La corrosion des armatures des structures en béton est un énorme problème économique pour le monde entier.
Le béton est une très bonne protection de l’acier vis-à-vis de la corrosion en raison du pH élevé de sa solution interstitielle présente dans la porosité. Cependant, il existe deux causes principales d’amorçage de la corrosion : la diminution du pH de la solution interstitielle due à la carbonatation (réaction du gaz carbonique avec les hydrates du béton conduisant à la formation d’un acide faible) qui permet la corrosion de l’acier, ou rupture local du film passif recouvrant l’acier en raison de la présence d’un taux minimum d’ions chlore.
Une fois que la phase de propagation de la corrosion est active, les détériorations de la structure sont caractérisées par un éclatement du béton d’enrobage, résultant du caractère expansif des produits de corrosion, et s’accompagnent d’une réduction de la section des aciers ainsi que d’une perte d’adhérence acier-béton. Comparativement, la corrosion due aux chlorures est plus dangereuse que celle due à la carbonatation à cause de son développement rapide et le risque de rupture soudaine pour le cas des environnements sévères. Les principaux facteurs environnementaux mis en cause sont les chlorures provenant de l’eau de mer ou de l’air marin et l’utilisation de sels fondants pour le déverglaçage des routes.
La prédiction de la résistance à la corrosion en milieu chloruré est basée sur :
- La détermination de la vitesse de pénétration des chlorures dans le béton d’enrobage,
- La détermination d’une valeur de seuil critique de chlorures initiant la corrosion,
- La vitesse de propagation de la corrosion.
Le seuil de chlorures conduisant à la corrosion des armatures et les mécanismes mis en jeu dans la dépassivation par les chlorures sont encore des sujets de recherche et de débat.
Le diagnostic usuel de la corrosion des armatures est basé sur la mesure du potentiel libre de l’armature, les mesures de cinétique de corrosion restant encore difficilement réalisable sur un ouvrage. Le principe de mesures de potentiel libre de l’armature consiste à mesurer sous très haute impédance la différence de potentiel entre l’armature et une électrode de référence. Cette mesure ne nécessite aucune polarisation de l’armature afin de ne pas altérer les conditions d’équilibre du système électrochimique.
L’amorçage de la corrosion repose sur des valeurs de potentiels plus négatives pour des aciers à l’état actif. La mesure de potentiel est une méthode simple permettant de savoir si l’acier s’est dépassivé : il y a plusieurs centaines de milliVolts d’écart entre l’acier actif et l’acier passif.