Les méthodes de réparation
des ouvrages en béton et béton armé et précontraint (ouvrages d’art)
LE TRAITEMENT DES FISSURES
Exemples de fissures: les fissures « passives »
Fissures dues à l’absence
d’armatures de peau = pénétration des agents agressifs = corrosion des armatures (étriers et cadres) !
Fissures de reprise de
bétonnage + eau = corrosion
des armatures = DANGER !
Exemples de fissures : les fissures « actives »
Fissures de flexion dans une poutre précontrainte = Insuffisance structurale !
Fissures flexion-effort tranchant et diffusion-
entraînement = Insuffisance structurale !
❑ Normes produits et systèmes : (harmonisées liées au marquage CE)
▪ Norme NF EN 1504-5 : « injection pour béton »
▪ Norme NF EN 1504-2 : « systèmes de protection de surface »
❑ Normes sur l’utilisation et la mise en œuvre des produits
▪ Norme NF EN 1504-9 : « principes généraux d’utilisation des produits » (Principes
= Fonctions - Méthodes de réparation associées)
▪ Norme NF EN 1504-10 : « application sur site des produits et systèmes et
contrôle de la qualité des travaux » (absence de critères de choix, aucune notion d’épreuves d’étude, de convenance… )
❑ Normes françaises sur l’utilisation et la mise en œuvre des produits
Textes de référence 1
❑ Guides STRRES
▪ FABEM 2 : « Traitements des fissures par calfeutrement ou pontage et protection localisée ou création d’un joint de dilatation »
▪ FABEM 3 : « Traitements des fissures par injection »
▪ FABEM 4 « Protection des bétons »
❑ Autres documents
▪ CCTP et BPU types du CEREMA relatifs aux réparations
▪ Publications de l’AFTES – Ouvrages souterrains (injections GT14R5F1 – venues d’eau GT14R2F…)
Textes de référence 2
Extrait de la Norme NF EN 1504-9
Principe (fonction
recherchée) Méthodes et normes de
référence Commentaires
Principe 1 :
Protection contre toute pénétration
1.4 Colmatage superficiel des fissurations (pontage des fissures)
1.5 Colmatage des fissures (NF EN 1504-5)
1.6 Transformation de fissures en joints
A ces méthodes, il convient de rajouter le calfeutrement qui n'est pas visé explicitement par les normes de la série NF EN 1504.
Principe 4 : Renforcement
structural 4.5 Injection dans les fissures, les vides ou les interstices (NF EN 1504-5)
Une simple injection des fissures n’assure pas un complet renforcement structural.
Des méthodes de renforcement complémentaires sont à prévoir (cf.
méthodes 4.1 à 4.4 et 4.7).
Le colmatage n'ayant pas pour objet
Les techniques de traitement des fissures
Cas des fissures « passives » (souffle faible, voire plus élevé mais sans incidence structurale). Exemple : les fissures de peau, de
reprises de bétonnage...
• Méthodes 1.4/1.5 : « Recouvrir ou remplir, voire étancher » la fissure sans bloquer son souffle
• Méthode 1.6 : « Créer un joint » (parfois incidence structurale)
Cas des fissures « actives ». Exemple : les fissures de flexion, d’effort tranchant/torsion... incidence structurale
• Méthode 4.5 : « Reconstituer le monolithisme » du béton et
« bloquer » le souffle de la fissure + (réparation : par exemple la
précontrainte additionnelle…)
Les techniques de traitement des fissures
Différentes sortes de fissures
Accessibles ou non
Les techniques de traitement des fissures – Calfeutrement (hors EN 1504-9)
• produits rigides : mortiers hydrauliques ou modifiés ou organiques, si fissures mortes ou avec un très faible souffle (quelques % de l’ouverture)
• produits souples : mastics mono ou bicomposants, etc.,
dans le cas des fissures actives
Les techniques de traitement des fissures – Calfeutrement
(hors EN 1504-9)
Les techniques de traitement des fissures – Pontage
(méthode 1.4)
Les techniques de traitement des fissures – Création d’un joint (méthode 1.6)
Obligation d’un projet s’il y a ajout
