plusieurs
de tes collègues du LERM, au projet GranDuBé. Les travaux de ce
groupe de travail ont débouché sur la publication, en 2007, d'un
ouvrage qui en rend compte. Peux-tu nous parler des enjeux de ce projet ? Abdelkrim
La
durabilité et la maintenance des ouvrages sont une exigence incontournable
des maîtres d'ouvrages. L'assurance d'une durée de service dans des
conditions optimales de sécurité est aujourd'hui un paramètre
intégré à la conception même de l'ouvrage. Pour répondre
à cet impératif, il est nécessaire d'ajouter au contrôle
de la qualité des constituants, la validation de critères de performance
de la formule de béton. Cette dernière approche, dite performantielle,
permet d'apporter un niveau de sécurité supplémentaire dans
la conception des bâtiments et ouvrages de génie civil aux moyens
exigés dans les normes en vigueur (NF EN 206-1 et Eurocode 2). Dans
cette perspective, de nombreux essais, et analyses, non couverts par des normes,
et ayant fait l'objet, pour la plupart, de travaux de recherches et de mises au
point, parfois depuis de nombreuses années, sont conduits dans les laboratoires.
Cependant, en raison de l'existence de variantes ou de conditions opératoires
différentes pour mesurer une grandeur donnée, il n'était
pas toujours aisé de comparer certains résultats d'essais obtenus
dans différents laboratoires. L'objectif de GranDuBé était
donc de pouvoir recommander des modes opératoires harmonisés pour
la mesure d'une série de grandeurs admises comme décisives au regard
de la durabilité des bétons. Les dix-huit partenaires du projet
étaient des laboratoires, publics et privés, des entreprises de
la construction et de l'industrie cimentière.
LERM
Comment
ont été retenues les grandeurs significatives au regard de la durabilité
?
Abdelkrim
Les grandeurs retenues dans GranDuBé ont
été choisies dans le même esprit et aussi dans une certaine
continuité par rapport aux travaux réalisés par l'ancien
groupe AFPC-AFREM [2]. Il s'agit de données communément admises
comme étant essentielles pour la durabilité, en particulier vis-à-vis
de la corrosion des armatures et des attaques chimiques endogènes ou exogènes.
De plus, certaines grandeurs ont été choisies du fait qu'elles étaient
déjà identifiées en tant qu'indicateurs de durabilité
dans le cadre de l'approche performantielle de l'AFGC [3] et il était opportun
d'élaborer des modes opératoires détaillés permettant
leur détermination.
LERM
Il a été créé
différents groupes de travail ?
Abdelkrim
En effet, pour
des raisons d'efficacité, l'ensemble du travail a été partagé
entre plusieurs sous-groupes chargés chacun d'une thématique particulière
:  | Sous-groupe
" Ciment " : dosage en ciment, degré d'hydratation et teneur
en portlandite (Ca(OH2) | | Sous-groupe
" Microstructure " : microfissuration, porosimétrie mercure,
porosité accessible à l'eau et perméabilité à
la vapeur d'eau. | | Sous-groupe
" Chlorures " : extraction et dosage des chlorures, mesure de coefficient
de diffusion par essai de migration. Détermination des isothermes d'interaction
chlorures/matrice cimentaire | | Sous-groupe
" Réactions endogènes " : diagnostic des attaques liées
à l'action des sulfates et aux phénomènes d'alcali-réaction,
dosage des alcalins libres des bétons et essai de performance LPC n°66 |
Le
LERM a participé activement aux travaux des quatre sous-groupes. Mon collègue,
Christophe Carde a co-animé le groupe Ciment et j'ai, pour ma part, co-animé
le sous-groupe Microstructure avec Véronique Baroghel-Bouny du LCPC.
LERM
Quelle
a été la méthode de travail retenue ? Abdelkrim
La
méthode générale retenue a consisté dans un premier
temps à recenser l'expérience et les pratiques des laboratoires
participant, et à compléter ces données par la bibliographie.
Cela a permis de dégager les méthodes les plus pertinentes et les
facteurs essentiels, sources d'écarts possibles, qu'il était nécessaire
d'étudier et d'harmoniser. Plusieurs campagnes d'essais croisés
ont ensuite été menées sur différents bétons
dans le but, à la fois de fixer les conditions de chaque mode opératoire,
et aussi de préciser son domaine d'application. Il est à souligner
qu'en plus des essais menés sur des bétons fabriqués en laboratoire,
des mesures sur échantillons prélevés sur ouvrages réels
ont été également réalisées à chaque
fois que cela a été possible.
Régulièrement
des réunions successives des sous-groupes étaient organisées,
suivies d'une réunion plénière, animée par les animateurs
du projet, Ginette Arliguie du LMDC Toulouse et Hugues Hornain( ndlr : l'un des
co-créateurs du LERM ), pendant laquelle il était fait état
de l'avancement des travaux de chaque groupe et ou ont été abordés
les liens entre les différentes thématiques.
LERM
Peux-tu
nous résumer la thématique et les principaux résultats de
chacun des groupes de travail ?
