réparation du béton

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  • 7/30/2019 Rparation du bton

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    Cahier pratique

    LE POINTSUR

    DSORDRES

    Variations.de.teinte,.ressuage,.caillage,.fssuration,.corrosion.des.armatures,.

    page 4

    PROJET DE RPARATION

    Ajout.de.bton,.remplacement.du.bton,.traitement.des.armatures,.

    page 9

    MODES OPRATOIRES

    Prparation.du.support,.prparation.des.armatures,.restauration.du.bton,.

    page 13

    RPARATIONDU BTON

    25 mars 2011 Le Moniteur n 5600 Cahier dtach n 3 consultable sur www.lemoniteur.fr

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    2 Le Moniteur25mars2011

    SOMMAIRE

    Principal actionnaire : Groupe Moniteur Holding. Socit ditrice : Groupe Moniteur SAS au capital de 333 900 euros.RCS : Paris B 403 080 823 - Sige social : 17, rue dUzs 75108 Paris cedex 02. Numro de commission paritaire : 0912 T 82147 -Prsident / Directeur de la publication : Guillaume ProtImpression : Roto Champagne, 2 rue des Frres Garnier, 52000 Chaumont - Dpt lgal : mars 2011.

    Le mariage bton/acier dans Le gnieciviL : surveiLLer ...............................................3

    rparation du bton ................................................4

    1 - prparation de Lopration ............................... 4

    1.1 Lesdsordres............................................................... 41.1.1 Lesmanifestationsdesdsordres...................... 41.1.2 Processusdecorrosiondesarmatures............... 4

    1.2 Lediagnostic................................................................ 81.2.1 Procduresuivre..............................................81.2.2 Lavisiteprliminaire..........................................9

    1.3 Leprojetderparation.................................................91.3.1 Renforcementdlmentsoudestructures

    dontlacapacitportanteestinsufsante........... 9

    1.3.2 Remplacementdubtonpolluet/oudsorganisetlesdiverstraitementsdeprotectiondesarmatures.............................11

    2 - modes opratoires ..............................................13

    2.1 Prparationdusupportetdesarmatures................... 132.1.1 Lerelevdesdfautsdusupportenbton

    etdesarmatures..............................................13

    2.1.2 Prparationdusupportbtonetdesarmaturesetqualitdusupportobtenir........................................................... 13

    2.2 Ralisationduneoprationderestaurationdubton..................................................................... 21

    2.2.1 Gnralits.......................................................21

    2.2.2 Applicationmanuelleoumcanisedesproduitsetsystmesderparationdesbtonsenfaiblespaisseurs......................22

    2.2.3 Applicationmanuelleoumcanisedesproduitsetsystmesderparationouderenforcementdesbtonsenfortespaisseurs.........................................24

    concLusion..................................................................... 25

    pour en savoir pLus ...................................................26

    rf lhq......................................... 26

    o......................................................................... 26

    a l.........................................................26

    s l...............................................26

    n............................................................................ 26

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    LES GIES STRRESLe STRRES (Syndicat national desentrepreneurs spcialistes de travaux derparation et renforcement de structures)stait dj distingu, dans les annes 80,lorsquil a particip la rdaction des fameux Guides Verts des mthodes de rparationdu gnie civil. Ces guides sont ensuite

    devenus les normes NF P 95-101, 95-102,95-103, 95-104, 95-106 et 95-107 (1994)toujours applicables aujourdhui.Devant la trs forte volution des besoinset des techniques de rparation, le STRRESsest lanc, depuis 6 ans dj, avec laide dela FNTP dont il est lun des 18 syndicats despcialits, et de la FFB dans la rdaction de19 guides techniques dont 13 sont, ce jour,disponibles gratuitement sur le site :www.strres.org.Les 6 autres devraient tre disponibles dicin 2011.Chacun de ces guides traite dun domainebien spcique, li la rparation des

    ouvrages, en sadressant systmatiquement 3 acteurs principaux : le prescripteur ; lentrepreneur ; le contrleur.Ils sont diviss en 4 grandes familles : celle du bton et de la maonnerie(FABEM) ; celle des fondations (FAFO) ; celle du mtal (FAME) ; celle des quipements (FAEQ).

