Approche performantielle de la durabilité des ouvrages en béton : de la qualification en laboratoire au suivi d'éxécution

Auteur(s) :

Institut pour la recherche appliquée et l'expérimentation en génie civil

Résumé

Présentation d'une méthodologie à l'échelle nationale de justification de la durabilité des ouvrages en béton par une approche performantielle, reposant sur la méthode absolue et la méthode comparative. Elle est destinée aux ouvrages nécessitant un niveau spécifique d'assurance qualité : ouvrages neufs ou anciens de génie civil, bâtiments complexes ou encore produits préfabriqués en usine. ©Electre 2023

Contributeur(s)
- Brazillier, Didier. Préfacier, etc.
Éditeur(s)
- Eyrollles
Date
- DL 2023
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 volume (XI-571 p.) : ill. en coul., tableaux, couv. ill. en coul. ; 24 cm
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-416-00870-2
Indice
- 624.4 Béton, béton armé
Quatrième de couverture
- Approche performantielle de la durabilité des ouvrages en béton
  De la qualification en laboratoire au suivi d'exécution
  Le projet PerfDuB (Approche Performantielle de la Durabilité des ouvrages en Béton) est un Projet National, dispositif spécifique de mise en oeuvre de la recherche collaborative dans le domaine de la construction dont la labellisation est assurée par le comité d'orientation pour la recherche appliquée en génie civil.
  Cet ouvrage collectif à caractère universitaire et professionnel résulte de 6 ans de recherches pendant lesquelles les contributeurs ont défini une méthodologie à l'échelle nationale de justification de la durabilité des ouvrages en béton.
  Cette méthodologie, incluant la méthode « absolue » et la méthode « comparative », est destinée aux ouvrages pour lesquels un niveau spécifique d'assurance qualité est assuré. Il s'agit en principe d'ouvrages de génie civil, de certaines constructions de bâtiments complexes ou de certains produits préfabriqués en usine. Le champ de la recherche concerne les ouvrages neufs, mais s'intéresse aussi aux ouvrages anciens dans le but de relier les pathologies ou le vieillissement observé au type de béton employé et à ses caractéristiques de durabilité.
  Afin de garantir l'équilibre entre les approches théoriques et pragmatiques, les travaux de recherche sont conduits par des représentants du monde industriel et du monde universitaire.
Tables des matières
- - Approche performantielle de la durabilité des ouvrages en béton
  - De la qualification en laboratoire au suivi d'exécution
  - Éditions Eyrolles
  - Introduction générale, objectifs du PN 3
  - Chapitre 1. Évaluation des performances des bétons : de l'amélioration d'essais de durabilité existants à la définition de nouveaux protocoles15
  - 1. Introduction 16
  - 2. Carbonatation et pénétration des chlorures (GT1A) 16
  - 2.1 Programme16
  - 2.1.1 Étape 117
  - 2.1.2 Étape 218
  - 2.1.3 Étape 318
  - 2.2 Essai de carbonatation accélérée18
  - 2.2.1 Modes opératoires initiaux18
  - 2.2.2 Essais croisés et études paramétriques19
  - 2.2.3 Nouveaux modes opératoires28
  - 2.2.4 Caractérisation des 42 bétons29
  - 2.2.5 Campagne d'essais inter-laboratoires33
  - 2.3 Porosité et absorption capillaire34
  - 2.3.1 Modes opératoires initiaux34
  - 2.3.2 Essais croisés et études paramétriques35
  - 2.3.3 Proposition de modifications des modes opératoires38
  - 2.3.4 Campagne d'essais inter-laboratoires39
  - 2.4 Perméabilité aux gaz40
  - 2.4.1 Mode opératoire initial40
  - 2.4.2 Essais croisés et études paramétriques40
  - 2.4.3 Propositions de modifications du mode opératoire initial41
  - 2.4.4 Campagne d'essais inter-laboratoires42
  - 2.5 Coefficient de migration des chlorures43
  - 2.5.1 Mode opératoire initial43
  - 2.5.2 Essais croisés et études paramétriques43
  - 2.5.3 Propositions de modifications du mode opératoire initial44
  - 2.5.4 Caractérisation des 42 bétons de référence45
  - 2.5.5 Campagne d'essais inter-laboratoires45
  - 2.6 Résistivité46
