Présentation du GT1 Altération du béton : étude de l`interaction

Durée de vie des ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Présentation du GT1
Altération du béton : étude de
l’interaction béton-environnement
Piloté par : Jean-Michel Torrenti
Stéphane Poyet
Organismes : LCPC - CEA Saclay
Lieu : Ecole Normale Supérieure de Cachan
Date : 21/05/2010
Durée de vie des
ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Variabilité des bétons
Densité de probabilité
 Traduction sur la résistance à la compression
0.14
Pont de Normandie
Viaduc de Sylans
0.12
Pont de l'ile de Ré
EuroCode 2
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
-20
Torrenti, EuroSafe 2004
Avancement du GT1
-10
0
10
20
Différence (MPa)
2
Durée de vie des
ouvrages :
Objectifs
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
1.
Caractériser la variabilité des bétons
2.
Prendre en compte la variabilité des constituants d’un ouvrage
par une approche probabiliste
3.
Intégrer cette approche dans la prédiction de la durée de vie
des structures en béton
4.
Proposer un exemple de méthodologie complète.
Avancement du GT1
3
Durée de vie des
ouvrages :
Attendus du GT1 – objectif 1






Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Caractéristiques mécaniques
 Résistance, module élastique, coeff. Poisson…
Porosité
Isothermes de sorption
Transport
 Résistivité électrique, migration des ions chlorures, perméabilité
Essais de durabilité
 Dégradation au nitrate d’ammonium, carbonatation
Influence des conditions opératoires (biais expérimental)
Avancement du GT1
4
Durée de vie des
ouvrages :
Liste des participants
Avancement du GT1
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
5
Durée de vie des
ouvrages :
Structure du GT1
GT1-2
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Principaux indic.
durabilité
GT1-1
GT1-3
GT1-5
Fabrication
des éprouvettes
Dégradation
Transport
Exemples applicatifs
Guide méthodologique
GT1-4
Mesures
& protocoles
Avancement du GT1
6
Durée de vie des
ouvrages :
Présentation du GT1-1
GT1-2
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Principaux indic.
durabilité
GT1-1
GT1-3
GT1-5
Fabrication
des éprouvettes
Dégradation
Transport
Exemples applicatifs
Guide méthodologique
GT1-4
Mesures
& protocoles
Avancement du GT1
7
Durée de vie des
ouvrages :
Présentation du GT1-1




Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Fabrication des corps d’épreuve
Fourniture aux différents partenaires pour essais
Conditions industrielles
⇒ Représentativité des résultats acquis
⇒ Choix de deux chantiers réels
⇒ Prélèvements d’éprouvettes 11x22 à l’avancée
Lien éprouvettes de contrôle → ouvrage réel
⇒ Carottages sur éléments réels
Avancement du GT1
8
Durée de vie des
ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Présentation du GT1-1

Tunnel de l’A86 (Est-parisien)
Nanterre
Paris
Versailles
Avancement du GT1
9
Durée de vie des
ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Présentation du GT1-1

Tunnel de l’A86 (Est-parisien)  BHP C50/60
Ciment
CEM I 52,5 (Dannes) 350 kg/m3
Cendres volantes Safament
80 kg/m3
Sable 0/4
Boulonnais
900 kg/m3
Granulats 5/20
Boulonnais
950 kg/m3
Eau totale
-
170-177 L/m3
Superplastifiant
Viscocrete
0,6-0,7% de (C+CV)
Rapport E/L = 0,41
Avancement du GT1
10
Durée de vie des
ouvrages :
Présentation du GT1-1

Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Viaduc de Compiègne
Avancement du GT1
11
Durée de vie des
ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Présentation du GT1-1

