III.4.1.2 - Estimation des surfaces corrodées et
évaluation des risques de corrosion : mesures de potentiel
Parmi les méthodes électrochimiques pouvant
être appliquées à la détection du risque de
corrosion des armatures, dans le béton, les mesures de potentiel sont
les plus utilisées et les plus connues, du fait de leur
simplicité et de leur caractère non destructif. Cette
méthode permet une évaluation des risques de dépassivation
des armatures.
Dès le contact de l'armature avec le béton, il
s'établit à l'interface acier-béton, une différence
de potentiel dépendant à la fois des réactions dites
anodiques (Oxydations : transformation du métal en oxydes) et des
réactions dites cathodiques (réduction de l'oxygène). Ce
potentiel est complexe et sa valeur dépend de l'état de corrosion
des aciers). Le potentiel tend vers des valeurs négatives dès
qu'il y a amorce de corrosion), mais aussi de la teneur en eau du béton,
de la teneur en éléments agressifs, de la profondeur de
carbonatations de la compacité du béton, etc. Il ne
peut-être relié à ces facteurs par aucune loi, ni aucune
formule mathématique, et la valeur absolue de ce potentiel n'aura donc
que peu de signification.
Néanmoins, les mesures effectuées sur des
surfaces représentatives permettent d'établir une cartographie
des probabilités de corrosion et de localiser les zones à risque
au maximum.
Le graphique de l'évolution du potentiel
électrochimique de la figure8 ci-dessous est celui d'un mur de 18m du
bassin d'une piscine. Il illustre la corrosion des armatures dans ce mur.
Figure 7 : Corrosion des armatures dans un
mur de 18m du bassin d'une piscine
Les mesures de potentiel sont utilisées en phase
diagnostic (elles permettent la localisation des prélèvements ou
de tests complémentaires), mais également pendant les
opérations de réparation (localisation de zones à
réparer). En surveillance continue, elles permettent également la
détection d'un phénomène, bien avant qu'un désordre
ne soit visible en surface, et ainsi de mieux planifier les réparations
(mesures préventives). Elles ne permettent pas la détermination
de la position des armatures (on utilisera pour cela des méthodes
magnétiques ou de réflectométrie radar), ni leur vitesse
de corrosion (perte d'épaisseur).
Elles ne s'appliquent pas :
- Aux éléments enterrés ou
immergés, à moins d'adapter la méthodologie à ces
cas particuliers (par exemple, mettre hors sol, par affouillement,
l'élément de structure, le temps de la dépolarisation
pouvant demander plusieurs jours) ;
- Au béton revêtu d'un produit
électriquement isolant ; celui-ci devra être retiré au
droit des points de mesure ;
- Aux armatures actives du béton précontraint,
car la présence de la gaine en matière plastique ou
métallique ne permet pas de récupérer le signal
correspondant aux câbles. Dans le cas des fils adhérents par
contre, la méthode est applicable.
La méthode nécessite la mise à nu d'une
armature, sa connexion à une borne d'un millivoltmètre à
haute impédance dont l'autre borne est reliée à une
électrode de référence place sur le parement.
La jonction entre le béton et l'électrode doit
être humide, et si ce n'est pas le cas, cette humidité doit
être assurée (pulvérisation d'eau légèrement
alcaline, coton imbibé, etc.). L'électrode de
référence est une électrode dont le potentiel est
constant, et défini par une suite d'équilibres
électrochimiques.
Le tracé des cartographies, et l'étude des
gradients de potentiel associés au développement des
méthodes informatiques (stockage des données) permettent
maintenant des interprétations plus fiables et plus précoces, et
ont conduit au développement de ce type de mesure. Le matériel
peut comprendre une ou plusieurs électrodes, ou des roues
électrodes.
N.B : il existe pas encore de
norme sur la méthodologie de mesure mais il y a une recommandation
RILEM.
III.4.1.3 - Estimation de la vitesse de
corrosion
Une autre méthode
électrochimique permet d'estimer la vitesse de corrosion
instantanée des armatures en une zone donnée.
Cette méthode est basée sur la
linéarité des courbes intensité/potentiel au voisinage du
potentiel libre. La pente de la droite  exprime la résistance de polarisation Rp, qui est reliée
au courant de corrosion par Icorr =  ou B est une constante et A la surface concernée par la
polarisation. Malgré plusieurs restrictions d'origine théorique,
en mesurant Rp périodiquement, il est possible de contrôler
l'évolution du processus de corrosion, d'identifier les zones à
forte activité corrosive, et de prédire une durée de vie
résiduelle pour la structure considérée.
Les appareils permettant ce type de mesure possèdent
leur propre système d'étalonnage.
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