  - 2.6.1 Mode opératoire initial46
  - 2.6.2 Essais croisés46
  - 2.6.3 Campagne inter-laboratoires47
  - 2.7 Synthèse47
  - 2.7.1 Essai de carbonatation accélérée47
  - 2.7.2 Essai de détermination de la porosité accessible à l'eau48
  - 2.7.3 Essai d'absorption capillaire48
  - 2.7.4 Essai de détermination de la perméabilité aux gaz49
  - 2.7.5 Essai de migration des chlorures49
  - 2.7.6 Essai de détermination de la résistivité électrique49
  - 3. Environnements chimiques - Classes XA (GT1C) 50
  - 3.1 Réaction sulfatique externe (RSE)50
  - 3.1.1 Introduction50
  - 3.1.2 Matériaux d'étude52
  - 3.1.3 Formulation des bétons53
  - 3.1.4 Malaxage et mise en place des corps d'épreuve55
  - 3.1.5 Protocoles d'essais55
  - 3.1.6 Propriétés aux états frais et durci56
  - 3.1.7 Résultats58
  - 3.1.8 Essais de RSE sur bétons du GT368
  - 3.1.9 Essais croisés inter-laboratoires74
  - 3.1.10 Analyses et proposition d'une méthode basée sur l'approche performantielle XA Sulfate77
  - 3.1.11 Conclusions81
  - 3.2 Lixiviation (GT1C)82
  - 3.2.1 Introduction82
  - 3.2.2 Principe de l'essai82
  - 3.2.3 Tranche 1 - Perfectionnement des protocoles d'essai83
  - 3.2.4 Tranche 2 - Essais sur bétons du GT386
  - 3.2.5 Tranche 3 - Harmonisation des 2 protocoles88
  - 3.2.6 Conclusion de l'étude expérimentale91
  - 3.2.7 Proposition d'une méthode basée sur l'approche performantielle XA Lixiviation91
  - 3.3 Biodégradation (GT1C)92
  - 3.3.1 Introduction92
  - 3.3.2 Structuration de la campagne expérimentale93
  - 3.3.3 Matériaux d'étude94
  - 3.3.4 Protocoles de biodégradation95
  - 3.3.5 Optimisation de la méthode d'essai développée par l'UGE98
  - 3.3.6 Résultats - Critère de fin de vie des échantillons101
  - 3.3.7 Résultats - Recommandations107
  - 3.3.8 Conclusion de l'étude expérimentale111
  - 3.3.9 Proposition d'une méthode basée sur l'approche performantielle XA Biodégradation112
  - Chapitre 2. Analyse des données obtenues sur ouvrages existants115
  - 1. Résumé 116
  - 2. Introduction 116
  - 2.1 Contexte de la recherche116
  - 2.2 Recherche effectuée sur les ouvrages existants117
  - 2.3 Méthodologie appliquée sur les ouvrages existants118
  - 2.3.1 Sélection des ouvrages118
  - 2.3.2 Données obtenues sur les ouvrages119
  - 2.3.3 Procédure d'auscultation et de prélèvements pour les indicateurs de durabilité120
  - 2.4 Prise en compte du facteur de vieillissement pour les chlorures121
  - 2.5 Analyse des mesures de potentiel d'électrode122
  - 2.6 Analyse des mesures de résistivité123
  - 2.7 Analyse des mesures de vitesse de corrosion124
  - 2.8 Avertissement125
  - 3. Brève présentation des structures 125
  - 3.1 Structures de moins de 20 ans d'âge125
  - 3.1.1 Corps d'épreuve BHP 2000125
  - 3.1.2 Pont Vasco de Gama132
  - 3.1.3 Pont de Rion-Antirion145
  - 3.1.4 Pont de Volesvres156
  - 3.1.5 Pont de Loudéac163
  - 3.1.6 Ouvrage maritime X172
  - 3.2 Ouvrages entre 20 et 50 ans d'âge176
  - 3.2.1 Quai des TCD sur le Scorff176
  - 3.2.2 Pont Chateaubriand182
  - 3.2.3 Pont de La Vachette192
  - 3.2.4 Piles du pont de l'île de Ré199
  - 3.2.5 Pont de Saint-Poney209
  - 3.2.6 Pont du Pirou216
  - 3.3 Ouvrages âgés de plus de 50 ans223
  - 3.3.1 Pont sur la Bruche223
  - 3.3.2 Pont Blondel228
  - 3.3.3 Pont X233
  - 3.3.4 Pont des Vallières239
  - 3.3.5 Pont Boutiron244
  - 3.3.6 Palais d'Iéna251
  - 3.3.7 Bourse de Bordeaux259
  - 3.3.8 Barrage de Vezins267
  - 4. Synthèse des indicateurs de durabilité 281
  - 4.1 Mode opératoire281
  - 4.2 Principaux résultats283
  - 4.2.1 Structures ayant moins de 20 ans284
  - 4.2.2 Structures ayant entre 20 et 50 ans287
  - 4.2.3 Structures de plus de 50 ans290
  - 5. Synthèse des témoins de durée de vie 293
  - 5.1 Modes opératoires293
  - 5.2 Principaux résultats293
  - 6. Étude de la carbonatation 303
  - 6.1 Rappel du modèle de carbonatation303
  - 6.2 Prédiction de l'évolution de la profondeur de carbonatation303
  - 6.3 Comparaison des temps d'initiation de la corrosion pour les enrobages théoriques et les enrobages moyens réels307
