II -3) Les dégradations dues à l'eau de
mer :
La présentation des dégradations des
bétons dues aux attaques des sulfates et des acides dans les paragraphes
(II-1 et II -2), nous aide à comprendre les attaques
marines car l'eau de mer contient une grande proportion d'acide et du sulfate,
ainsi que d'autres composants tels que les chlorures.
II -3-1) Introduction :
L'eau de mer est intrinsèquement un milieu
modérément agressif chimiquement. Toutefois, dans les zones de
marnage et d'aspersion, soumises aux cycles d'humidification/ séchage
ainsi qu'aux effets mécaniques des vagues, le milieu doit être
considéré comme fortement agressif. [10]
L'eau de mer est constituée de sels chargés
en ions chlorures de composés sulfatiques contenant les ions sulfates
(SO4 2-), etc. Ces ions sont nocifs au béton
lorsqu'ils pénètrent en son sein.
La grande particularité de l'eau de mer est que les
proportions relatives de ses constituants sont sensiblement constantes
(c'est-à-dire indépendante de la salinité (teneur en sels
dissous)).
La salinité moyenne de l'eau de mer est 35g/l. Le
pH de l'eau de mer est proche de 8,2. Les gaz dissous comprennent
principalement : 64% d'azotes, 34% d'oxygène ; 1,8% de dioxyde
de carbone (soit 60 fois la proportion de ce gaz dans l'atmosphère
terrestre). [12]
 
Figure II -14: Quelques
photos d'ouvrage en BA dégradés par l'eau de mer.
[12]
II -3-2) Définition de l'attaque marine :
Les environnements maritimes sont parmi les milieux
naturels les plus agressifs vis-à-vis des matériaux à
matrice cimentaire. En terme de composition chimique, par exemple, la
présence d'ions étrangers à la solution interstitielle,
tels que les ions chlore ou magnésium peut conduire à la
formation de précipités, la dissolution ou la modification de la
structure de certaines phases, au sein de la matrice cimentaire. A
l'échelle de structures en béton armé, des risques de
corrosion des armatures sont à considérer, à la suite de
la pénétration d'ions chlore ou d'un abaissement du pH de la
solution interstitielle.
A ces agressions d'origines chimiques, l'eau de mer est
source, pour un matériau cimentaire, d'agressions physiques et
mécaniques. La houle et les vagues sont des sollicitations
mécaniques qui peuvent abraser la surface de la structure en
béton. L'alternance des marées provoque, dans la zone de marnage,
des cycles de mouillage/séchage. Des organismes tels que les algues
peuvent se fixer et altérer la surface du matériau.
Dans la zone immergée, le matériau
béton est constamment saturé. L'agression chimique due à
l'eau de mer y est prépondérante. Cette zone se
caractérise par une évolution importante de la microstructure de
la pâte de ciment. En particulier, il se forme à la surface du
matériau des couches de carbonates de calcium (calcite et aragonite) et
d'hydroxyde de magnésium, qui ont tendance à
imperméabiliser la paroi. Plus en profondeur, sur une épaisseur
plus ou moins importante le matériau subit une attaque
sulfatique.
Dans la zone de marnage, puisque le matériau est
partiellement soumis à l'eau de mer, les couches protectrices de
carbonate de calcium et d'hydroxyde de magnésium ont une
épaisseur plus faible. Le matériau est soumis à une
agression mécanique provoquée par les vagues, et par des cycles
de mouillage/séchage, ce qui se traduit par l'apparition de fissures et
par une abrasion de la surface.
Lorsque les ions chlore atteignent les armatures de
béton armé, il y a un risque de corrosion de ces armatures et par
conséquent de fissuration du béton.
En partie totalement émergée, le
matériau est soumis aux embruns et par conséquent à une
alternance de cycles de séchage/humidification, initiant la corrosion
des armatures en béton armé qui induisent une fissuration du
matériau. [5]
Les diférentes zones et les processus d'attaque du
béton par l'eau de mer, sont illustrées dans la figure
II -15.
Figure II -15 :
représentation schématique des
différents processus d'attaque
du béton par l'eau de mer, d'après Mehta.
Les ions chlorures constituent un facteur important de
risque pour le béton armé : ils pénètrent, en
effet, dans le béton et peuvent provoquer la corrosion des armatures.
Ces chlorures, d'origine externe, sont présents dans les ouvrages en
environnement marin ou lorsque des sels de déverglaçage sont
utilisées. Les conditions d'exposition de la structure sont des
éléments prépondérants dans le mécanisme de
dégradation. Suivant le type d'exposition, différents
mécanismes de transports des ions chlorures sont
considérés. En environnement marin par exemple (figure
II -15), on distingue les zones submergées, pour lesquelles le
béton est saturé ce qui conduit a un transport des chlorures
uniquement par diffusion, de celles où le transport se fait par
diffusion et convection lorsque le béton n'est que partiellement
saturée (zone de marnage par exemple). [20]
Figure II -16:
Conditions d'exposition en environnement marin.
[20]
| 