    Liste des Guides STRRES :

    GUIDE 0 : Gnralits

    FABEM (FAmille BEton et Maonnerie)

    FABEM 1 : La reprise des btons dgrads FABEM 2 : Traitement des ssures parcalfeutrement, pontage et protectionlocalise

    FABEM 3 : Traitement des ssures parinjection

    FABEM 4 : Protection des btons FABEM 5 : Bton projet FABEM 6 : Rparation et renforcement

    des maonneries6.1 : Gnralit et prparation des travaux6.2 : Rparations non structurales6.3 : Rparations et renforcementsstructuraux6.4 : Annexes

    FABEM 7 : Armatures passivesadditionnelles FABEM 8 : Rparation et renforcement

    par prcontrainte FAFO (FAmille FOndations)

    FAFO : Rparation et renforcement desfondations

    FAME (FAmille MEtal)

    FAME : Rparation et rnovation desstructures mtalliques

    FAEQ (FAmille EQuipements)

    FAEQ 1 : Gnralit sur les quipements FAEQ 2 : tanchit FAEQ 3 : Joints de dilatation FAEQ 4 : Dispositifs de retenue

    FAEQ 5 : Appareils dappuis

    Chaque semaine un nouveau cahier dtach accompagnedsormais votre hebdomadaire.

    Abordant des sujets gnralement en lien avec les

    rubriques du Moniteur, il vous propose une informationcomplmentaire et didactique.

    Sont dj parus :

    TECHNIQE & CHANTIER

    Accessibilit des btiments et de la voirie :o en est la rglementation ?

    Ponts thermiques dans le btiment

    Accessibilit des espaces verts et autres amnagementsextrieurs

    nergie solaire photovoltaque Principes et mise en uvre

    Garde-corps de btimentsQualit de lair intrieur Mesures et gestion des rsultats

    Isolation par lextrieur avec pierre de taille ou autresmaonneries apparentes

    RGLEMENTATION

    Marchs publics : les nouveaux formulaires Dclaration du candidat (DC)

    Permis de construire valant division

    MANAGEMENT & PRVENTIONEPI (quipements de protection individuelle)contre les chutes de hauteur

    Accidents du travail dans le BTP

    TMS (troubles musculo-squelettiques) dans le BTP

    TExTES E RRENCE

    CCAG PI (prestations intellectuelles) adapt aux marchsde matrise duvre

    PARATRE Accessibilit de la voirie Gothermie Quest-ce quune EPL ?

    (1) retrouver pour les abonnsau Moniteur premium ladresse suivante

    www.lemoniteur.fr/lemoniteur_numerique

    Commandez ce numro du Moniteur au 01 40 13 50 65

    http//kiosque.groupemoniteur.fr

    RETROVE LES CAHIERSPRATIQES MONITER (1)

  • 7/30/2019 Rparation du bton

    4/28

    COMPRIS DANS VOTREABONNEMENT D1 AN: 9 numros

    LAnnuel InnovationsChantiers

    Le CD des Produits pourlHabitat et les quipementsCollectifs dans la Construction

    Le supplment Solutionstechniques

    La version numrique 3 ans darchives

    LE MENSUEL

    DES SAVOIR-FAIRE

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  • 7/30/2019 Rparation du bton

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    25 mars 2011 Le Mie 3

    IntroductIon

    Le mariage bton/acier dans le gniecivil : surveiller

    Les associations de matriaux, et notamment le couple bton/acier , utilises dans la

    construction entranent des ractions physico-chimiques internes qui provoquent des

    pathologies incompatibles avec lusage des structures.

    Reprer ces dsordres, prparer leur rparation, choisir le bon mode opratoire, procder

    au traitement, constituent autant dtapes incontournables de la maintenance des ouvrages

    quelle que soit leur taille.En grande chelle pour les infrastructures et les travaux publics, cette maintenance

    obligatoire vous est prsente sous forme dun tour dhorizon des diffrentes volutions

    pour ce domaine dans le dossier Travaux publics lire dans Le Moniteur n 5600 du

    25 mars 2011, p. 33.

    On y cite le STRRES (Syndicat national des entrepreneurs spcialistes de travaux de

    rparation et renforcement de structures) dont lexpertise a t sollicite pour raliser

    ce cahier pratique sur la rparation du bton en sinspirant du guide STRRES FABEM 1

    disponible sur www.strres.org.

    La Rdaction du Moniteur

    Ce cahier pratique est consultable ladresse www.lemoniteur.fr/lemoniteur_numrique pour les abonns aux

    services Premium du Moniteur.