  - 6.4 Lien avec les indicateurs de durabilité312
  - 6.5 À propos de la puissance utilisée dans la loi de carbonatation315
  - 6.6 Principaux résultats sur la carbonatation317
  - 7. Analyse des chlorures 318
  - 7.1 Rappel du modèle de pénétration des chlorures318
  - 7.2 Détermination de D_app, à partir des profils de chlorures mesurés318
  - 7.3 Comparaison entre D_app et D_rcm319
  - 7.4 Teneur en chlorures en surface321
  - 7.5 À propos du facteur de vieillissement323
  - 7.6 Calcul du temps d'initiation de la corrosion324
  - 7.7 Principaux résultats relatifs aux chlorures327
  - 8. Analyse vis-à-vis du gel 328
  - 9. Conclusions 328
  - Annexes 332
  - A - Indications du guide AFGC 2004 relatif à la durabilité des bétons [AFGC, 2004]332
  - B - Critères adoptés pour les indicateurs de durabilité dans les Recommandations LCPC de 2010 [LCPC, 2010] et le Fascicule 65 de 2017 [Fascicule 65, 2017]334
  - Chapitre 3. Base de données et son exploitation337
  - 1. Résumé 338
  - 2. Introduction 338
  - 3. Présentation de la base de données et de sa représentativité 340
  - 3.1 Présentation de la base de données et de sa représentativité340
  - 3.1.1 Caractéristiques des 42 bétons étudiés340
  - 3.1.2 Groupe de bétons341
  - 3.1.3 Nomenclature des bétons342
  - 3.1.4 Formulation des bétons, fabrication et cure342
  - 3.1.5 Essais réalisés344
  - 3.1.6 Cartographie des propriétés mécaniques et de durabilité345
  - 3.2 Conclusions349
  - 4. Porosité accessible à l'eau, absorption d'eau et résistivité 349
  - 4.1 Modes opératoires349
  - 4.2 Porosité et absorption d'eau349
  - 4.2.1 Impact de la porosité des granulats sur la porosité accessible à l'eau350
  - 4.2.2 Introduction du rapport porosité accessible à l'eau/fraction volumique de pâte351
  - 4.2.3 Lien entre la porosité à l'eau et les autres propriétés de durabilité353
  - 4.3 Lien entre la résistivité et d'autres propriétés de durabilité356
  - 4.3.1 Lien entre résistivité et coefficient de migration des chlorures (D_rcm)356
  - 4.3.2 Lien entre résistivité et carbonatation accélérée359
  - 4.4 Conclusions360
  - 5. Perméabilité aux gaz (CEMBUREAU et Torrent) 360
  - 5.1 Introduction360
  - 5.2 Modes opératoires361
  - 5.2.1 Procédure de type CEMBUREAU361
  - 5.2.2 Procédure de type Torrent361
  - 5.3 Cartographie362
  - 5.4 Lien entre les valeurs de perméabilité aux gaz et l'approche prescriptive364
  - 5.5 Lien entre perméabilité aux gaz et autres propriétés liées à la durabilité365
  - 5.5.1 Porosité365
  - 5.5.2 Carbonatations naturelle et accélérée366
  - 5.5.3 Perméabilité à l'air Torrent368
  - 5.6 Conclusions et propositions370
  - 6. Diffusivité de l'oxygène 371
  - 6.1 Introduction - Mode opératoire371
  - 6.2 Cartographie371
  - 6.3 Lien entre les valeurs de diffusivité de l'oxygène et les exigences prescriptives374
  - 6.4 Lien entre les valeurs de diffusivité de l'oxygène et d'autres propriétés de durabilité376
  - 6.4.1 Diffusivité de l'oxygène (90j de cure humide) en fonction du coefficient de diffusion des ions chlorure (28j de cure humide)377
  - 6.4.2 Diffusivité de l'oxygène en fonction de la vitesse de carbonatation [Boumaaza, 2020]378
  - 6.5 Conclusions et propositions382
  - 6.6 Compléments382
  - 6.6.1 Mode opératoire382
  - 6.6.2 Lien entre les valeurs de diffusivité de l'oxygène et l'approche prescriptive386
  - 7. Résistance à la carbonatation 390
  - 7.1 Introduction390
  - 7.2 Mode opératoire391
  - 7.3 Détermination de la vitesse de carbonatation391
  - 7.3.1 Différentes méthodes de détermination par régression linéaire391
  - 7.3.2 Coefficient de détermination393
  - 7.3.3 Corrélation entre la vitesse de carbonatation accélérée et la vitesse de carbonatation naturelle393
  - 7.3.4 Choix d'une méthode de détermination de la vitesse de carbonatation394
  - 7.4 Cartographie395
  - 7.4.1 Principales données395
  - 7.4.2 Éléments de compréhension397
