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La carbonatation du ciment diminue son pH et induit la corrosion des armatures métalliques qu'il contient. Illustration: Wikimedia commons
En Europe, la plupart des constructions en béton armé ont été réalisées avant 1970, et leur corrosion entraîne des dépenses notables de rénovation et de réhabilitation. Une nouvelle technique en cours de mise au point par le projet DOSECOPS, soutenu par l'UE, pourra éliminer et empêcher cette corrosion, tout en améliorant la cohésion et la résistance à la traction du matériau.
Le consortium regroupe une équipe internationale d'experts de Chine et d'Europe. Le problème concerne en effet ces deux régions, vu l'âge de l'infrastructure européenne et le fait que de nombreuses nouvelles constructions en Chine montrent déjà des signes de corrosion. La solution repose sur l'injection électrochimique de nanoparticules.
La carbonatation et les ions chlorure sont les responsables visés. La matrice du ciment est très basique (pH élevé) principalement à cause de l'hydroxyde de calcium et du calcaire qu'elle contient. Ce pH rend la surface de l'acier passive en le recouvrant d'un film d'oxyde qui le protège contre la corrosion. La carbonatation survient lorsque du gaz carbonique (CO2) est dissous dans l'eau de pluie et réagit avec le calcaire du ciment. En outre, les ions chlorure provenant de ciments contaminés ou de l'environnement (eau de dégivrage ou eau salée) perforent la couche de passivation. La carbonatation et les ions chlorure réduisent le pH, ce qui rend instable la couche passive.
Les techniques électrochimiques facilitent l'injection de nanoparticules, la réalcalinisation du béton carbonaté et l'élimination des ions chlorure. Le projet travaille aussi à des systèmes éprouvés de prévention cathodique pour injecter du courant afin de supprimer la corrosion, à destination des nouvelles structures en béton armé.
Actuellement à mi-chemin de ses travaux, le projet valide les nouveaux processus dans le cadre d'études expérimentales et numériques. Il traite des bétons carbonatés à l'aide de matrices de polymères renforcées de fibres de carbone, et des bétons attaqués par les ions chlorures à l'aide de microcapsules. Il teste également de nouveaux systèmes de prévention cathodique pour les structures en mer.
Ces techniques retireront les ions chlorures du béton et augmenteront le pH. En outre, elles conduiront à une solution permanente en comblant les pores, ce qui évitera la pénétration d'ions chlorure et de CO2 depuis l'environnement, et améliorera les propriétés mécaniques.
L'augmentation de la quantité de CO2 dans l'atmosphère intensifie le problème de la carbonatation. Les techniques de DOSECOPS bénéficieront aux infrastructures et aux immeubles en béton renforcé, déjà construits comme à venir. Elles devraient avoir un impact socioéconomique majeur, réduisant les coûts de maintenance et de surveillance, et améliorant la sécurité.
Pour plus d'information voir: http://cordis.europa.eu/result/rcn/157162_en.html
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