V.6 - TRAITEMENTS ELECTROCHIMIQUES
V.6.1 - Traitements électrochimiques de
ré-alcalinisation et
D'extraction des chlorures
V.6.1.1 - Principe
Le principe de ces traitements consiste à polariser
l'armature la plus proche du parement, à l'aide d'une anode
placée sur ce parement et enrobée d'une pâte saturée
d'un liquide convenablement choisi (électrolyte). Le courant de
polarisation circule de l'anode vers l'armature (cathode). Les armatures plus
profondes doivent être reliées électriquement à
celle qui est directement polarisée.
Ces traitements électrochimiques sont dits temporaires
parce qu'ils durent généralement entre une et six semaines.
Deux techniques de traitements temporaires sont
distinguées :
- une technique pour laquelle un générateur
électrique (technique du courant imposé) est placé entre
l'anode et l'armature ;
- une technique pour laquelle l'anode en alliage
judicieusement choisi est directement relié à l'armature (courant
galvanique).
Leur objectif est de redonner au béton d'enrobage, sa
capacité à protéger les armatures. Il s'agit soit
d'augmenter le PH du béton qui a été carbonaté
(ré-alcanisation), soit d'extraire les ions chlorures qui ont
pénétrés cet enrobage (déchloruration). L'aspect du
béton traité est respecté.
V.6.1.2 - Expertise et travaux avant
application
V.6.1.2.1 - Expertises
Avant de mettre en oeuvre ces traitements, il est
nécessaire d'effectuer un diagnostic complet des désordres (Cf.
chapitre III diagnostic), pour :
- rechercher les causes des désordres ;
- déterminer les susceptibilités
éventuelles à l'alcali-réaction, liée à la
teneur en alcalin (équivalent en Na20) du béton
contenant des granulats réactifs ;
- effectuer l'analyse quantitative des paramètres
permettant de contrôler ensuite l'efficacité du traitement.
V.6.1.2.2 - Travaux avant traitement
Il s'agit de :
- vérifier la continuité électrique des
armatures. Au besoin, relier électriquement (pontages) les armatures
isolées ;
- reconstruire éventuellement les parements en
utilisant un mortier à base de ciment aussi proche que possible du
ciment d'origine, sans passiver les aciers : les traitements de
passivation sont une source d'hétérogénéité
et isolent électriquement les armatures.
V.6.1.3 - Conception
Les expertises préalables permettent de
délimiter les zones à traiter. Les groupes d'armatures qui ne
sont pas reliées électriquement sont considérés
comme étant des zones distinctes.
Les dimensions des anodes et la capacité du
générateur de courant sont définies en fonction des
dimensions des armatures (diamètres, longueurs) et des surfaces à
traiter.
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V.6.1.4 - Procédure d'application
Un traitement s'applique en plusieurs étapes
· Système à courant
imposé
- Projection d'une première couche de pâte
(cellulose ou laine de roche) avec une solution électrolytique
adaptée (carbonate alcalin pour la ré-alcalinisation ou eau de
chaux pour la déchloruration) ;
- mise en place du treillis anodique métallique (acier
ou titane) sur des baguettes isolantes, fixées au parement ;
- connexion des fils d'anode sur le treillis ;
- projection d'une deuxième couche de
pâte ;
- raccordements électriques au générateur
de courant continu ayant une tension réglable de 10 à 48
volts ;
- humidification périodique de la pâte par
l'électrolyte ou par de l'eau ;
- suivi des tensions et courants, prélèvement
d'échantillons de béton en cours de traitement pour analyses
(alcalinité, taux de chlorures) ;
- dépose de l'ensemble de l'installation ;
- rinçage à l'eau basse pression.
· Système à courant
galvanique
- projection ou extrusion d'une couche de pâte
saturée d'électrolyte et déposée sur le
béton ;
- mise en place de l'anode (grille) métallique qui est,
d'une part, fixée sur une baguette qui l'isole du parement béton
et d'autre part, au contact de la pâte ;
- connexion de l'anode au circuit électrique, à
partir de ce moment le traitement est actif ;
- humidification périodique de la pâte avec de
l'eau ;
- suivi des tensions et courants, prélèvement
d'échantillons de béton en cours de traitement pour analyses
(alcalinité, taux de chlorures) ;
- dépose de l'ensemble de l'installation ;
- rinçage à l'eau basse pression.
Dans ce cas, l'électrolyte choisi permet de
réaliser en même temps une déchloruration et une
ré-alcalinisation.
V.6.1.5 - Contrôle de la mise en
oeuvre
Les applicateurs des traitements ont la responsabilité
globale de la mise en oeuvre et du résultat.
V.6.1.6 - Limites d'emploi et domaines
Les procédés de traitements
électrochimiques temporaires s'appliquent aux seuls cas de béton
armé dégradé :
- par carbonatation jusqu'à une profondeur au plus
égale à l'épaisseur d'enrobage ;
- ou par chloruration d'origine externe, limitée entre
le parement et le premier lit d'armature.
Ils ne sont pas adaptés pour les autres pathologies
telles que les attaques sulfatiques, l'alcali-réaction, etc. Dans le cas
d'un béton potentiellement réactif à cette dernière
altération, des essais préalables doivent être
effectués.
V.6.1.7 - Essais de réception
Les résultats des traitements électrochimiques
temporaires s'évaluent quantitativement.
Pour la ré-alcalinisation, l'application d'un
réactif coloré (généralement la
phénophtaléine) permet de déterminer les parties du
béton de pH assez élevé.
Pour la déchloruration, des dosages en chlorures
effectués avant et après traitement, permettent de quantifier le
résultat.
V.6.1.8 - Durée et efficacité du
procédé
· Ré-alcalinisation
Les effets de ré-alcalinisation persistent après
10 ans si l'épaisseur de béton ré-alcalinisé autour
de l'armature est supérieure à 10 mm.
Il est possible d'appliquer après traitement un
revêtement pelliculaire sur la surface du béton.
Figure 10 : Zone où le béton est
ré-alcalinisé après traitement.
La polarisation permet de ré-alcalinisé le
béton qui est au contact de l'armature.
· Déchloruration
Une extraction est efficace si la teneur en chlorure au
voisinage d'une armature est inférieure au seuil habituellement admis
pour éviter la corrosion métallique. Ceci correspond souvent
à un rendement de 80 à 90% pour l'extraction des ions
chlorures.
Figure 11 : Profils de concentration en chlorure
avant et après traitement d'extraction.
Il est recommandé de protéger la surface du
béton pour éviter une nouvelle arrivée de ces ions. Tout
système de protection classique est applicable.
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