Projet en Durabilité Et Pathologies Des Structures-Natiji Charaf Eddine [PDF]

Zitiervorschau

RAPPORT DU PROJET DE LA DURABILITE DES MATERIAUX ET REHABILITATION DES STRUCTURES

REALISE PAR : • NATIJI CHARAF EDDINE

ENCADRE PAR : • MR. AALIL ISSAM

ANNEE UNIVERSITAIRE : 2021 – 2022

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Introduction : Les structures et matériaux sont des œuvres qui peuvent vieillir dans la majorité des cas. Le vieillissement peut engendrer une détérioration du bâti, voire de gros dégâts. Il faut donc, dans un premier temps, réaliser un diagnostic de pathologie des matériaux. Celui-ci indiquera l’adéquation en usage des matériaux avec pour objectif l'analyse des pathologies des matériaux. Qu'il soit en bois ou en pierre, que ce soit une construction métallique, en béton ou bien une maçonnerie, il est nécessaire d’analyser le vieillissement de l’ouvrage. Le diagnostic de pathologie des matériaux indique les possibles fissurations, corrosion, fléchissement, etc. qui impactent les structures. Ne pas effectuer un diagnostic de pathologie des matériaux peut être désastreux. En effet, les locaux industriels et commerciaux en particulier méritent une sécurité optimale. Que cela concerne la détérioration des matériaux ou bien simplement une évaluation du système structurel du bâtiment, le diagnostic de pathologie des matériaux est essentiel pour éviter tout accident potentiel.

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1. Enoncé du projet

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2. Partie 1 1. Commenter les dommages présents sur les 2 photos D’après l’observation des 2 photos, on peut dire que les dommages des murs peuvent être due aux : •

Les fissures du béton liées au retrait thermique : elles sont causées par la réaction qui a lieu par le contact entre le ciment et l’eau. C’est une réaction exothermique, et de ce fait, elle s’accompagne de chaleur. Celle-ci peut conduire à la contraction du béton et engendrer des fissurations.

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Les fissures du béton liées au retrait de plastique : le retrait de plastique se veut lors de l’évaporation de l’eau de la partie apparente du béton. Lors du durcissement de celuici, le retrait des plastiques est empêché par les différents éléments, entraînant ainsi sa fissure.

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Influence de la carbonatation et des gradients de teneur en eau : Le dioxyde de carbone CO2 contenu dans l’air pénètre dans le béton par la porosité ou par les fissures. Il réagit avec l’hydroxyde de calcium Ca(OH)2 pour former des carbonates de calcium CaCO3. C’est la carbonatation du béton qui provoque la diminution de la valeur du pH de la solution des pores d’environ 13 à 9. Quand toute l’épaisseur d’enrobage est carbonatée, cette baisse de pH entraîne la dépassivation des armatures, la destruction de l’enrobage du béton armé par gonflement des armatures corrodées, et l’initiation d’une corrosion généralisée des armatures.

•

Les dégradations par les attaques de gel/dégel en l’absence ou en présence de sels de déverglaçage affectent non seulement l’apparence, mais également la durabilité du béton d’enrobage. Les dégâts de gel/dégel en l’absence ou en présence de sels de déverglaçage peuvent mener à d’autres dégradations ultérieures, comme p. ex. la corrosion de l’armature, une abrasion et une érosion accrue de la surface du béton

2. Calculer l’indice sclérométrique moyen pour chaque emplacement Ei puis déterminer la résistance à la compression correspondante

Réf

Poutres

Poteaux

Voile

E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9

Mesures sclérométrique 34 35 33 32 30 35 26 30 35

32 30 32 30 29 31 28 32 30

36 33 36 33 32 34 28 26 33

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L’indice sclérométrique moyen

La résistance à la compression (Mpa)

34,00 32,67 33,67 31,67 30,33 33,33 27,33 29,33 32,67

27 23 24,5 22 21 24 17 19,5 23

3. Déterminer la vitesse ultrasonore du béton des poutres et celui du voile et commenter sur la qualité des 2 bétons L’objectif de la technique est de mesurer le temps de propagation des ondes ultrasonores dans le béton. La vitesse ultrasonore est déduite par l’écartement considéré entre deux transducteurs piézoélectriques. La vitesse ultrasonore, notée V en m/s, est calculée pour chaque mesure par la relation : 𝑉=

𝐿 𝑇

Avec L est la distance considérée entre émetteur et récepteur (ex. épaisseur d’éprouvettes ou distance E-R dans le cas d’une configuration indirecte). Distance emetteurrecepteur (cm) poutre

voile

•

30 31 31 20 56 86 100

mesures ultrasonores t (µs) 56,2 56,8 58,1 50 110 199 210

59,3 56,5 60,7 49 115 203 208

57,2 59,5 59,3 48 120 198 210

mesures ultrasonores t Vitesse Vitesse ultrasonore moyen (µs) ultrasonore (m/s) moyenne (m/s) 57,57 5211,35 5271,69304 57,60 5381,94 59,37 5221,79 49,00 4081,63 115,00 4869,57 4507,066984 200,00 4300,00 209,33 4777,07

Puisque la vitesse ultrasonore moyenne dans la poutre est supérieure à celle du voile, alors on peut conclure que la qualité du béton de la poutre est meilleure que celle du voile

