Application de l'approche probabiliste à la durabilité des produits préfabriqués en béton

La carbonatation atmosphérique est un des facteurs les plus importants pour la durabilité du béton armé. Elle correspond à la diffusion du CO2 de l'atmosphère dans les pores du béton et à la dissolution des hydrates, notamment la portlandite Ca(OH)2, qui joue un rôle de tampon sur le pH. Lorsque la portlandite a été entièrement consommée, ou qu'elle n'est plus accessible, le pH chute à une valeur inférieure à 9. Ceci peut conduire à la corrosion des aciers du béton armé qui ne sont passivés et protégés qu'en milieu fortement basique. L'objectif de la thèse est de fournir une modélisation probabiliste physico-chimique de la carbonatation, prenant en compte les spécificités des process industriels et susceptible d'être utilisée pour un dimensionnement probabiliste des ouvrages. Une campagne d'essais a été menée afin de proposer une modélisation de la carbonatation pratique à utiliser en industrie. A partir de la nature du ciment, de la composition du béton, des caractéristiques du traitement thermique et de la cure, et d'au moins un essai de carbonatation (ou à défaut à partir de la résistance à la compression), le modèle de carbonatation élaboré permet d'estimer les profondeurs carbonatées pour différentes pressions partielles de dioxyde de carbone et de calculer l'indice de fiabilité correspondant. Enfin, une application de la méthodologie probabiliste montre la possibilité d'intégrer le dimensionnement probabiliste dans le contexte normatif pour optimiser la durabilité des produits préfabriqués.Atmospheric carbonation is one of the most significant degradation factors for the durability of reinforced concrete structures. Carbonation relates to the diffusion of CO2 in the atmosphere through the concrete pores and to the dissolution of the hydrates, especially the portlandite, which supplies the reserve of concrete basicity. When portlandite is totally consumed, the pH value decreases to a value less than 9. It corresponds to the conditions allowing the corrosion of the reinforced bars which are protected only under a high pH level. The aim of this work is to carry out a probabilistic physico-chemical modelling of carbonation, taking into account the industrial requirements and being easy to utilize in a probabilistic design of the concrete cover. A wide experimental campaign was conducted in order to propose a practical model of carbonation for its efficient usage in the industry of precast concrete. From the cement nature, the concrete composition, the curing and thermal treatment characteristics, and one carbonation test (or at least the compressive strength), the model can determine the carbonated thickness for different pressures of CO2. Further, it allows the reliability index with respect to the initiation of corrosion to be estimated thanks to a link with a probabilistic algorithm. Following the scheme of checking the reliability level as recommended by the European regulation Eurocodes for structural design, the benefit of a probabilistic approach in the durability design of a concrete structure has been then emphasized