d’armatures et de béton
Les techniques de traitement des fissures – Injections (méthodes 1.5 et 4.5)
Norme NF EN 1504-5 : « injection pour béton » :
▪ Trois types de produits et systèmes d’injection :
▪ Classe F : produits transmettant des efforts (réparations structurelles)
▪ Classe D : produits ductiles
▪ Classe S : produits expansifs (présence d’eau)
ATTENTION : lire la Déclaration de performances et la fiche technique
Carré Noir : caractéristiques nécessaires pour obtenir le
marquage CE
Les techniques de traitement des fissures – Injections (méthodes 1.5 et 4.5)
Point Caractéristiques de performances Produits classes F
Méthodes d’essai Exigences
1 Adhérence par résistance en traction (H et P) EN 12618-2 2MPa (H)
0,6MPa (H) simple remplissage
Rupture cohésive dans le support (P) 2 Adhérence par résistance au cisaillement oblique
(H et P)
EN 12618-3 Rupture monolithique analogue aux prismes de contrôle
3 Retrait volumétrique (P) EN 12617-2 < 3%
4 Ressuage (H) EN 4453-3 < 1% du volume initial au bout de 3h
5 Changement de volume(H) EN 4453-4 -1% < changement de volume
< 5% du volume initial
6 Température de transition vitreuse (P) EN 12614 > 40°C
7 Teneur en chlorures (H) EN 196-21 < 0,2%
8 Injectabilité en milieu sec: (H/P) Largeur des fissures : 0,1/0,2/0,3mm Largeur des fissures : 0,5/0,8mm
EN1771
EN 12618-2
(plus exigences sur
< 4min injection élevée (fissures 0,1mm)
< 8min injection faisable (fissures 0,2 et 0,3mm)
Essai fendage > 7MPa (P) Essai fendage > 3 MPa (H) Remplissage > 90%
Les techniques de traitement des fissures – Injections (méthodes 1.5 et 4.5)
Point Caractéristiques de performances produits classe F
Méthodes d’essai Exigences
9 Injectabilité en milieu humide: (H/P) Largeur des fissures : 0,1/0,2/0,3mm Largeur des fissures : 0,5/0,8mm
EN1771
EN 12618-2
(plus exigences sur méthode d’essai)
< 4min injection élevée (fissures 0,1mm)
< 8min injection faisable (fissures 0,2/0,3mm)
Essai fendage > 7MPa (P) Essai fendage > 3 MPa (H) Remplissage > 90%
Adhérence point 1
10 Viscosité (P) EN ISO 3219 Valeur déclarée
11 Temps d’écoulement (H) EN 14117 Valeur déclarée
12 Temps d’utilisation (ATTENTION) EN ISO 9514 Valeur déclarée
13 Développement de la résistance en traction (P) EN 1543 3MPa à 72h à tpmin d’utilisation ou 10h à tp min si mouvements > 10% ou 0,03mm
Les techniques de traitement des fissures – Injections (méthodes 1.5 et 4.5)
Point Caractéristiques de performances Produits classe F
Méthodes d’essai Exigences
15 Adhérence par résistance en traction après cycles thermiques d’humidification séchage (H/P)
EN 12618-2 Diminution de l’adhérence <30% des valeurs initiales (H)
Rupture cohésive dans le support (P) 16 Compatibilité avec le béton
Couvert par l’adhérence par résistance en traction (H/P)
EN 196-3 Diminution de l’adhérence <30% des valeurs initiales (H)
Rupture cohésive dans le support (P) Rappel Pour toutes les utilisations prévues
Pour certaines utilisations prévues
Se reporter aux 2 deux autres tableaux de la NF EN 1504-5 pour les produits classés :
D (ductiles fissure dite « morte ») et S (expansifs en présence d’eau)
Les techniques de traitement des fissures – Injections (méthodes 1.5 et 4.5)
Type de produits Classe de produit d’injection
(F, D ou S) Avantages Inconvénients
Coulis de ciment F Faible coût
Possibilité de mise en œuvre par des moyens simples
Retrait
Ségrégation –ressuage à compenser (produit hétérogène)
Utilisation délicate dans les fissures fines Tendance à l’essorage au contact du béton Obligation d’humidifierfissure avant l’injection
Coulis mixtes (liants hydrauliques modifiés par des polymères, avec ajouts possibles)
F
Performances accrues par réduction de la quantité d’eau de gâchage Produits prêts à l’emploi
