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INNOVATION EN CONSTRUCTION Volume 12, Numéro 3, sept. 2007

Infrastructures urbaines

Des chercheurs ont complété une évaluation sur dix ans de systèmes inhibiteurs de corrosion sur des parapets de pont en béton

En Amérique du Nord, les coûts nécessités par la réhabilitation et le remplacement des ponts en béton se chiffrent en milliards de dollars. La détérioration prématurée de ces structures est due principalement à la corrosion de l'armature en acier par les chlorures provenant des sels de déglaçage épandus sur les routes (voir Innovation en construction, septembre 2002). La plupart des solutions conceptuelles utilisées pour ralentir la pénétration des chlorures et réduire le taux de corrosion de l'armature font habituellement appel à la prescription d'un mélange de béton approprié, à l'enrobage adéquat des barres d'armature, à l'utilisation d'enduits protecteurs pour l'armature, et/ou de scellants pour étanchéifier la surface du béton.

Parmi les nombreuses techniques de protection disponibles, les systèmes inhibiteurs de corrosion possèdent un avantageux rapport coût-efficacité. Cependant, les mécanismes par lesquels ces systèmes protègent l'acier d'armature sont souvent complexes. Certains inhibiteurs retardent la corrosion en réduisant le taux des réactions qui provoquent la corrosion, d'autres en réduisant la perméabilité du béton aux ions chlorure. Il existe toutefois peu d'information sur la performance à long terme des structures de béton utilisant ces inhibiteurs de corrosion.

Carottes prélevées sur un parapet de pont en béton pour analyse en laboratoire

Des chercheurs de l'IRC-CNRC ont récemment complété une évaluation sur dix ans de la performance in situ de parapets de pont en béton utilisant des systèmes inhibiteurs de corrosion commerciaux. Ces parapets, qui retiennent les véhicules sur la chaussée du pont en cas de collision, ont été fabriqués avec du béton à faible perméabilité et des armatures en acier ordinaire.

Les systèmes inhibiteurs de corrosion étudiés (dont neuf de ces systèmes et une section témoin) comprenaient différents adjuvants pour béton, revêtements d'armature, et/ou produits de scellement de surface pour béton (voir encadré). Les chercheurs ont procédé à des évaluations annuelles de la corrosion de (1) l'armature principale du parapet, protégée par un enrobage de béton de 75 mm d'épaisseur, et (2) de barres spéciales d'armature noyées à des profondeurs allant de 13 mm à 50 mm dans chaque parapet de béton pour permettre l'évaluation accélérée de la corrosion.

Dans le cas de l'armature principale protégée par un enrobage de 75 mm de béton, l'évaluation a révélé que le risque de corrosion par les chlorures dans toutes les sections d'essai, y compris la section témoin qui ne comportait aucune protection anticorrosion particulière, était plutôt faible après dix années de vie en service. Dans toutes les sections à l'étude, la teneur totale en chlorure mesurée dans le béton après 10 ans à des profondeurs de 75 mm est demeurée sous la valeur critique.

Les résultats illustrent clairement l'importance d'utiliser un béton à faible perméabilité et d'assurer un épais enrobage de l'armature afin de fournir une première ligne de défense contre la corrosion dans les structures en béton exposées à des conditions hostiles. Les inhibiteurs de corrosion fournissent une deuxième ligne de défense dans l'éventualité où la couche protectrice de béton faillit à la tâche en raison de l'apparition de fissures, ou lorsque l'on a atteint le seuil critique de contamination de l'acier d'armature par les chlorures.

Brève description des systèmes inhibiteurs de corrosion étudiés

L'évaluation des barres spéciales d'armature noyées à de faibles profondeurs dans le béton a révélé que le système utilisant un adjuvant pour béton à base minérale offrait, de manière constante, la meilleure performance parmi les systèmes évalués puisque la détérioration du béton constatée était minime (seulement de petites fissures). Les sections d'essai où l'on avait utilisé des adjuvants à base organique offraient aussi une bonne performance. La section utilisant l'acier d'armature avec revêtement époxyde a bien performé la première année, mais sa performance a par la suite diminué en raison de la corrosion de l'armature aux endroits où le revêtement fragile avait été endommagé. La section protégée par un scellant pour béton a aussi très bien performé, particulièrement durant les premières années où la quantité de chlorures qui a pénétré le béton était nettement plus faible que pour les autres systèmes.

En conclusion, la meilleure défense contre la corrosion des parapets de pont serait un système qui combine (par ordre d'importance) un béton à faible perméabilité avec enrobage de béton de 75 mm d'épaisseur, un adjuvant anticorrosion, et un scellant de surface pour béton.

Partenaires du projet

Ministère des transports du Québec
Municipalité régionale de Peel
Axim-Italcementi Group
Caruba Holdings
Euclid Admixture Canada
Cortec Corporation
Israel Richler Trading
Master Builders Technologies
Sika Canada
W.R. Grace & Co.
PARI-CNRC.

Pour toute question relative à ce projet, veuillez vous adresser à M. Daniel Cusson, Ph.D. : T 613-998-7361, F 613-952-8102, courriel : Daniel.Cusson@nrc-cnrc.gc.ca.