Influence de l'effet de l'interface acier/béton (top-bar effect) sur la corrosion de structures en béton armé exposées en environnement de chlorures ou de carbonatation.
Auteur / Autrice : | Thi Thu Trang Nguyen |
Direction : | Raoul François, Ngoc tru Vu |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Génie civil |
Date : | Soutenance le 04/07/2024 |
Etablissement(s) : | Université de Toulouse (2023-....) en cotutelle avec Ecole Nationale Supérieure de Génie Civil |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : LMDC - Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions de Toulouse - Laboratoire Matériaux et Durabilité des constructions / LMDC |
établissement délivrant conjointement le doctorat : Institut national des sciences appliquées (Toulouse ; 1961-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Myriam Carcassès |
Examinateurs / Examinatrices : Valérie L'Hostis, Anh cuong Ho | |
Rapporteur / Rapporteuse : Stéphanie Bonnet, Trung-Hieu Nguyen |
Mots clés
Résumé
Le béton armé est connu l’un des matériaux les plus utilisés dans la construction. Néanmoins, après une période de mise en exploitation, il peut se corroder. Les chlorures et la carbonatation sont les principaux facteurs provoquant la corrosion des structures en béton armé. La thèse a pour objectif d’étudier le comportement à la corrosion du béton armé sous l’environnement de carbonatation ou des chlorures, correspondant à l'influence de l’effet de la qualité de l’interface acier/mortier (top-bar effet), du type de ciment ainsi que de la fissure transversale artificielle ou des fissures transversales induites par la charge mécanique.En général, la corrosion induite par la carbonatation est étudiée du point de vue de la corrosion uniforme. Le premier objectif de la thèse est de confirmer l’opinion de la corrosion par macro-cellule ou non uniforme dans la corrosion induite par la carbonatation. Selon les résultats expérimentaux, le taux de corrosion dans les armatures de béton carbonaté est susceptible d'être considéré du point de vue de la corrosion uniforme et macro-cellule, qui est fortement influencée par le rapport cathode/anode. De plus, l'application de CEM III utilisant des laitiers comme addition minérale a montré une réduction efficace de la corrosion non uniforme.La deuxième partie se concentre sur l'influence de l’effet de la qualité de l’interface acier/mortier (top-bar effet) sur le comportement de la corrosion dans le cas d'une corrosion induite par la carbonatation et de la présence d'une fissure induite par la charge mécanique. Le suivi du courant de corrosion par macro-cellule a été utilisée dans les essais expérimentaux. Puis la perte de masse ainsi que la cinétique de corrosion ont été calculée. La corrosion s'est développée principalement au niveau du pré-fissures. En raison de l’effet de la qualité de l’interface acier/mortier, les barres supérieures étaient plus corrodées que les barres inférieures. La valeur du courant de la corrosion mesurée sur les barres supérieures a été observée plus élevée que sur les barres inférieures. La perte de masse de l'acier calculée à partir de la mesure du suivi de courant ne correspond qu'à une petite partie de la perte de masse totale déterminée par la mesure gravimétrique. La corrosion uniforme semble être le phénomène principal.La dernière partie étudie l’effet de la qualité de l’interface acier/mortier (top-bar effet) dans des échantillons de béton fibré avec ou sans fissure artificielle sur la corrosion induite par les chlorures. Les barres supérieures sont plus corrodées que les barres inférieures et la partie supérieure de la barre supérieure présente une corrosion plus élevée que la partie inférieure. En présence de fissures artificielles, le ‘’top-bar effet’’ entraîne la propagation de la corrosion le long de la surface des barres d'acier. La corrosion se développe également le long de la barre supérieure lorsqu'il n'y a pas de fissure artificielle, dans un temps pas si différent du cas d'une fissure artificielle. Cela confirme que l'exposition de la surface supérieure et l’effet de la qualité de l’interface acier/mortier sont très préjudiciables à la corrosion. En comparant le comportement avec un béton sans fibres, il apparaît que l'ajout de fibres dans le béton armé entraîne une augmentation de la résistance à la fissuration induite par la corrosion.Dans chaque partie, les observations expérimentales sont couplées à des simulations numériques pour comparer et démontrer les résultats expérimentaux.