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    4 Le Mie 25 mars 2011

    rparatIon du bton

    Rparation du btonAprs de longues dcennies de construction, arrivent prsent les temps forts de la rparation. En effet, aprs de longs sicles o lapierre et le bois furent pratiquement les seuls matriaux utiliss dans les ouvrages dart, le bton arm a pris sa place pour ldication

    de nos ponts, viaducs, barrages et autres ouvrages de gnie civil qui quipent, aujourdhui, nos socits modernes.Nous le devons Louis Vicat pour la redcouverte du liant hydraulique mais galement Joseph Monier pour sa formidable ide dyavoir associ du fer et plus tard de lacier. Mais ils ne pouvaient pas imaginer quun sicle plus tard, ce couple bton/acier nouscauserait bien des problmes.En effet, lassociation de ce ciment articiel avec le fer va gnrer des ractions physico-chimiques qui, provoques et entretenues parlair ambiant (principalement le CO2), vont contribuer la dtrioration lente mais irrmdiable de ces ouvrages.Le ragrage est donc lune des nombreuses techniques permettant de protger une surface de bton dgrade, mais aussi dencorriger ltat gomtrique.Il est bon de rappeler la dmarche de bon sens qui consiste traiter dabord la cause du dsordre et ensuite ses consquences. Leragrage nchappe donc pas cette rgle. Sur beaucoup de chantiers, le terme ragrage est devenu un terme usuel et employsouvent pour camouer ltat dune surface dgrade.Il est important de distinguer le ragrage dun parement neuf (trs souvent la consquence dune mauvaise excution du btonnage)dun parement ancien dont la dgradation a t provoque par laction lectrochimique (effet de la carbonatation par exemple).

    La lecture de ce cahier pratique rappellera les rgles lmentaires quil convient dobserver et dappliquer pour que cette techniquepuisse atteindre le rsultat escompt.

    Christian TridonPrsident du STRRES (Syndicat national des entrepreneurs spcialistes de travaux de rparation et renforcement de structures)

    1 - prparatIon dELopratIon

    1.1 - Les dsordres

    1.1.1 - Les maniestations des dsordres

    En allant du plus bnin au plus grave, il est possible dedistinguer (Fig. 1) :

    les dfauts sans consquences importantes, tels quevariations de teintes sur un mme parement, eforescences,taches noires, pommelages, fuites de laitance, bullage,marbrures, ssures supercielles, ;

    les dfauts indiquant que lvolution risque de se faireanormalement : carbonatation, ressuage, nids de cailloux,faenage, ;

    les dfauts indiquant une volution plus ou moins avance :caillage, ssuration, dlamination ;

    les dfauts traduisant une modication du fonctionnementde la structure et ayant donc une incidence structurale :ssuration importante, dformation excessive ;

    les dfauts structuraux indiquant la proximit dun tat limiteultime et ncessitant une restriction de lusage de louvrage,voire sa mise hors service.

    1.1.2 - Processus de corrosion des armatures

    Il est important de bien comprendre le processus qui conduit

    la corrosion lectrochimique des armatures. Il dpendde lagent agressif mais, galement, de limportance de lassuration du bton.Les diagrammes thoriques de corrosion (quilibrespotentiel pH) ont t tablis par Pourbaix pour unetemprature de 25 C et pour la pression atmosphriquenormale : la temprature comme la pression agissent sur

    limportance et la vitesse de la corrosion.Ces graphiques indiquent les domaines o une raction peutse produire, ceux o il y a immunit (pas de raction possible)et ceux o il y a passivation (la raction peut se produire danscertaines conditions) (Fig. 2). Lorsquune raction peut avoir lieu,le diagramme de Pourbaix ne donne aucune indication sur la

    ralit de la corrosion ni sur sa vitesse.

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    25 mars 2011 Le Mie 5

    rparatIon du bton

    Figure 1. Diffrents dsordres de structures en bton arm et prcontraint.

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    6 Le Mie 25 mars 2011

    rparatIon du bton

    Figure 2. Diagramme de Pourbaix (ingnieur belge expert dans le domaine de la corrosion) pour un acier dans leau.

    Le diagramme de Pourbaix [1](1) prsent la gure 2montre que lalcalinit du ciment (pH de 12 13) rend le milieupassivant (cela concerne le bton comme les coulis dinjectiondes conduits de prcontrainte base de ciment). Les aciersse trouvent dans une zone dite de recouvrement ou depassivation (formation doxydes protecteurs) ce qui les protgede la corrosion. Lorsque le pH baisse et atteint 9, les acierspassent dans une zone dite de corrosion acide. Les aciers nesont plus passivs et une corrosion peut se dvelopper.

