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Rapport PFE Durabilité des bétons
EVALUATION DE
LA DUREE DE VIE
DES OUVRAGES
GENIE CIVIL DES
ODIS
RESUME Ce rapport est le fruit dun travail de fin dtude,
pour lobtention du titre dingnieur dtat gnie
civil de lcole Hassania des Travaux Publics, labor
au sein de SOGEA-MAROC, en partenariat avec LPEE-
CASABLANCA, ayant pour objectif dtudier la dure
de vie des ouvrages gnie civil des ODIs, dont la
maitrise duvrage revient lOCP et la maitrise
duvre JESA.
1 |P a g e
Table des matires
1 Introduction : ................................................................................................................................... 8
2 Prsentation des projets et de leurs environnements : ................................................................ 10
2.1 Prsentation gnrale du projet ........................................................................................... 10
2.2 Classes dexpositions attribues ce projet : ....................................................................... 11
3 Phnomnes influant la durabilit des ouvrages tudis ............................................................. 12
3.1 Corrosion des armatures ....................................................................................................... 12
3.1.1 Les deux tapes de la corrosion : .................................................................................. 12
3.1.2 Mcanismes de la corrosion des armatures.................................................................. 13
3.1.3 Phnomnes inducteurs de la corrosion des armatures : ............................................. 15
3.2 Alcali-raction : ...................................................................................................................... 18
3.2.1 Raction alcali-carbonates : .......................................................................................... 19
3.2.2 Raction alcali-silice: ..................................................................................................... 19
3.2.3 Raction alcali-silicate : ................................................................................................. 20
3.3 Raction sulfatique interne : (formation dettringite diffre DEF) ..................................... 20
3.3.1 Gnralit sur la raction sulfatique interne : .............................................................. 20
3.3.2 Mcanisme dexpansion : .............................................................................................. 21
3.4 Raction sulfatique externe : ................................................................................................ 21
4 Etude de la conformit de la formulation du bton avec les aspects normatifs de durabilit : ... 24
4.1 Dosage en ciment, rapport E/C et classe de rsistance minimale : ...................................... 25
4.2 Vrification de la teneur maximale en ions chlorure : .......................................................... 25
4.3 Vrification vis--vis dun dveloppement dune alcali-raction : ........................................ 26
4.4 Prvention primaire de la raction sulfatique interne .......................................................... 28
5 Moyens et les conditions de mis-en place retenus permettant dassurer la durabilit des
ouvrages ................................................................................................................................................ 29
5.1 Prvention contre lattaque chimique .................................................................................. 29
5.2 Prvention contre lattaque sulfatique externe : .................................................................. 29
5.3 La cure ................................................................................................................................... 29
5.4 Vibrations du bton ............................................................................................................... 32
5.5 Coffrage ................................................................................................................................. 34
5.6 Joints ...................................................................................................................................... 35
6 Etude du risque du dveloppement dune raction sulfatique interne ........................................ 37
6.1 Dfinition du niveau de prvention ...................................................................................... 37
2 |P a g e
6.2 Calcul de Tmax ......................................................................................................................... 40
7 Approche performantielle ............................................................................................................. 40
7.1 Introduction gnrale ............................................................................................................ 40
7.2 Essais de performance ........................................................................................................... 42
7.2.1 Porosit accessible leau : NF P18-459 ....................................................................... 42
7.2.2 Coefficient de diffusion apparent : NT BUILD 492 ........................................................ 42
7.2.3 Permabilit accessible au gaz : Mthode AFREM........................................................ 43
7.3 Rcapitulation des rsultats .................................................................................................. 44
8 Calcul de la dure de vie de louvrage vis--vis de la corrosion des armatures: ........................... 47
8.1 Introduction la mthodologie : ........................................................................................... 47
8.2 Amorage de la corrosion : .................................................................................................... 48
8.2.1 Temps damorage de la corrosion, Ti :......................................................................... 48
8.2.2 Temps dinitiation la corrosion par carbonatation : .................................................... 49
8.3 Formation de la fissuration : ................................................................................................. 49
8.4 Temps de propagation de la fissuration : .............................................................................. 51
8.4.1 Calcul de la dure de service Tservice : ............................................................................. 52
8.4.2 Calcul du temps dclatement du bton denrobage Tclat ............................................ 53
8.5 Synthse des rsultats : ......................................................................................................... 53
8.5.1 Temps dinitiation de la corrosion : ............................................................................... 53
8.5.2 Dure de service de louvrage et le temps dclatement de son bton denrobage .... 55
9 Approche probabiliste : ................................................................................................................. 56
9.1 Dfinition de la mthodologie : ............................................................................................. 56
9.1.1 Thorie de fiabilit :....................................................................................................... 56
9.2 Modles prdictives de la dure de vie choisis pour notre ouvrage : .................................. 59
9.2.1 Dfinition des variables alatoires : .............................................................................. 60
9.3 Valeurs limites retenus par les aspects normatives : ............................................................ 61
9.4 Rcapitulation des rsultats obtenus : .................................................................................. 62
9.4.1 Vis--vis de la corrosion des armatures par pntration dions chlorure: .................... 62
9.4.2 Vis--vis de la corrosion des armatures par carbonatation : ........................................ 66
10 Conclusions et recommandations : ............................................................................................... 70
10.1 Conclusions : .......................................................................................................................... 70
10.2 Recommandations : ............................................................................................................... 70
3 |P a g e
Liste des figures
Figure 2-1 : vue en plan dun site ODI .................................................................................................. 10
Figure 2-2 : hall de stockage .................................................................................................................. 11
Figure 3-1:dgradations par la corrosion des armatures ...................................................................... 12
Figure 3-2:diagramme de Tutti .............................................................................................................. 12
Figure 3-3: diagramme de Pourbaix du couple Fe/H2O ........................................................................ 14
Figure 3-4:mcanisme de corrosion des armatures .............................................................................. 15
Figure 3-5: mcanism
