Deuxième zone corrodée

Pour ce cas d’étude, ce n’est plus le quart de la dalle, mais la moitié qui est modélisée (Figure II-23). Une seconde zone de corrosion de la même taille que la première est positionnée à une distance d de la première (de centre à centre). Le but est d’observer l’influence de ce second spot de corrosion sur la redéfinition des lignes de courant et sur les valeurs de potentiel obtenues en surface. La distance notée d sera comprise entre 10 et 30cm.

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Figure II-23 : Géométrie d’étude pour la simulation de deux zones corrodées sur une dalle de

béton armé.

La Figure II-24 montre l’évolution du courant d’échange global entre zone anodique et cathodique en fonction de la résistivité, dans le cas où il y aurait un second spot de corrosion à une distance variable comprise entre 10 et 30cm centre à centre. Pour 200Ω.m, le courant est de 1,67x10-4_{A sans second site de corrosion, de 2,63x10}-4_{A pour d=10cm, 2,98x10}-4_{A pour} d=20cm et 3,06x10-4A pour d=30cm, soit une augmentation de respectivement 57%, 79% et 83%. Nous pouvons donc en conclure que plus la distance entre les spots de corrosion est importante plus le courant d’échange global est important. En réalité, les deux spots de corrosion vont être en concurrence pour attirer les lignes de courant. L’augmentation n’étant pas de 100% lorsque la surface corrodée double, il n’y a donc pas une proportionnalité directe entre le courant et la surface des zones corrodées. Pour une résistivité de 1300Ω.m, les augmentations sont de 61% pour d=10cm, 88% pour d=20cm et de 92% pour d=30cm. Ces augmentations sont plus proches de la valeur seuil de 100%. Plus la résistivité est forte et moins les distances parcourues par les lignes de courant sont importantes en raison de chutes ohmiques plus fortes. La concurrence entre les deux spots de corrosion est donc moins forte lorsque l’échange se fait avec des zones situées à une plus grande distance.

A

B

C D

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Figure II-24 : Évolution du courant d’échange global en fonction de la résistivité pour une

distance d variable ; Lza=10cm, c=2cm.

La Figure II-24 montre que l’augmentation de la distance d de 20 à 30cm entraine peu d’évolution du courant d’échange global. Il serait possible de conclure qu’au-delà de 20cm, la distance est telle qu’elle n’influence plus les échanges entre les zones corrodées et saines. Cependant, si seul le courant d’échange de la zone corrodée en B est observé (Figure II-25), nous pouvons observer que la courbe de référence n’est pas confondue avec les courbes où d est égal à 20 et 30cm notamment pour des résistivités faibles. Pour une résistivité de 200Ω.m, le courant d’échange de référence est égal à 1,67.10-4_{A, contre 1,50.10}-4 _{pour d=20cm et} 1,56.10-4_{A pour d=30cm, soit une diminution respective 10,1 et 6,9%. Pour 1300Ω.m, les} valeurs sont de 3,95-5_{A pour la référence, de 3,75}-5_{A pour d=20cm et 3,84}-5_{A pour d=30cm.} L’écart est bien moins important, car la résistivité étant plus forte les lignes de courant polarisent moins facilement les zones éloignées de la zone corrodée, réduisant alors la compétition entre les deux zones corrodées.

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Figure II-25 : Évolution du courant d’échange de la zone corrodée en B en fonction de la

résistivité pour une distance d variable ; Lza=10cm, c=2cm.

La Figure II-26 montre l’évolution des potentiels électriques en surface en fonction de la position sur l’armature le long de l’axe [CD], en faisant varier la distance d entre le spot de corrosion central et le second. Nous pouvons voir que la présence d’un second spot de corrosion influe sur les potentiels en surface de la dalle de béton. Concernant le potentiel en y=0,5m, la valeur de potentiel est de -504mV/ECS lorsqu’il n’y a qu’un seul spot, alors qu’elle est de - 509mV/ECS pour d=30cm, -512mV/ECS pour d=20cm et -521mV/ECS pour d=10cm. Les potentiels à y=1m donnent des valeurs plus électronégatives lorsque d est faible. Ceci est une conséquence de la compétition des deux zones corrodées pour attirer les lignes de courants : le spot en y=0,5m sollicite alors davantage les armatures saines dans cette zone qui ne peut plus échanger avec la totalité du treillis.

Ces simulations montrent aussi que les valeurs de potentiels pour y=0m sont plus électronégatives que pour y=1m en présence d’un second spot (-309, -281, et -263mV/ECS). Cela est induit par les effets de bord, c’est-à-dire que la taille globale de la dalle n’étant pas suffisamment grande, le second spot de corrosion est trop près du bord. Plus le second spot de corrosion est proche du bord, plus les armatures saines situées entre le bord et ce second spot de corrosion vont échanger du courant induisant une polarisation excessive.

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Figure II-26 : Évolution du potentiel électrique en surface du béton selon [CB] en présence

d’un second spot de corrosion pour différentes distances centre à centre ; Lza=10cm, ρc=200Ω.m, c=2cm.

Les cartographies (Figure II-27) montrent que l’augmentation de la résistivité permet l’augmentation du domaine de potentiel électrique en surface et donc des gradients de potentiels plus importants aux abords des zones corrodées. Plus la résistivité est importante et plus il est alors aisé de distinguer deux spots de corrosions à proximité l’un de l’autre.

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Figure II-27 : Cartographies de potentiel en présence de deux zones corrodées pour

différentes résistivités : A) ρc=200Ω.m, B) ρc=1300Ω.m; Lza=10cm, c=2cm.

Cette étude paramétrique a permis d’identifier l’influence de nombreux paramètres à la fois physico-chimique, comme la résistivité et géométriques à savoir l’épaisseur d’enrobage, la taille de la zone corrodée, le diamètre des armatures, la présence d’un second treillis d’une seconde zone corrodée ou encore la taille de la maille. Le Tableau II-3 résume l’influence de l’augmentation de ces paramètres sur la valeur de potentiel mesurée la plus faible et le gradient de potentiel observé.

Tableau II-3 : Récapitulatif de l’influence de l’augmentation des paramètres étudiés sur le

potentiel minimum et le gradient de potentiel observés en surface du béton et le courant d’échange global.

Potentiel minimum

Gradient de

potentiel Courant d’échange

ρc c Lza Second treillis ϕ Taille de maille d A B

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A présent que l’influence des paramètres géométriques et physico-chimique sont connus, la partie qui suit porte sur les paramètres liés à la mesure en elle-même.