Identification des processus de corrosion des armatures dans les bétons fissures

(1)

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Submitted on 20 Jan 2020

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Identification des processus de corrosion des armatures

dans les bétons fissures

Rita Ghantous

To cite this version:

Rita Ghantous. Identification des processus de corrosion des armatures dans les bétons fis-sures. Journée des doctorants LAMBE (Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et l’environnement, Nov 2015, Evry, France. �hal-02445711�

(2)

Journée des doctorants

13 novembre 2015

Identification des processus de corrosion

des armatures dans les bétons fissurés

Rita Maria Ghantous

Encadrement CEA : Valérie L’Hostis

Stéphane Poyet

Encadrement EDF : Nhu-Cuong Tran

(3)

Contexte industriel

13 Novembre 2015

Journée des doctorants LAMBE

1

Aéroréfrigérant de la centrale nucléaire de Dampierre (Loiret) EDF / Marc Morceau

Fissuration due à :

• aspects physiques,

• aspects mécaniques.

Comment les fissures impactent-elles

le vieillissement des tours

aéroréfrigérantes ?

Fissures

(4)

Fe  Fe

2+

_{+ 2e}

-½O

₂

+ H

₂

O + 2e

-

_

_2OH

-CO

₂

CO

₂

CO

₂

Ca(OH)

₂

+ CO

₂



CaCO

₃

+ H

₂

O

Dépassivation de l’armature

O

₂

O

₂

H

₂

O

Durabilité des tours

aéroréfrigérants

menacée ?

Contexte industriel

13 Novembre 2015

Journée des doctorants LAMBE

2 Ca(OH)

2

pH=12,5

Ca(CO)

3

pH=8,5

Expansion

de

volume

Fissures ?

Propagation

de la

corrosion ?

Effritement

béton ?

(5)

Objectifs

13 Novembre 2015

Journée des doctorants LAMBE

3 Etude de la cinétique de corrosion par carbonatation dans des

bétons armés fissurés

Fabrication

éprouvettes

Fissuration

contrôlée

Carbonatation

accélérée

Corrosion

+ suivi

Démarche retenue :

Représentativité

par rapport

à l’aéroréfrigérant

• Température

• Ouverture fissure



Données d’entrées pour approche empirique

(ingénierie)

CO

₂

CO

₂

CO

₂

Pluie

W(mm)

• (…)

• Formulation

(6)

Plan

13 Novembre 2015

Journée des doctorants LAMBE

4 1. Fissuration contrôlée

2. Corrosion accélérée

(7)

Protocole de fissuration

13 Novembre 2015

Journée des doctorants LAMBE

5 

3 ouvertures de fissure  100 µm, 300 µm & 500µm



Obtention d’un

endommagement de l’interface acier/béton représentatif de la

réalité

Essai de flexion trois points (prismes 70 × 70 × 280 mm)

LVDT



Ouverture de la fissure

LVDT

(W)

_(flèche)

LVDT

Pompe

Enregistrement

en continu

Ghantous et al. Fontevraud 9 (2014)

(8)

0

2

4

6

8

10

0 0,2

0,4

0,6

0,8

1 1,2

1,4

For c e ( kN )

Ouverture de la fissure W (mm)

1 er

_chargement

2 e

_chargement

3 e

_chargement

4 e

_chargement

5 e

_chargement

6 e

_chargement

7 e

_chargement

8 e

_chargement

9 e

_chargement

Cycles de chargement/déchargement

Journée des doctorants LAMBE

13 Novembre 2015

6

Protocole de fissuration

Fissure

100 µm

300 µm

(9)

MECHANICAL CRACKING RESULT

13 Novembre 2015

Journée des doctorants LAMBE

7

Liaison acier/mortier

500 µm

5,3 cm



Altération limitée de

l’interface acier/mortier

Fissure

Estimation de la longueur d’altération

(section longitudinale de l’éprouvette)

Fissure

(10)

Corrosion accélérée

Automate

de pilotage

Traitement

d’eau

Suivi en continu

Journée des doctorants LAMBE

13 Novembre 2015

8

(11)

Corrosion accélérée

(12)

–

Microscopie optique



Epaisseur de la CPC

–

Desquamation



Masse de fer perdue

– Spectroscopie Raman



Type de produits de corrosion

– Microscopie électronique à balayage



Composition chimique de la CPC

Méthodes

Journée des doctorants LAMBE

13 Novembre 2015

10 Sb

₂

O

₃

+ SnCl

₂

+

HCl

Armature

Corrosion

Masse de fer perdu =

M(finale)- M(initiale)

M(initiale) M(finale)

Acier

Mortier

CPC

Lépidocrocite

Vide

_Goethite

(13)

MECHANICAL CRACKING RESULT

13 Novembre 2015

Journée des doctorants LAMBE

11

Premiers résultats



Masse de fer perdu (desquamation)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0

10

20

30

40

50 M

as

s

e

de

fer

per

du

(m

g)

Nombre de cycles

100 µm

300 µm

500 µm

Échéance

1mois

Échéance

3mois

(14)

0

50

100

150

200

250 -4,6

-2,3

0,0

2,3

4,6

E

pai

s

eur

de

la

C

P

C

(

µ

m

)

Distance par rapport à la fissure (cm)

500 µm

300 µm

100 µm

Fissure

MECHANICAL CRACKING RESULT

13 Novembre 2015

Journée des doctorants LAMBE

12

Premiers résultats

(15)

13 Novembre 2015

Journée des doctorants LAMBE

13

Conclusions et perspectives

Essai de flexion 3 points  contrôle de la fissuration + limitation de l’altération

(représentativité par rapport aux aéros)

Système de corrosion accélérée efficace  permet de discriminer les

différents paramètres étudiés (ouverture)

2 échéances à venir :

• 6 mois (90 cycles)  en cours de caractérisation

• 12 mois (180 cycles)  mars 2016

Essais de tomographie aux rayons X:

• Morphologie de la fissure

• Répartition des produits de corrosion autour de l’armature

Corrélation d’images  morphologie de la fissure

(16)

MECHANICAL CRACKING RESULT

13 Novembre 2015

Journée des doctorants LAMBE

14

Merci de votre attention

Valorisation

[1] Ghantous et al., proceedings of the international conference: Fontevraud 8 (2014).

[2] Ghantous et al., proceedings of the international conference: Cigos (2015).



Mobilité internationale: Opportunité liée à l’ED MEGEP (Université de Toulouse), Immersion 1 mois 

Purdue University (USA)