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Ouvrage d’art : les anodes galvaniques pour traiter la corrosion des armatures

Ponts, viaducs, tunnels, murs de soutènement … Bien que très différents les uns des autres, tous les ouvrages d’art ont un point commun : ils vieillissent. La corrosion causée par les chlorures et la carbonatation peuvent engendrer des désordres importants. Des méthodes de réhabilitation de plus en plus sophistiquées existent.

LES ANODES GALVANIQUES POUR LE TRAITEMENT ANTI CORROSION DES ARMATURES DES OUVRAGES D'ART 

 

Ponts, viaducs, tunnels, murs de soutènement … Bien que très différents les uns des autres, tous les ouvrages d’art ont un point commun : ils vieillissent. La corrosion causée par les chlorures et la carbonatation peuvent engendrer des désordres importants : l’éclatement du béton d’enrobage, voire des fissurations de la structure et à terme la réduction de la capacité portante. Des méthodes de réhabilitation de plus en plus sophistiquées existent.

Zoom sur la protection cathodique par anodes galvaniques avec Nicolas Chaignon, Chef de marché gros œuvre chez Parexlanko.

La corrosion des armatures fait-elle partie des pathologies courantes des ouvrages d’art ?

Nicolas Chaignon : « Dans un ouvrage d’art, les armatures passivées sont naturellement protégées dans le béton. Au fil du temps, les entreprises intervenant en génie civil doivent faire face à la corrosion des armatures.

La carbonatation du béton d’enrobage (CO2 provenant de la pollution et des agressions extérieures) et la pénétration des ions chlorures (provenant du bord de mer ou des sels de déverglaçage) peuvent dégrader le bâtiment et mener à un phénomène de corrosion des aciers.

Dans le cadre du vieillissement des ouvrages d’art, si la corrosion des armatures a des causes naturelles, elle peut avoir des causes structurelles : la qualité du béton, l’utilisation de matériaux inappropriés voire des erreurs de conception ou de construction (enrobage des armatures, qualité du revêtement, etc.) ».

 

Qu'est-ce que la carbonatation du béton et comment la traiter ?

Nicolas Chaignon : « La carbonatation est la cause principale de vieillissement du béton d'enrobage. On appelle carbonatation la réaction chimique entre le gaz carbonique CO2 contenu dans l’air et l’hydroxyde de calcium Ca(OH)2 contenu dans le béton. Si ce phénomène naturel n’est pas nocif pour le béton (elle agit à la manière d’une protection naturelle contre la pénétration des gaz et des liquides), cette même carbonatation peut être, en revanche, à l’origine d’importants dommages sur les structures en béton armé.

En effet, la carbonatation entraîne la diminution de l’alcalinité de la solution interstitielle du béton, faisant passer le pH du béton de 13 à une valeur proche de 9. Conséquences directes : les aciers ne sont plus protégés et le phénomène de corrosion commence. Une réaction électrochimique démarre entre la zone avec le pH le plus faible (l’anode) et la zone protégée (la cathode).

L’oxydation de l’anode entraîne la corrosion de l’acier. La rouille qui se forme occupe un volume 8 fois plus important, déclenchant une fissuration du béton, voire un éclatement du béton d’enrobage et, à terme, une perte de section des armatures et la réduction de la capacité portante ».

 

Quelles sont les solutions pour prévenir le phénomène de carbonatation du béton ?

Nicolas Chaignon : « Pour prévenir la carbonatation du béton et assurer le bon vieillissement des ouvrages d’art, il est indispensable de réparer, mais aussi de prévenir et maîtriser la corrosion active. Il existe aujourd'hui des traitements pour garantir une protection suffisante des armatures vis-à-vis de la pénétration des agents agressifs.

Parmi ces solutions, la réparation conventionnelle (mortier de réparation avec reconstitution du béton d’enrobage) peut ne pas être suffisante. En effet, alors que le béton de la structure peut être entièrement contaminé par le chlorure, et par conséquent l’armature se trouver dans un environnement corrosif potentiel, la corrosion est seulement initiée à des endroits spécifiques et discrets. C’est le phénomène dit d’anode induite ».

 

Stopper et prévenir la corrosion par la protection par anodes galvaniques, comment ça marche ? 

Nicolas Chaignon : La protection cathodique par anodes galvaniques est un procédé de stabilisation des armatures corrodées dans un béton. Elle fait partie des systèmes de traitement anti-corrosion des structures corrodées permettant de traiter l’ensemble des pathologies selon la nature de l’agression (carbonatation, chlorures).

Ce traitement électrochimique, préventif et curatif, permet de réduire considérablement la cinétique de corrosion des armatures. Concrètement, il s'agit d'introduire, sous l’effet d’un courant électrique, des anodes autour des armatures, composées d’un noyau sacrificiel de zinc activé dans un mortier spécialement formulé. Ces anodes vont s’oxyder préférentiellement aux armatures en acier et ainsi les préserver. La vie de l’ouvrage d’art s’en trouve prolongée, plusieurs années, voire jusqu’à 20 ans, en fonction de la quantité de zinc et du courant délivré par les anodes.

Ce système de traitement électrochimique du béton est dit « autonome » : il ne nécessite pas d’alimentation électrique externe.

 

Quelle est l’offre Parexlanko pour la prévention et la protection des armatures ?

NC : Parexlanko dispose d’une gamme complète d’anodes pour la prévention cathodique et la protection contre la corrosion des armatures ».

 

Différents systèmes d’anodes galvaniques existent :

<schéma issu du document Corrosion des armatures>

 

« Grâce à leur forme allongée (longueurs comprises entre 25 mm et jusqu’à 2,3 m), les anodes galvaniques contiennent de 60 g à 3000 g de zinc ralentissant la corrosion active des armatures métalliques du béton. Fixées sur les zones à traiter et ligaturés aux aciers, elles peuvent ensuite être enrobées de béton frais, insérées dans des panneaux de doublage en béton ou enfermées dans des enveloppes de béton armé.

 

Vous avez une question concernant la réparation des ouvrages d’art ?

Vous cherchez le traitement le plus adapté pour assurer le bon vieillissement d’un ouvrage d’art ? Vous voulez prévenir la carbonatation du béton et les dégradations des bétons d'ouvrages ? Nous sommes là pour vous aider. Nous contacter