Effets des chlorures sur les revêtements et ponts routiers

En ce qui concerne les revêtements hydrocarbonés, des recherches dans différents pays n’ont pas pu mettre en évidence un effet négatif des chlorures sur leur tenue.

Toutefois, il faut tenir compte de phénomènes secondaires inhérents à l’emploi de fondants, c’est à dire principalement le fait que les revêtements subissent une action plus rapide et plus longue de l’eau en phase liquide puisque l’influence retardatrice de la phase solide sous forme de neige ou de glace, est, sinon supprimée, tout au moins atténuée. Certains sels à haut pouvoir hygroscopique favorisent d’autant plus l’effet de l’eau puisque l’humidité est fixée sous forme d’une couche superficielle mince qui remplis les pores microscopiques, tandis que les autres pores sont normalement remplis d’eau libre.

Les revêtements, même anciens, qui sont bien fermés ne subissent guère une influence néfaste de ces eaux de fonte. Les dégâts observés dans la pratique sont dus à une trop grande porosité du revêtement (teneur en vides élevée, de l’ordre de 10%, fissuration, faïençage), ce qui conduit à des phénomènes de désenrobage de l’enrobé et à une attaque des couches de base due à un engorgement de la structure.

Pour obvier aux dégradations, il faut donc réaliser des revêtements hydrocarbonés correctement fermés et ne contenant aucun élément gélif. L’enrobé drainant ne suit pas cette règle. Grâce à sa teneur en vides élevée (de l’ordre de 20 à 25%) l’eau s’oriente facilement à l’intérieur de la couche et est évacuée vers les cotés, contrairement à un enrobé poreux où elle est emprisonnée. Les enrobés drainants posés à grande échelle dans certains pays comme la Belgique et les Pays-Bas ne subissent pas plus de dégâts hivernaux que les enrobés fermés.
Le problème semble donc ne se poser réellement que pour les enrobés semi-fermés ou semi-ouverts.

Dans le cas où les revêtements en béton subissent des dégradations, ces dernières se présentent généralement sous forme d’écaillage. Il en est de même pour la partie inférieure des monuments, bâtiments et autre construction en béton. Les causes sont à rechercher, comme pour les revêtements hydrocarbonés, dans une mauvaise formulation ou exécution.

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Dans quelques pays, afin de protéger les gougeons contre la corrosion, dans des revêtements en dalles de béton, ceux-ci sont enrobés de bitume avant leur pose. Cependant, des résultats de recherche anglais montrent qu’une telle pratique peut augmenter l’adhésion entre les armatures et le béton environnant obstruant les mouvements thermiques au droit des joints. On recommande donc des gaines plastiques. Dans d’autres pays, les armatures sont protégées par une couche époxyde.

Dans un béton armé continu correctement conçu, les fissures sont si minces que le risque d’infiltration des eaux salées jusqu’aux armatures devrait être minime. Si, par contre, il existe de larges fissures dans un tel revêtement (à cause d’un défaut d’exécution ou d’une mauvaise qualité ou taux d’armature), les sels peuvent pénétrer et attaquer l’acier. Un entretien soigné et à temps des fissures s’impose dans ces cas exceptionnels.

L’emploi des sels développe le danger de la corrosion des armatures et des câbles de précontrainte, et de désintégration dans les ponts en béton armé ou précontraint.

Le tableau ci-joint donne les informations sur les dégradations les plus courantes et leurs causes, avec indication des fréquences d’apparition et des relations causes/défauts. On y constate que la première cause de dégradation des ponts en béton est la contamination par les chlorures (sels de déneigement, embruns et eau de mer) qui attaquent aussi bien le béton que l’acier.

La corrosion des armatures de béton armé constitue le défaut le plus fréquent des structures en béton. Elle engendre une réduction de section avec augmentation des contraintes, mais également un écaillage du béton et une nouvelle altération de la protection.

Les dégradations résultant des fondants classiques (NaCl, CaCl₂) peut provenir principalement :

- soit d’une cause purement chimique par suite de l’action éventuelle :
- des sulfates présents, souvent en plus ou moins grandes quantités, dans les sels, sur l’aluminate tricalcique pouvant conduire à des formations d’ettringite expansive qui provoque la dégradation des couches superficielles ;
- des chlorures, tout particulièrement de magnésium et de calcium, sur l’hydroxyde de calcium du béton, augmentant la porosité ou créant des chlorohydroxydes hydratés généralement gonflants ;
- de la pénétration des chlorures dans le béton avec la corrosion conséquente des armatures ;

- soit d’une cause purement physique par suite de choc thermique provoqué par la baisse de température, relativement importante, se produisant en surface du revêtement lors de son contact avec les sels de déneigement

- soit encore, de l’action conjuguée des deux phénomènes précédents.

La présence d’air occlus dans le béton permet de pallier les désordres liés aux chocs thermiques, mais l’attaque de l’acier et du ciment ne peut être évitée qu’avec une compacité optimale du béton, une parfaite étanchéité, faisant appel à une étanchéité additionnelle à celle prévue habituellement, ainsi qu’un drainage satisfaisant de l’ouvrage.

Pour en savoir plus :

L’exploitation hivernale des ouvrages d’art

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