Désordres dus à l'eau
Concrétions
     Concrétions calcaires
     Elles sont le résultat de la précipitation de carbonate de calcium (ou calcite) sur le parement à partir d'eaux en charge ayant transité dans les terrains (et au travers d’un revêtement) dont la pression est ramenée à la pression atmosphérique.
     Une trop forte accumulation locale (à partir d'un joint ou d'une fissure) peut conduire à leur décollement et à leur chute. Différents termes, issus de la spéléologie, permettent de décrire plus précisément les formes de ces concrétions:
     – stalactites : sur exutoire ponctuel ;
     – draperies ou rideau : sur exutoires linéaires (fissures, joints) ; elles sont en relief marqué;
     – nappage ou voile: le revêtement entier devient invisible sous une couche concrétionnée.
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Stalactites et coulures de calcite blanche sur du béton projeté (dissolution de la chaux du ciment par percolation des eaux du terrain)
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     Concrétions sulfatées
     Beaucoup plus discrètes que les précédentes, voire absentes en tunnels routiers, ces cristallisations millimétriques dures et cassantes, constituées de gypse, révèlent la présence de sulfates, soit au sein du revêtement soit en provenance du terrain. Elles sont plus fréquentes dans les tunnels ferroviaires anciens où la traction au charbon a généré un stock de soufre qui a imprégné les maçonneries. En cas de doute, une analyse chimique de ces croûtes est recommandée pour rechercher une agression éventuelle.tide lax
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À gauche: concrétions claires de calcite. À droite: dépôt de gel rouge, riche en oxyde de fer
du ciment par percolation des eaux du terrain)
     Description (aspect visuel du désordre)
     a. Concrétions calcaires : cristallisation solide et parfois épaisse de calcite, de teinte variable      (impuretés) et adhérant sur le parement, émanant de fissures, de zones poreuses ou de joints      humides.
     b. Concrétions sulfatées : cristallisations de gypse, dures, cassantes, souvent noirâtres (suies),      parfois miroitantes, sur des joints ou des fissures.
     Méthodes d’examen
     Examen visuel - vérifier l’état du support si les concrétions le masquent en totalité.
     
     Paramètres à relever
     Concrétions ponctuelles ou étendues (S m2) – épaisseur moyenne – stabilité pour les plus épaisses.
     Prélèvement d’échantillons pour analyses en cas de doute sur la nature du produit.
     Désordres ou défauts associés à rechercher
     Venues d’eau ponctuelles, continues. Altérations du support.  
     Origines, causes possibles, facteurs aggravants
     a. Précipitation du carbonate de calcium dissous dans l'eau provenant soit du terrain encaissant calcaire, soit de la dissolution du liant du béton ou du mortier.
     b. Les sulfates peuvent être véhiculés par les eaux du terrain ou provenir des gaz de combustion (surtout tunnels ferroviaires anciens).
     Conséquences, évolutions possibles
     a. Extension, épaisseur croissante du(des) dépôts pouvant conduire à des chutes de plaques.
     b. Progression de l'attaque sulfatique.
     Dangers pour les usagers
     Chutes de morceaux de concrétions (très rare). ques pour les structures
     Minime en l'absence d'attaque sulfatique avérée.
     Surveillance
     Examen visuel.
     Remèdes
     Purges préventives en cas de tendance au décollement de plaques de concrétions. Drainage des venues d’eau ponctuelles décelables.
s claires de calcite
À droite: dépôt de gel rouge, riche en oxyde de fer
Efflorescences sur mortiers et bétons
Mortiers
Elles se cantonnent à la surface des joints, sous la forme d’un chevelu blanc parfois très dense, qui est le témoin d’une attaque sulfatique du mortier. Des analyses chimiques les ont identifiées comme étant du sulfate de sodium plus ou moins hydraté (à ne pas confondre avec le salpètre qui est un nitrate). Ce sel se libère du mortier par extrusion en surface. Il est l'indice visible d'une possible formation interne (et microscopique) d’ettringite secondaire ou de thaumasite, sels expansifs et pathogènes, appelés aussi sels de Candlot.
Les efflorescences apparaissent au gré des variations d'humidité du support, et disparaissent par dissolution quand celui-ci devient mouillé. Certains rejointoiements au mortier de ciment ou enduits sont décollés par cette cristallisation provenant de l'ancien mortier sous-jacent.
