Protéger le béton armé contre la corrosion
Des nouvelles technologies ont été développées avec l'aide du projet DOSECOPS (Development of sustainable electrochemical corrosion protection systems for reinforced concrete structures), financé par l'UE, pour éliminer et empêcher cette corrosion, tout en améliorant la cohésion et la résistance à la traction du matériau. Le consortium a regroupé une équipe internationale d'experts de Chine et d'Europe. Le problème concernait en effet ces deux régions, vu l'âge des infrastructures européennes et le fait que de nombreuses nouvelles constructions en Chine montrent déjà des signes de corrosion. Ils ont proposé une solution basée sur la remédiation électrochimique et l'injection électrochimique de nanoparticules. La carbonatation et l'attaque des ions chlorure sont deux causes majeures de corrosion des armatures en acier dans les structures en béton armé. La carbonatation est la réaction entre le dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique et les composants alcalins du béton. Elle peut également libérer du chlorure lié, qui peut altérer les caractéristiques physiques et chimiques de la structure des pores et ainsi les propriétés de transport du béton. La matrice du ciment est très basique (pH élevé) principalement à cause de l'hydroxyde de calcium et du calcaire qu'elle contient. Ce pH rend la surface de l'acier passive en le recouvrant d'un film d'oxyde qui le protège contre la corrosion. La carbonatation survient lorsque du gaz carbonique (CO2) est dissous dans l'eau de pluie et réagit avec le calcaire du ciment. En outre, les ions chlorure provenant de ciments contaminés ou de l'environnement (eau de dégivrage ou eau salée) perforent la couche de passivation. La carbonatation et les ions chlorure réduisent le pH, ce qui rend instable la couche passive. Les techniques électrochimiques permettent la réalcalinisation du béton carbonaté, l'élimination des ions chlorure et l'injection de nanoparticules. Des systèmes éprouvés de prévention cathodique pour injecter du courant afin de supprimer la corrosion ont également été développés pour de nouvelles structures en béton armé. Les partenaires du projet ont validé les nouveaux processus dans le cadre d'études expérimentales et de terrain avec l'objectif de les rendre commercialement viables. Des bétons carbonatés et des bétons contaminés par les ions chlorures ont été traités à l'aide de processus à base de matrices de polymères renforcées de fibres de carbone et de microcapsules intégrées. Le projet DOSECOPS a également testé de nouveaux systèmes de prévention cathodique pour les structures en mer. L'objectif des nouvelles technologies est d'éliminer les ions chlorures du béton et d'augmenter le pH. Elles conduiront à une solution permanente en comblant les pores, ce qui évitera la pénétration d'ions chlorure et/ou de CO2 depuis l'environnement, et améliorera les propriétés mécaniques. L'augmentation de la quantité de CO2 dans l'atmosphère intensifie le problème de la carbonatation. Les techniques de DOSECOPS bénéficieront aux infrastructures et aux immeubles en béton renforcé, déjà construits comme à venir. Elles devraient avoir un impact socioéconomique majeur, réduisant les coûts de maintenance et de surveillance, et améliorant la sécurité.
Mots‑clés
Protection contre la corrosion, béton armé, DOSECOPS, carbonatation, attaque par les ions chlorure
