Etude du comportement à la corrosion des armatures tendues dans le béton contaminé par des ions chlorure : Effet anticorrosif d’un inhibiteur à base de phosphates

par Hela Ben Mansour

Thèse de doctorat en Matériaux

Sous la direction de Leila Dhouibi et de Hassane Idrissi Chbihi Hamzaoui.

Soutenue le 28-11-2018

à Lyon en cotutelle avec l'Université de Tunis El-Manar. Faculté des Sciences de Tunis (Tunisie) , dans le cadre de Ecole Doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne) , en partenariat avec Institut national des sciences appliquées de Lyon (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) , MATEIS - Matériaux : Ingénierie et Science - UMR 5510 (Rhône) (laboratoire) et de Matériaux- ingénierie et science [Villeurbanne] / MATEIS (laboratoire) .

Le président du jury était Ismaïl Khattech.

Le jury était composé de Leila Dhouibi, Hassane Idrissi Chbihi Hamzaoui, Ismaïl Khattech, Patrice Berçot, Salma Besbes Hentati, Marc Jeannin.

Les rapporteurs étaient Patrice Berçot, Salma Besbes Hentati.


  • Résumé

    La corrosion dans le béton précontraint est considérée parmi les pathologies les plus dangereuses dans le secteur du génie civil. En effet ce phénomène se caractérise par la gravité de ses conséquences économiques et sécuritaires. L’objectif de ce travail consiste à évaluer l’efficacité d’un inhibiteur à base de phosphates Na3PO4.12H2O contre la corrosion des aciers de précontrainte. L’étude a été d’abord menée en milieu synthétique simulant le béton chloruré sur des armatures tendues à 80% Rm, puis d’une part sur des éprouvettes en mortier précontraint conçues à l’échelle laboratoire, et d’autre part en utilisant la technique de cellule de diffusion pour tester l’efficacité de l’inhibiteur à long terme. Les résultats issus de l’étude réalisée dans le milieu simulant ont révélé que la présence des phosphates entraine l’augmentation du seuil critique d’amorçage de corrosion localisée R=[Cl-]/[OH-] jusqu’à la valeur de 5 au lieu de 0,4. Ceci semble être dû à deux actions inhibitrices des phosphates à savoir : la stabilisation de la couche protectrice à base d’oxyde de fer et la formation de composés phosphatés très peu solubles qui bloquent les sites anodiques actifs, augmentant ainsi la résistance de l’acier à la corrosion localisée. L’emploi de Na3PO4.12H2O en tant qu’adjuvant diminue légèrement la résistance à la compression du mortier. Cependant les composés phosphatés provenant de la réaction de l’inhibiteur avec les hydrates de ciment colmatent les pores du mortier et freinent la diffusion des chlorures. Ceci améliore le comportement à la corrosion des armatures enrobées de mortier précontraint. Enfin, lorsque le triphosphate de sodium est utilisé comme inhibiteur migrateur ou comme moyen de prétraitement des armatures, la technique de la cellule de diffusion a montré son efficacité à long terme, grâce à l’augmentation de la période précédant l’amorçage d’une corrosion localisée, où l’armature est en état passif.

  • Titre traduit

    Study of the corrosion behavior of tensioned reinforcement in concrete contaminated with chloride ions : Anti-corrosive effect of a phosphate-based inhibitor


  • Résumé

    Corrosion in prestressed concrete is considered among the most dangerous pathologies in the civil engineering sector. Indeed, this phenomenon is characterized by the seriousness of its economic and security consequences. The objective of this work is to evaluate the efficiency of a phosphate based inhibitor Na3PO4.12H2O against the corrosion of prestressing steels. The study was first conducted on wires tensioned at 80% Rm and immersed in simulating concrete pore solution. Then it concerned, on one hand, prestressed mortar specimens designed on a laboratory scale and, on the other hand, the long term efficiency of the inhibitor using diffusion cell technique. The results obtained from the study carried out in the concrete simulating medium revealed that the presence of the phosphates causes the increase in the critical threshold of localized corrosion initiation R = [Cl -] / [OH-] up to the value of 5 instead of 0.4. This seems to be due to two phosphate inhibiting actions, namely: the stabilization of the iron oxide protective layer and the formation of very insoluble phosphate compounds which block the active anodic sites, increasing prestressing steel resistance to localized corrosion. The use of Na3PO4.12H2O as an additive slightly reduces the compressive strength of the mortar. However, phosphate compounds resulting from the reaction of the inhibitor with the cement hydrates clog the pores of the mortar and slow down the diffusion of the chlorides. This improves the corrosion behavior of prestressed mortar reinforcement. Finally, when sodium triphosphate is used as a migratory inhibitor or as a means of steel reinforcement pretreatment, the diffusion cell technique has shown its long-term efficiency, thanks to the increase of the period preceding the initiation of a localized corrosion, where the reinforcement is in a passive state.


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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2018 par DocINSA [diffusion/distribution] à Villeurbanne

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Informations

  • Sous le titre : Etude du comportement à la corrosion des armatures tendues dans le béton contaminé par des ions chlorure : Effet anticorrosif d'un inhibiteur à base de phosphates
  • Détails : 1 vol.([21]-179 -[4] p.)
  • Notes : Thèse soutenue en co-tutelle.
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