Silicates F Utilisables pour le traitement de
fissures très fines
Avantages et inconvénients des produits d’injection
Les techniques de traitement des fissures – Injections (méthodes 1.5 et 4.5)
Type de produits
Classe de produit d’injection
(F, D ou S)
Avantages Inconvénients
Résines époxydiques F
Faible retrait et - Excellente adhérence
Choix de la viscosité en fonction de la température Injection des fissures 0,2 mm
Propriétés mécaniques élevées notamment à court terme
Choix de la durée de polymérisation et de la vitesse de durcissement en fonction de la température
Bonne résistance agents agressifs
Emploi délicat
Résines polyuréthanes F, D
Blocage provisoire de venue d'eau par formation de mousse expansive
En milieu sec possibilité d'injecter des fissures actives avec des polyuréthanes "souples"
Fissures > 0,2 mm Faible viscosité
Léger retrait Sensibilité à l'eau Emploi délicat
Résines polyacrylamides
: gels thermoplastiques S Gonflent en présence d'eau
Sous forme de gel
Nécessité pour éviter le retrait d'une présence d'eau permanente
Adhérence faible
Propriétés mécaniques faibles Se rétractent en l’absence d’humidité
Matériel d’injection spécifique
Les techniques de traitement des fissures – Injections (méthodes 1.5 et 4.5)
Ouvertures l des fissures
en mm
État du
support Activité Techniques de
traitement Produits utilisables Fonctions recherchées Observations
w < 0,1 (*)
sec NR
Imprégnations hydrophobes et/ou
revêtements
Silanes, PCC, P
protection contre les pénétrations d’eau (et de gaz pour les
revêtements) esthétique pour les revêtements
généralement le choix s’oriente vers des produits microporeux
humide ou humide et ruisselant
NR
Revêtement nécessite dans certains cas un assèchement lors
de la mise en œuvre
PCC, P
isolation, protection vis à vis de l’humidité interne du béton
pour utilisation de PUR l'assèchement doit être strictement contrôlé sinon, il y a à redouter des défauts d’adhérence et d’étanchéité
0,1 ≤ w ≤ 0,3 (*) sec mortes
Imprégnations hydrophobes et/ou
revêtements
Silanes, PCC, P
protection contre les pénétrations d’eau (et de gaz pour les
revêtements) esthétique pour les revêtements
produits à consistance pâteuse
résine très fluide et
Les techniques de traitement des fissures – Injections
(méthodes 1.5 et 4.5)
Les techniques de traitement des fissures – Injections
(méthodes 1.5 et 4.5)
Les techniques de traitement des fissures – Injections (méthodes 1.5 et 4.5)
Coulis à base de liant
hydraulique
Les techniques de traitement des fissures – Injections
(méthodes 1.5 et 4.5)
Les techniques de traitement des fissures – Injections (méthodes 1.5 et 4.5)
Injections en cours + précontrainte
additionnelle
Principe de l’injection
Les techniques de traitement des fissures – Injections (méthodes 1.5 et 4.5)
❑ Quand injecter ? : lorsque l’ouverture de la fissure est maximale :
❖ Cas d’une fissure non structurale : en hiver (en cas d’injection en été risque de rupture d’adhérence en hiver)
❖ Cas d’une fissure active (structurale) : sous chargement et suppression des
gradients thermiques (absence de soleil, arrosage, peinture blanche… (si structure hyperstatique)
❑ Sous quelle pression injecter ? : sous faible pression 0,1MPa :
❖ Le produit d’injection commence par remplir les tubes d’injection
❖ Puis, il remplit la fissure principale
❖ Ensuite il commence à remplir les fissures secondaires beaucoup plus fines situées dans la masse de la pièce par capillarité, voire à ressortir à la surface du béton (fuites)
❑ Conclusions :
❖ Il faut donc prolonger l’injection gravitairement avec une nourrice sinon le produit
Les techniques de traitement des fissures – Injections (méthodes 1.5 et 4.5)
Contrôle de la température
Contrôle de la dureté shore
Fuite de résine