    La corrosion lectrochimique combine une action chimique etune action lectrique. Elle se dveloppe, soit parce que le mtalest immerg dans un liquide, soit parce quil se trouve dans uneatmosphre humide. Le liquide forme le milieu conducteur oulectrolyte. Il y a cration dune pile entre le mtal (pur) qui sertdanode et une impuret, par exemple, la calamine qui sert decathode. Lorsque la pile fonctionne, la raction (1) suivante seproduit :

    MMn+ + n.e (1)

    (1) Voir libell de la rfrence bibliographique la page Pour en

    savoir plus , p. 26.

    Les atomes de mtal M perdent des lectrons et deviennentdes ions qui passent dans la solution. Les lectrons librs (e)restent dans le mtal et se dirigent vers la cathode.Cette premire raction est dite anodique ou doxydation .

    Le systme mtal-lectrolyte devant rester en quilibre, dautresractions doivent se dvelopper la mme vitesse pourconsommer les lectrons librs. Ces ractions (2a ou 2b)sont dites cathodiques ou de rduction :

    H+ + e 1/2H2 (2a)

    La raction (2a) qui se produit en milieu acide en labsencedoxygne conduit un dgagement dhydrogne pouvant trenaissant, ce qui favorise la corrosion fssurante sous tensiondes armatures de prcontrainte, qui peuvent tre sensibles cette forme de corrosion.

    O2 + 2H2O + 4e 4OH (2b)

    En milieu non acide, les produits des ractions (1) et (2b) quisont dans llectrolyte se combinent entre eux pour former unhydroxyde :

    Mn+ + n.OHM(OH)n (3)

    Cet hydroxyde prcipite sur le mtal pour former une coucheplus ou moins impermable. Si cette couche est impermable,

    elle bloque les diverses ractions. Cette raction est dite de

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    25 mars 2011 Le Mie 7

    rparatIon du bton

    recouvrement (anciennement dite de passivation) (Fig. 3). Onutilise les termes de polarisation anodique ou cathodiquesuivant que le dpt, qui bloque la raction, se forme surlanode ou la cathode. Ultrieurement, si la couche passivanteest dtruite, en particulier, lorsque le pH diminue, la corrosionpeut alors se dvelopper.

    1.1.2.1 - Effets de la carbonatation du btonLa carbonatation fait progressivement tomber le pH 9. Lesarmatures se dpassivent et, sil y a prsence dhumidit etdoxygne, la corrosion peut dmarrer. Dans un milieu seccomme lintrieur dun btiment, la carbonatation peut tre trsimportante, mais la corrosion inexistante.

    1.1.2.2 - Effets des chloruresSi la concentration en ions chlorures, au contact desarmatures, dpasse les seuils suivants (seuils admis parla communaut scientique), il y a chute brutale du pH et lacorrosion des armatures se dveloppe :

    au moins 0,4 % du poids du ciment de la formule du bton ;

    au moins de 0,04 0, 1 % du poids du bton suivant sondosage en ciment.

    RRq

    Ces valeurs ne doivent pas tre conondues avec celles

    fxes dans le fascicule 65 du CCTG qui correspondent

    une limitation des chlorures dans le bton dun ouvrage construire !

    On notera aussi que lorsque la teneur en chlorures est trsleve dans un bton (ouvrage la mer) (Fig. 3), il peut seproduire une dissolution des armatures sans gonementapparent (formation de rouille dite verte ). Cette corrosion,par labsence de toute manifestation visuelle, bien que rare, estredoutable.

    RRq

    Dautres contaminants (iode, brome, uor) peuvent aussi

    provoquer la corrosion des armatures.

    Figure 3. Diagramme de Pourbaix en prsence de chlorures.

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    8 Le Mie 25 mars 2011

    rparatIon du bton

    Le plus souvent, une structure prsente : des insufsances denrobage de ses armatures localisesdans certaines zones,

    un bton dont les caractristiques ne sont pas uniformes (parexemple, en matire de permabilit et/ou de porosit) ;

    des parties plus ou moins exposes lenvironnement

    agressif et aux polluants (par exemple, sur les partiesquasiment horizontales, lhumidit favorise le dveloppementde micro-organismes gnrateurs dattaques acides)

    Par voie de consquence, le dveloppement de la corrosionnest pas uniorme dans la structure. Le long dune armature,certaines parties jouent le rle danode voue la dissolutionet dautres, le rle de cathode. Les dsordres apparaissentdans les zones anodiques (ssurations, dlaminations) commele montre la gure 3.