Viaduc de Compiègne  C35/45
Ciment
CEM III/A 52,5 (Gargenville) 355 kg/m3
Filler calcaire
OMYA
50 kg/m3
Sable 0/2
Chevrières
420 kg/m3
Sable 0/4
Givet
335 kg/m3
Granulats 4/10
Givet
425 kg/m3
Granulats 6,3/20
Givet
585 kg/m3
Eau totale
-
190 L/m3
Adjuvant
Prelom 500
3,9 kg/m3
Rapport E/C = 0,50
Avancement du GT1
12
Durée de vie des
ouvrages :
Démarche générale



Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Prélèvement d’éprouvettes sur chantiers
Envois groupés aux différents partenaires
Conservation sous eau à 20°C (au moins 3 mois)
 Limiter les sources de variabilité

Utilisation d’essais normalisés ou recommandés
 Adéquation entre les résultats et les pratiques actuelles

A ce jour les essais sont terminés…
Avancement du GT1
13
Durée de vie des
ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Quelques résultats…

Résistance à la compression à 28 jours
 Chantier A1 (tunnel A86), 120 mesures
Résistance moyenne [MPa]
70
65
60
55
50
Mesures
45
Moyenne
40
35
0
Avancement du GT1
5
10
15
20
25
Prélèvement
30
35
40
14
Durée de vie des
ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Quelques résultats…
30
Résistance à la compression
à 28 jours




Chantier A1 (tunnel A86)
Moyenne = 58,2 MPa
Ecart-type = 4,3 MPa
COV = 7%
25
20
Fréquence

15
10
5
Résistance [MPa]
Avancement du GT1
70
pl
us
.. .
ou
65
67
.5
60
62
.5
55
57
.5
50
52
.5
45
47
.5
0
15
Durée de vie des
ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Quelques résultats…
60
Résistivité électrique





Chantier A1 (tunnel A86)
280 mesures par quadripôle
Moyenne = 294 Ω.m
Ecart-type = 57 Ω.m
COV = 19%
50
40
Fréquence

30
20
10
Avancement du GT1
pl
us
.. .
ou
Résistivité [Ω.m]
43
0
38
0
33
0
28
0
23
0
18
0
0
16
Durée de vie des
ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Quelques résultats…
14
Migration des ions Cl




Chantier A1 (tunnel A86)
Migration sous champ
électrique
Moyenne = 4,1·10-12 m²/s
Ecart-type = 0,5·10-12 m²/s
COV = 12%
12
10
Fréquence

8
6
4
2
6.
11
5.
61
5.
11
4.
61
4.
11
3.
61
3.
11
0
Dnsmm [10-12 m²/s]
Avancement du GT1
17
Durée de vie des
ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
1er traitement des données

Tentative de corrélation entre les variables

Résistance à la compression à 28 jours (Vinci) – Porosité (LMT)
Résistance à la compression [MPa]
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
10
Avancement du GT1
11
12
13
Porosité [%]
14
15
18
Durée de vie des
ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
1er traitement des données

Tentative de corrélation entre les variables

Migration des Cl- (LMDC) – Résistivité électrique (GHYMAC)
7
Dnssm [10 -12 m²/s]
6
5
4
3
2
1
0
150
Avancement du GT1
200
250
300
350
Résistivité [Ω.m]
400
450
19
Durée de vie des
ouvrages :
Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
1er traitement des données
Tentative de corrélation entre les variables


Mesures sur les mêmes éprouvettes (LMT)
Résistance à la traction - Porosité
7
Résistivité - Porosité
600
500
6
400
5
300
4
200
3
100
0
2
10
11
12
Avancement du GT1
13
14
9
11
13
15
17
20
Durée de vie des
ouvrages :
Conclusions



Le béton est un matériau qui présente de la variabilité
Cette variabilité se traduit par la variabilité de toutes ses propriétés
Chaque propriété présente une variabilité qui lui est propre



Pas de corrélation a priori entre les variabilités !
Obligation de caractériser toutes les propriétés concernées
Non présenté :


Approche Prédictive,
PerformantielLE
et probabilisTe
Impact du protocole (LML, CEA…)
A venir :

Traitement des données et applications
Avancement du GT1
21