4. Comment la profondeur du béton carbonaté a été déterminée en utilisant la phénolphtaléine ? La mesure de la profondeur de carbonatation du béton s’effectue en laboratoire sur les cassures fraîches des carottes prélevées sur l’ouvrage (fendage suivant une génératrice). Immédiatement après fendage, pour éviter la carbonatation de surface, on pulvérise une faible quantité d’eau distillée ou déminéralisée sur la tranche pour l’humidifier. Puis après absorption de l’eau par le béton on pulvérise l’indicateur coloré de pH (de préférence la phénolphtaléine, mais on peut aussi utiliser la thymolphtalèine). Mesure de la zone décolorée où le pH passe de 13 (initialement) à environ 9 (avec la phénolphtaléine) ou environ 10 (avec la thymolphtaléine). De manière plus précise, la phénolphtaléine est incolore pour un pH inférieur à 8,2 et rose soutenu pour un pH supérieur à 9,9, et la thymolphtaléine est incolore pour un pH inférieur à 9,3 et bleu pour un pH supérieur à 10,5. Pour la mesure : − Le fendage libérant les deux faces, il peut être intéressant d’utiliser deux indicateurs colorés différents, l’un à base de phénolphtaléine (virage pH~9), l’autre à base de thymolphtalèine (virage pH~10).

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5.

Interpréter les résultats de la carbonatation

D’après l’étude comparative des résultats d’évaluation de la qualité du béton des trois composantes (poutres, voiles et poteaux) étudiés dans ce travail, on a constaté que le béton des poteaux et du voile est fortement carbonaté sur une profondeur de l’ordre de 2 à 3 cm par rapport à la surface extérieure des éléments testés, par contre la profondeur de carbonatation ne dépasse pas les 1 cm pour les éléments auscultés des poutres. La forte carbonatation du béton des poteaux et du voile impacte négativement leurs capacités de résistance à la compression, ils sont inferieure à la valeur exigée par la norme (25 MPa). 6. A quels moments le front de carbonatation atteindra les armatures au niveau de différents emplacements ? Les armatures des éléments structuraux n’ont pas perdu leurs caractéristiques mécaniques, car la carbonatation ne dépasse pas encore l’enrobage minimal des composants. •

Les poutres :

Le front de carbonatation atteindra les armatures lorsque la profondeur dépasse l’enrobage minimal des poutres (≈5 cm). •

Les poteaux :

Le front de carbonatation atteindra les armatures lorsque la profondeur dépasse l’enrobage minimal des poteaux (≈4,1 cm). •

Voile :

Le front de carbonatation atteindra les armatures lorsque la profondeur dépasse l’enrobage minimal des poteaux (≈5,4 cm). 7. Interpréter les résultats de la résistivité électrique D’après la comparaison des résultats de la résistivité électrique dans les 3 éléments porteurs (poutres, voiles et poteaux), on constate que la résistivité électrique mesuré dans les poutres et plus petite par apport aux poteux et le voile, cela peut être du au fort carbonatation auxquelles ces éléments sont exposés. On peut conclure que la carbonatation conduit à une diminution de la porosité du béton et une diminution du pH de la solution interstitielle. Le réseau poreux est le chemin principal de la conduction électrolytique du courant. Par conséquent, ce phénomène provoque l’augmentation de la résistivité apparente du béton.

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8. Conclure sur les causes des dommages observés tout en indiquant des mesures complémentaires si nécessaire •

La cause principale des dommages observés est : la carbonatation du béton

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Les mesures complémentaires :

➢ Prévenir l'apparition du phénomène de carbonatation : La carbonatation apparaît au cours des différentes phases de la prise du ciment : le plus souvent dans les 2 ou 3 jours qui suivent l’application, mais aussi entre le 7e et 10e jour. Essayez ainsi de protéger l’enduit des conditions atmosphériques pendant toute cette période. Evitez donc d'appliquer les enduits par : - une température inférieure à 8 °C, en particulier pour les teintes soutenues, - une humidité importante, - une hygrométrie élevée. ➢ Traiter l'apparition de carbonatation : Attendez si possible des conditions climatiques plus favorables avant de remédier par l'une ou l'autre de ces solutions : - solution 1 : éliminez les traces de carbonate par un lavage à l’eau acidulée suivi d’un rinçage à l’eau ; traitez par panneau complet car le traitement ponctuel des plages carbonatées risque d’altérer la couleur en dégarnissant les agrégats. - solution 2 : procédez à un revêtement complet à l'aide d'une peinture compatible avec les supports extérieurs en ciment (peinture-ciment) et d'un un enduit plastique ; vous assurez ainsi à l’enduit un aspect homogène et une teinte uniforme. - solution 3 : appliquez une “passe” supplémentaire d’enduit : en vérifiant le support, et en limitant l’épaisseur totale à 20 mm. ➢ Remédiez à la carbonatation : Lavez à l'eau acidulez, ou mettez en peinture par façade complète, ou appliquez “passe” supplémentaire d’enduit. 9. Proposer des mesures correctives et préventives pour augmenter la durée de vie des éléments structuraux étudiés Afin d’assurer une durée adéquate de la structure, il convient de prendre en compte les facteurs suivants : ▪ l’utilisation prévue ou prévisible de la structure; ▪ les critères de dimensionnement requis ; ▪ les influences escomptées de l’environnement ; ▪ la composition, les propriétés et les performances des matériaux et des produits ; 8

▪ les propriétés du sol ; ▪ le choix du système structural ; ▪ la forme des éléments structuraux et les dispositions constructives ; ▪ la qualité de mise en œuvre et le niveau de contrôle ; ▪ les mesures de protection spécifiques ; ▪ la maintenance escomptée pendant la durée d’utilisation de projet.

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