    TTNTION !

    En rparation classique parpurge et ragrage, lorsque

    seules sont traites les parties prsentant des dsordres, lepH de la zone rpare, de nouveau lev, protge larmature

    mais, dans les deux parties adjacentes, le pH du bton peut

    y tre beaucoup plus aible. Il peut alors se dvelopperune nouvelle pile de corrosion o lancienne anode devientcathode et inversement (inversion de polarit).

    Quelques annes aprs la rparation, apparaissent de

    nouveaux dsordres (la ractivit de la pile est encore plus

    importante sil y a encore des traces de corrosion juste

    linterace entre la partie rpare et les parties restes en

    tat). Une telle rparation nest pas forcment prenne !Il aut donc prendre des dispositions pour limiter une

    rapparition trop rapide des phnomnes de corrosion [2].

    1.2 - Le diagnostic

    Son objectif est de raliser : lidentication de lorigine des dsordres ; lvaluation de leur tendue dans lespace ; la prdiction de leur volution probable, dans lespace et dansle temps, en labsence dintervention ;

    lestimation des consquences des dsordres sur la portanceet la scurit de louvrage et des personnes ;

    la dtection de produits nocis ventuellement prsents, cause de leur incidence sur lexcution de la rparation (parexemple, amiante, plomb) ;

    la dnition des suites donner et le principe du ou dessolutions de rparation envisageables.

    Des considrations dordre esthtique sont aussi prendreen compte dans de nombreux cas (par exemple, btiments,monuments historiques) du fait de la nature des matriaux debase, de leur texture, de leur couleur et de la nature du ciment

    TTNTION !

    Le renorcement dune structure pour adapter son tat de

    service de nouveaux besoins ncessite galement

    ltablissement dun diagnostic, mme si la structure estapparemment en bon tat.

    Plus une structure est ge, plus le diagnostic doit trefouill, en particulier parce quune corrosion des armaturespeut tre amorce sans dsordres apparents.

    1.2.1 - Procdure suivre

    Elle dcoule alors des principes suivants ( adapter selon

    limportance de louvrage rparer) [2, 3] : mise en uvre de mesures de sauvegarde immdiates, sincessaire, (purges, lets de protection, fermeture au trac)(Fig. 4) ;

    ralisation dune visite prliminaire et de certainesoprations connexes (examen du dossier de louvrage) dansle but dobtenir un pr-diagnostic ;

    mise au point dun programme dinvestigation ; lancement des oprations lies au diagnostic.

    La russite de lopration demande videmment que la personnecharge des oprations de diagnostic soit un expert ( ne pasconfondre avec lexpert dsign par un tribunal, par exemple, dans

    le cas dun contentieux) ayant une exprience professionnelletendue dans le domaine des structures, dans celui des propritsphysico-chimiques des matriaux, dans celui de linstrumentationdes structures et des techniques dauscultation ainsi que dans ledomaine juridique. Bien entendu, dans les cas difciles il pourra sefaire assister de spcialistes de la mcanique des structures, delinstrumentation des ouvrages, de la chimie des matriauxLa mission de lexpert commence par la visite prliminaire, lepr-diagnostic et la rdaction du programme dinvestigation etva au minimum jusqu la remise du rapport de diagnostic.Outre son rle de conseil du matre douvrage, lexpert doitassurer la coordination des diffrents intervenants (bureaudtudes, laboratoire).

    Enn cette procdure doit tre conclue par la mise en placedune surveillance spcique de louvrage aprs sa rparation, caractre prventif.

    Figure 4. Filets de protection sous un pont en bton arm

    ancien et dsaffect (crdit photo : D. Poineau).

