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THÈSE : La corrosion des aciers dans le béton à l’état passif et par carbonatation : Prise en compte des courants galvaniques et des défauts d’interface acier – béton

La corrosion des aciers dans le béton
Abdelkader NASSER
L’UNIVERSITE TOULOUSE III – PAUL SABATIER
Spécialité : GENIE CIVIL

SOMMAIRE

INTRODUCTION 
CONTEXTE DE L’ETUDE 
OBJECTIFS DE LA THESE 
CHAPITRE I : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE 
I.1 INTRODUCTION 

I.2 LA CORROSION DES ACIERS DANS LE BETON  

I.2.1 Généralités  
I.2.2 Processus de corrosion du béton armé  
I.2.3 La solution interstitielle d'un matériau cimentaire  
I.2.4 La couche passivante autour de l’armature  
I.2.4.1 Introduction
I.2.4.2 Thermodynamique de la passivation de l’acier
I.2.4.3 Structure du film
I.2.5 La corrosion de l'acier dans le béton 

I.3 LES METHODES DE SUIVI DE LA CORROSION  

I.3.1 Introduction 
I.3.2 Mesure du potentiel de corrosion  
I.3.3 Méthode de TAFEL
I.3.4 Résistance de polarisation  
I.3.5 Impédance Electrochimique  

I.4 INFLUENCE DE L'INTERFACE ACIER – BETON SUR LA CORROSION  

I.4.1 Contexte expérimental  
I.4.2 Corrosion en milieu salin des aciers dans le béton armé
I.4.3 Effet des défauts d’interface acier-béton sur la corrosion  

CHAPITRE II : INFLUENCE DE L’ETAT DE L’INTERFACE ACIER – BETON SUR LA CORROSION A L’ETAT PASSIF 

II.1 INTRODUCTION  II.2 PROGRAMME EXPERIMENTAL 
II.2.1 Dimensionnement et fabrication des éprouvettes d’essai  
II.2.1.1 Béton utilisé  
II.2.1.2 Acier des armatures utilisées  
II.2.1.3 Eléments de grande hauteur  
II.2.1.4 Caractérisation de l’interface acier-béton  
II.2.1.5 Eprouvettes de petites tailles  
II.2.1.6 Caractérisation du béton utilisé : Porosité accessible à l’eau  
II.2.1.7 Caractérisation du béton utilisé : Propriétés mécanique  
II.2.2 Conditions de vieillissement  
II.2.2.1 Conditions à humidité relative Contrôlée 
II.2.2.2 Conditions « eau de site » désaérée  
II.2.3 Géométrie des différentes éprouvettes fabriquées au LMDC  
II.2.3.1 Eprouvettes stockées au LMDC
II.2.3.2 Eprouvettes stockées au CEA à HR(%) contrôlée
II.2.3.3 Eprouvettes stockées au CEA en eau de site désaéré
II.3 TECHNIQUES EXPERIMENTALES UTILISEES  
II.3.1 Analyse de surface  
II.3.1.1 Introduction  
II.3.1.2 Microscope électronique à balayage (MEB)  
II.3.1.3 Spectroscopie micro-Raman  
II.3.2 Perte de masse
II.3.3 Mesures électrochimiques  
II.4 RESULTATS EXPERIMENTAUX 
II.4.1 Caractérisation de l’état initial  
II.4.1.1 Introduction  
II.4.1.2 Caractérisation de l’état initial avant coulage  
II.4.1.2.1 Types d’oxydes  
II.4.1.2.2 Perte de masse due aux oxydes préexistants
II.4.1.3 Caractérisation de l’état initial après coulage  
II.4.1.3.1 Couche/type d’oxydes après 3 mois de cure  
II.4.1.3.2 Perte de masse après 3 mois de cure   
II.4.2 Résultats après deux ans de conservation en HR(%) contrôlée  
II.4.2.1 Suivi électrochimique 
II.4.2.1.1 Potentiels de corrosion
II.4.2.1.2 Courants de corrosion
II.4.2.2 Perte de masse
II.4.2.3 Comparaison des vitesses de corrosion  
II.4.2.4 Analyse de surface  
II.4.2.4.1 Caractérisation après un an en milieu aéré à HR(%) contrôlée  
II.4.2.4.2 Caractérisation après un an en milieu désaéré à HR(%) contrôlée  
II.4.2.4.3 Caractérisation après un an en milieu désaéré saturé « eau de site »  
II.4.2.4.4 Caractérisation après deux ans en milieu aéré à HR(%) contrôlée
II.4.2.4.5 Caractérisation après deux ans en milieu désaéré à HR(%) contrôlée
II.4.3 Interprétations et conclusions 

CHAPITRE III : CORROSION EN MILIEU CARBONATE – PRISE EN COMPTE DES COURANTS GALVANIQUES 

III.1 INTRODUCTION  

III.2 PREMIERE CAMPAGNE D’ESSAI – BETON PARTIELLEMENT CARBONATE  

III.2.1 Programme expérimental  
III.2.1.1 Matériaux de l’étude
III.2.1.2 Corps d’épreuve de l’étude  
III.2.1.2.1 Anodes  
III.2.1.2.2 Cathodes
III.2.1.3 Procédure de carbonatation accélérée
III.2.1.4 Essai de corrosion galvanique  
III.2.1.5 Mesure du taux de corrosion  
III.2.2 Résultats expérimentaux
III.2.2.1 Carbonatation des anodes
III.2.2.2 Mesure du taux de corrosion
III.2.2.3 Simulation de l’essai de corrosion galvanique et interprétations
III.2.2.3.1 Rappels théoriques : Equation de BUTLER-VOLMER  
III.2.2.3.2 Simulations de l’essai de corrosion galvanique 
III.2.3 Conclusions  

III.3 SECONDE CAMPAGNE D’ESSAI – BETON TOTALEMENT CARBONATE   

III.3.1 Introduction 
III.3.2 Programme expérimental 
III.3.2.1 Matériaux de l’étude  
III.3.2.2 Essais de corrosion galvanique
III.3.2.2.1 Tests Face-to-face
III.3.2.2.2 Tests Face-to-face avec armatures nettoyées  
III.3.2.2.3 Tests Tout-carbonaté  
III.3.2.3 Essais de corrosion par micro-pile
III.3.3 Résultats expérimentaux
III.3.3.1 Carbonatation des anodes
III.3.3.2 Mesures de corrosion  
III.3.3.2.1 Tests Face-to-face  
III.3.3.2.2 Tests Tout-carbonaté
III.3.3.2.3 Essais de corrosion par micro-pile
III.3.3.3 Discussion des résultats
III.3.3.3.1 Tests Face-to-face
III.3.3.3.2 Tests Tout-carbonaté  
III.3.3.4 Conclusions . 
CONCLUSION GENERALE .
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUE
ANNEXES
A-1 COMPOSITION CHIMIQUE DE L’EAU DE SITE 
A-2 SPECTRES REFERENCE DE LA SPECTROSCOPIE MICRO-RAMAN [NEFF ET AL., 2004]  
A-3 METHODE CHIMIQUE UTILISEE POUR ELIMINER LES PRODUITS DE CORROSION  
A-4 SPECTRES DES ANALYSES AU MICRO-RAMAN 

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Ditulis oleh: younes younes - jeudi 18 octobre 2012

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