Etude des processus de corrosion et de la réparation par traitement électrochimique d'extraction des ions chlorure dans les bétons armés doublement contaminés (carbonatation et chlorures)

par Yolaine Tissier

Projet de thèse en Sciences des Matériaux

Sous la direction de Véronique Bouteiller et de Thierry Chaussadent.

Thèses en préparation à Paris Est , dans le cadre de SIE - Sciences, Ingénierie et Environnement , en partenariat avec SDOA - Sécurité et durabilité des ouvrages d'arts (laboratoire) depuis le 01-10-2014 .


  • Résumé

    De nombreux ouvrages en béton armé dans le domaine du génie civil mais également dans les monuments historiques se dégradent suite à la corrosion de leurs armatures. Les deux causes principales de l'initiation de la corrosion des armatures dans le béton sont la carbonatation totale du béton d'enrobage et/ou la présence d'ions chlorure à l'interface acier/béton. Dans le cadre de cette thèse, la double contamination est étudiée en suivant trois phases : (1) le processus de corrosion, (2) le traitement électrochimique cathodique et (3) la durabilité de l'efficacité de la réparation. L'objectif est de pouvoir proposer une approche scientifique et une solution de réparation permettant la préservation de ces ouvrages en augmentant leur durée de vie. L'étude a été réalisée sur 320 éprouvettes en micro-béton armé en prenant en compte deux ciments différents (CEM I Portland et CEM III/A avec laitiers) et deux modes de contamination différents Cl + CO2 (chlorures au gâchage) ou CO2 + Cl (chlorures par immersion/séchage). Différentes techniques ont été utilisées pour suivre l'état de corrosion des armatures dans le micro-béton depuis l'initiation de la corrosion, lors de sa propagation et durant le traitement de déchloruration. Le suivi électrochimique permet notamment d'identifier le passage de la corrosion passive à active en se basant sur le changement de potentiel et la valeur du courant de corrosion. L'analyse in situ des produits de corrosion par spectroscopie Raman et l'observation au MEB+EDS de l'interface acier-béton permettent d'identifier les phases formées et de localiser les lieux d'initiation de la corrosion puis d'étudier leur évolution lors du traitement électrochimique de déchloruration. La durabilité du traitement est suivie sur une période allant jusqu'à 10 mois après arrêt de la polarisation.

  • Titre traduit

    Study of corrosion processes and of an electrochemical extraction treatment in a reinforced concrete contaminated by carbonatation and chloride ions


  • Résumé

    Civil engineering structures and historical buildings can suffer from corrosion of the embedded reinforcing steel once the concrete cover is totally carbonated and/or when chloride ions reached the steel/concrete interface. On field, these two types of contamination can be encountered separately or combined requiring implementation of proper repair methods. In this study, both chlorinated and carbonated reinforced concrete specimens are followed by three main analysis means: Raman microspectroscopy, electrochemical characterization and scanning electron microscopy. 4 series of specimens are studied (2 cements, 2 type of chloride ions contamination). They are first characterized during the two-step aging process, chlorides addition and complete cover carbonation. Electrochemical chloride extraction is then performed as a repair treatment (1A/m² of steel surface during 8 weeks). Its efficiency and its impact on the specimen interface and cement matrix are studied. The durability of this treatment is followed up to ten months after the end of polarization.