En cas de doute, il est recommandé d’effectuer des prélèvements aux fins d’analyse chimique et d'examen par microscopie électronique.
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Efflorescences sur mortiers anciens à base de chaux
Bétons
Beaucoup moins spectaculaires que dans les maçonneries, les efflorescences ont été observées à la surface de certains bétons anciens (granulats de gneiss), d'enduits au mortier, ou de bétons projetés. Elles peuvent apparaître aussi à la surface des bétons situés dans des espaces peu ventilés de tunnels soumis à un trafic intense (niches, espaces annulaires entre tôles et excavation, galeries techniques…). Leur origine proviendrait de l’oxydation du dioxyde de soufre (SO2) rejeté par les véhicules sur un support humide (attaque acide).
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Efflorescences au ras du sol sur béton de 1976
Efflorescences au ras du sol
Description (aspect visuel du désordre)
Filaments blancs ayant un aspect de «chevelu», extrêmement fragiles et salés au goût, recouvrant la totalité du joint ou couvrant une surface d'étendue variable sur un enduit ou un béton. Ils se forment par extrusion au travers des pores du support.
Apparition ou disparition très rapide en fonction de l'humidité du support ou de l’hygrométrie ambiante.
Méthodes d’examen
Examen visuel et à la loupe, goût salé.
Paramètres à relever
Ponctuel ou étendu – points d’apparition – nature et état d'altération du support.
Désordres ou défauts associés à rechercher
Autres altérations du support – déformations indiquant un gonflement (maçonneries ou enduits), décollements (enduits),
exfoliations, fissures – concrétions de gypse.
Rechercher une source éventuelle extérieure de sulfates.
Origines, causes possibles, facteurs aggravants
Eaux chargées en sulfates. Les efflorescences indiquent une attaque sulfatique du mortier ou du béton; la présence interne d’ettringite secondaire, dont la cristallisation est expansive et destructrice, est à faire rechercher (par microscopie électronique à balayage).
Conséquences, évolutions possibles
Un gonflement interne important peut affaiblir le revêtement, ou décoller les enduits. Les maçonneries y sont très sensibles.
Dangers pour les usagersRisques pour les structures
Aucun si l'attaque est superficielle.
Si de l'ettringite secondaire est mise en évidence, rapide dégradation des joints en maçonneries, gonflements ou décollements possibles des bétons ou enduits.
Surveillance
Examen visuel.
Remèdes
Préventif : essentiellement lors du choix des ciments.
Désordres liés au gel
Le gel est un processus essentiellement physique progressant vers l’intérieur du matériau (pierre, béton, brique, parpaing). Sa propagation est conditionnée par la porosité et la saturation en eau du matériau ainsi que par la fréquence et l'intensité des cycles gel-dégel. suration. Il est admis que ses effets fismécaniques visibles sont moins liés à la pression expansive de la glace elle - même qu'aux pressions hydrauliques qui se développent dans les pores les plus fins et non encore gelés et qui vont dépasser la résistance à la traction du matériau , provoquant fissures et éclatement. Un matériau non saturé est donc moins sensible au gel. Un gel permanent a un effet imperméabilisant sur un matériau saturé.
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                                             Stalactites et amas de glace au sol
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                                             Pilier de béton armé gélé
de taille
de calcaire oolithique
Description (aspect visuel du désordre)
Formation de stalactites, amas, plaques de glace.
Effritement superficiel des matériaux en plaquettes, voire formation de cavités (bétons) – éclatements de drains non isolés.
Méthodes d’examen
Examen visuel.
Paramètres à relever
Surface affectée par les décollements – profondeur moyenne – consistance du matériau affecté (bétons).
Ruptures de drains.
Désordres ou défauts associés à rechercher
Qualité du matériau – risque d'instabilités locales – amincissement du revêtement.
Origines, causes possibles, facteurs aggravants
Circulation d'eau dans un support poreux – gel prolongé et fort – nombreuses alternances gel-dégel.
Conséquences, évolutions possibles
Affaiblissement des structures.
Perte de fonction des drains.
Chutes de stalactites, de matériaux altérés, perte d’adhérence (verglas).structures
Affaiblissements locaux.
Surveillance
Examen visuel.
Remèdes
Purges quotidiennes des amas de glace.
Drainage avec isolation thermique – étanchement.
Observations