Abdelkrim
Les travaux du groupe
Ciment ont aboutit à deux modes opératoires, le premier sur la détermination
du dosage en ciment des bétons et mortiers à base de ciments constitués
de clinker et de laitier (ciments CEM I, CEM II et CEM III). Ce mode opératoire
préconise l'utilisation simultanée de la méthode de la silice
soluble et de la méthode des inertes. Le second sur l'estimation du degré
d'hydratation à partir de la mesure de l'eau liée qui constitue
une méthode simple qui peut compléter la méthode directe
par microscopie et analyse d'images.
Ce groupe a également réalisé
différentes campagnes d'essais croisés pour la quantification de
la teneur en portlandite.
Le groupe Microstructure a, quant à
lui, mis en place une méthodologie pour la quantification de la microfissuration
des bétons par des techniques microscopiques. Cette méthodologie
associe des techniques de préparation des échantillons (imprégnation
par colorant rouge ou résine fluorescente, réplique) et méthodologie
de quantification (comptage ou analyse d'images).
Le groupe a élaboré
un mode opératoire pour conduire un essai de porosimétrie mercure,
qui est un moyen simple de caractérisation de la distribution de la taille
des Pores dans les matrices cimentaires.
Comme la durabilité des bétons
est conditionnée par leurs propriétés de transferts, notamment
d'eau (liquide et vapeur), et les échanges hydriques avec leur environnement,
le groupe a validé un mode opératoire pour la caractérisation
de la perméabilité à la vapeur d'eau des bétons, à
partir de l'essai à la coupelle.
Ce groupe a également réalisé
des campagnes de mesure de la porosité accessible à l'eau et de
la masse volumique par pesée hydrostatique (selon le mode opératoire
AFPC-AFREM). Il s'agissait d'évaluer la précision de ces mesures
et de produire des données utiles à la normalisation de cet essai.
La porosité accessible à l'eau, est en effet un paramètre
essentiel pour l'évaluation de la durabilité du béton.
Le
groupe Chlorures a travaillé particulièrement sur un ensemble de
grandeurs en relation avec la durabilité du béton exposé
à des environnements riches en chlorures (milieu marin et sels de déverglaçage).
Il a validé une méthode d'extraction et de dosage des chlorures
(totaux et libres) ainsi qu'une méthode de mesure du coefficient de diffusion
des chlorures à partir d'essais de migration sous champ électrique
(en régime transitoire et régime permanent). Enfin, ce groupe a
proposé une procédure pour évaluer les interactions chlorures/matrice
cimentaire.
Enfin, le groupe Réactions endogènes co-piloté
par Hugues Hornain, a élaboré un guide sur la démarche diagnostic
des dégradations dues aux attaques sulfatiques et aux phénomènes
d'alcali-réaction. La méthodologie proposée intègre
les données propres à l'ouvrage et à son environnement, l'inspection
visuelle ainsi que les essais et examens en laboratoire. Au préalable il
était nécessaire de faire une synthèse des connaissances
sur les mécanismes physico-chimiques de base intervenant dans ces pathologies,
synthèse complétée par une charte photographique relative
aux différents faciès de l'ettringite. De plus, comme la teneur
en alcalins libres dans le béton est l'une des données essentielles,
évidemment vis-à-vis des phénomènes d'alcali-réaction,
mais aussi dans le cas de l'attaque sulfatique interne, un mode opératoire
encadrant sa détermination a été élaboré. Ce
groupe a également réalisé différentes campagnes d'essais
croisés afin d'étudier la reproductibilité de l'essai de
performance " Réactivité d'une formule de béton vis-à-vis
d'une réaction sulfatique interne " (actuellement méthode
d'essai LPC n°66).
LERM
Quelles sont les conclusions
de l'ensemble de ce travail ?
Abdelkrim
Ce sont, au total, 9 protocoles
d'essais qui sont recommandés et décrits dans l'ouvrage [1], auxquels
s'ajoute le guide pour le diagnostic des attaques sulfatiques et des phénomènes
d'alcali-réaction. L'ouvrage restitue également la synthèse
des différentes campagnes d'essais croisés ainsi que quelques contributions
sous formes d'articles. [1] GranDuBé. " Grandeurs associées
à la Durabilité des Bétons ", sous la direction
de Ginette ARLIGUIE et Hugues HORNAIN. Presses de l'Ecole Nationale des Ponts
et Chaussées, 2007.
[2] AFPC-AFREM, " Méthodes
recommandées pour la mesure des grandeurs associées à la
durabilité ". Compte-rendu des journées techniques, Toulouse,
11 et 12 décembre 1997.
[3] AFGC, " Conception des bétons
pour une durée de vie donnée des ouvrages. Maîtrise de la
durabilité vis-à-vis de la corrosion des armatures et de l'alcali-réaction.
Etat de l'art et guide pour la mise en œuvre d'une approche performantielle
et prédictive sur la base des indicateurs de durabilité ".
Documents scientifiques et techniques de l'Association Française de Génie
Civil, juillet 2004.
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