Durabilité des ouvrages en béton armé soumis à l’atmosphère

Suite au premier choc pétrolier, la France a fait le choix de l’énergie nucléaire pour la production d’électricité et aujourd’hui 19 centrales nucléaires (opérées par EDF, pour un total de 58 réacteurs) fournissent environ 70% de la production électrique. Parmi les enjeux de la filière nucléaire, on peut en citer trois qui nous intéressent particulièrement : (1) la surveillance et la maintenance des centrales qui s’avèrent essentielles pour leur bon fonctionnement ; (2) l’éventuelle extension de leur durée de fonctionnement qui nécessiterait une évaluation fiable de la durabilité de leurs constituants et enfin (3) la gestion des déchets radioactifs générés. Les matériaux cimentaires constituent une famille de matériaux largement représentée dans cette filière industrielle. Par exemple dans le cas des centrales nucléaires, les bétons sont utilisés pour les enceintes de confinement mais aussi pour les tours aéroréfrigérantes. Dans le cas de la gestion des déchets radioactifs et au-delà de leur conditionnement, le projet de centre de stockage en couche géologique profonde (Cigéo) prévoit l’utilisation massive de bétons pour la réalisation de descenderies, de puits d’accès, de galeries et d’alvéoles de stockage. Dans tous ces cas, l’évaluation de la durabilité des éléments en béton est un point clé. Beaucoup de mes actions de R&D menées depuis mon arrivée au sein du laboratoire d’Etude du Comportement des Bétons et des Argiles (LECBA) du Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA Saclay) se sont d’ailleurs inscrites dans ce contexte. Une partie de ces travaux a été volontairement écartée (voir la liste en annexe) pour assurer une unité thématique au document : la durabilité des structures en béton armé en ayant comme finalité la corrosion induite par la carbonatation du béton d’enrobage qui est la problématique majeure des structures soumises à l’atmosphère. En parallèle et pour des raisons évidentes, il est apparu indispensable d’évoquer (1) la carbonatation qui fournit les conditions nécessaires à la dépassivation de l’acier et (2) les transferts hydriques de par leur influence sur la carbonatation et la corrosion. Le document s’articule alors autour de trois chapitres complémentaires : 1.les transferts hydriques ;2.la carbonatation atmosphérique ;3.la corrosion des armatures induite par la carbonatation. Il faut noter que le contenu des trois chapitres est variable et dépend de l’avancement des études sur chacun des thèmes abordés. De plus, bien que les études présentées ici ont été principalement soutenues par les grands acteurs du secteur nucléaire, les résultats apportés sont globalement utilisables pour le secteur du génie civil classique