  - 7.4.3 Corrélations entre la vitesse de carbonatation accélérée et les paramètres de composition du béton398
  - 7.4.4 Corrélations entre la vitesse de carbonatation accélérée et les propriétés du béton402
  - 7.4.5 Corrélations entre carbonatation naturelle et paramètres de composition ou propriétés des bétons407
  - 7.5 Corrélation entre vitesse de carbonatation naturelle et vitesse de carbonatation accélérée410
  - 7.6 Vitesse de carbonatation et approche prescriptive411
  - 7.6.1 Fascicule n°65 du CCTG (cahier de clauses techniques générales des marchés publics) - durée de service de 100 ans411
  - 7.6.2 NF EN 206/CN (durée de service de 50 ans)413
  - 7.7 Conclusions et propositions414
  - 8. Migration des ions chlorure 415
  - 8.1 Mode opératoire415
  - 8.2 Cartographie415
  - 8.3 Facteur de vieillissement418
  - 8.4 Positionnement des valeurs de coefficient de migration des ions chlorure dans le cadre de l'approche prescriptive420
  - 8.5 Relation entre les valeurs de coefficient de migration des ions chlorure et la résistivité électrique424
  - 8.6 Conclusions et propositions426
  - 9. Étude de la variabilité 426
  - 9.1 Introduction426
  - 9.2 Étude paramétrique en laboratoire427
  - 9.3 Étude de variabilité temporelle429
  - 9.4 Proposition/méthodologie pour déterminer la variabilité des propriétés de durabilité430
  - 9.5 Étude de variabilité in situ438
  - 9.5.1 Caractéristiques des voiles d'essai438
  - 9.5.2 Étude de variabilité spatiale440
  - 9.5.3 Étude de l'influence de la cure442
  - 9.6 Variabilité temporelle/variabilité in situ444
  - 9.7 Étude de l'influence de la cure - Études complémentaires447
  - 9.7.1 Introduction447
  - 9.7.2 Perméabilité aux gaz448
  - 9.7.3 Migration des ions chlorure449
  - 9.8 Synthèse450
  - 10. Éléments pour la mise en ouvre de l'approche performantielle 455
  - 10.1 Introduction455
  - 10.2 Méthodologie de la définition des valeurs seuils des propriétés de durabilité considérées dans l'approche performantielle au niveau national455
  - 10.2.1 Contexte455
  - 10.2.2 Définition des bétons pour chaque classe d'exposition456
  - 10.2.3 Méthodologie pour la définition de la valeur seuil moyenne459
  - 10.2.4 Méthodologie pour la définition de la valeur seuil caractéristique460
  - 10.2.5 Critères de performance pour les propriétés de durabilité461
  - 10.3 Présentation des ERC (Exposure Resistance Classes - Classes de résistance à l'exposition)462
  - 10.3.1 Concept des ERC462
  - 10.3.2 Avantages généraux463
  - 10.3.3 Contribution du PN PerfDuB au concept ERC464
  - 11. Conclusion 465
  - Annexes 467
  - A - Composition des 42 bétons (section 3)467
  - B - Données supplémentaires sur l'étude de variabilité (section 9)478
  - Chapitre 4. Définition de seuils de performance en fonction des classes d'exposition503
  - 1. Introduction 504
  - 2. Apports de la modélisation pour les classes d'exposition XC, XD et XS 504
  - 2.1 Introduction504
  - 2.2 Classes d'exposition XC505
  - 2.2.1 Modélisation du temps d'initiation505
  - 2.2.2 Modélisation du temps de propagation508
  - 2.2.3 Proposition de seuils de performance510
  - 2.3 Classes d'exposition XS et XD511
  - 2.3.1 Préambule511
  - 2.3.2 Modélisation du temps d'initiation511
  - 2.3.3 Modélisation du temps de propagation516
  - 2.3.4 Proposition de seuils de performance518
  - 2.4 Confrontation des seuils proposés aux valeurs d'enrobage selon l'approche européenne des classes ERC520
  - 3. Définition des seuils de performance pour les classes XC, XS et XD 520
  - 3.1 Introduction520
  - 3.2 Seuils de performance pour les classes XC521
  - 3.3 Seuils de performance pour les classes XS522
  - 3.4 Seuils de performance pour les classes XD524
  - Annexes 527
  - A - Principes des modèles issus des travaux sur les « ERC »527
  - B - Seuils de performance pour minoration d'une classe structurale550
  - C - Seuils de performance pour minoration de deux classes structurales555
  - Conclusion561
  - Liste des rapports d'études du PN PerfDuB562
Origine de la notice:
- Abes ;
- Electre