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    rparatIon du bton

    1.2.2 - La visite prliminaire

    Elle a pour objet damliorer la comprhension de ltat etdu fonctionnement de la structure, de prciser les conditionsenvironnementales, les dsordres visibles, laccessibilit desparties dgrades. Elle dbouche sur un pr-diagnostic et surun programme dinvestigations. Elle comprend aussi bien la

    collecte dinformations sur la gense et la vie de louvrage quela prise de photographies et la ralisation de quelques testssimples permettant de dtecter : la profondeur de carbonatation,une alcali-raction, la prsence de produits nocifs

    Cette visite doit permettre :

    dmettre un pr-diagnostic sur les causes probables desdsordres,

    deffectuer la mise au point du programme dinvestigations,si ncessaire, (inspection dtaille, tudes dimpacts,recherche ditinraires de dviation, tude de mise en placedun ouvrage provisoire, investigations particulires effectuer[par le laboratoire, le gomtre], hypothses du recalcul,

    types de calculs effectuer, ) ; dvaluer si la mise en jeu des responsabilits et lesgaranties sont ncessaires (cas du contentieux) ;

    de faire voluer ventuellement les mesures de sauvegarde(limitation du trac, taiement par exemple) ;

    dvaluer le cot probable et la dure des investigations,si celles-ci sont raisonnables au vu de la valeur vnale delouvrage

    Cette visite doit tre eectue par lexpert, accompagn, sibesoin est, au minimum dun spcialiste en structure et dunspcialiste en auscultations.

    1.3 - Le projet de rparation

    1.3.1 - Renorcement dlments ou de structures dont

    la capacit portante est insufsante

    Le problme du renorcement dun ouvrage se pose

    lorsquil :

    change daffectation (par exemple, ralisation dune ligne detramway ou passage dun convoi exceptionnel sur un pont outransformation dun btiment avec modication de lossatureporteuse) ;

    doit rsister des actions accidentelles (par exemple, chocsde vhicules, sisme) et pour lesquelles il na pas t prvu ;

    na pas la capacit portante souhaite cause derreurs deconception ou de ralisation

    Le but dun renorcement est de donner la capacit portantencessaire la structure concerne, normalement, par ajoutde matire et/ou de orces. ces travaux peuvent sajoutercertaines rparations [2] (par exemple, en cas de dsordres dusau gel, la corrosion des armatures) mais, aussi, des travauxconnexes tels que la mise en place de nouveaux quipements

    Lopration de renorcement peut imposer la mise sur cintre

    de la structure si le renforcement doit quilibrer la fois lescharges permanentes et dexploitation, mais une dnivellationdappui ou le rglage de la pousse dun arc peuvent jouer lemme rle. Le choix est fonction des mesures effectuesin situsur louvrage et des rsultats des calculs sur la rpartition des

    contraintes dans la structure lors de lvaluation de louvrage etde ltude du projet de renforcement.Elle est applicable une poutre, une dalle, une pile ou un poteauen bton arm (Fig. 5, Fig. 6 et Fig. 7).Cette solution comporte :

    la mise en place dun cintre, si ncessaire, suivi de la reprisedes charges permanentes (par exemple, par vrinage),

    la dmolition du bton denrobage pour dgager lesarmatures, si besoin est, suivi dune prparation de surface,

    le scellement darmatures de couture dans le bton conservet la mise en place darmatures supplmentaires (avecrecouvrements ou soudures),

    la ralisation de la nouvelle gomtrie de la pice, le btonajout pouvant tre mis en place classiquement ou parinjection sous pression ou par projection (le bton est mis enplace classiquement dans le cas dun plancher),

    si besoin est, une injection priphrique pour amliorer lecollage,

    la mise en charge de la structure renforce par dcintrementou par ajout de force, en gnral par dformation impose(vrinage, rglage de pousse),

    la mise en uvre dun revtement daspect et/ou deprotection.

    Figure 5. Renforcement des poutres de la passerelle dubarrage de Pizanon (crdit photo : socit Freyssinet).

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    10 Le Mie 25 mars 2011

    rparatIon du bton

    Figure 6. Principe de renforcement dune poutre par ajout de bton et darmatures.

    Figure 7. Principe de renforcement dun poteau, vis--vis des charges dexploitation seules, par ajout de bton et

    armatures.

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    25 mars 2011 Le Mie 11

    rparatIon du bton

    1.3.2 - Remplacement du bton pollu et/ou

    dsorganis et les divers traitements de protection des

    armatures

    La mthode de remplacement du bton risque dtre voue lchec dans les deux cas suivants :

    1. Si la rparation est limite aux seules zones o

    la corrosion se manieste visuellement par des

    dsordres. En effet, si les armatures dans les autresparties de la structure en sont au dbut de la priodede propagation (faible corrosion nendommageant pasle bton), de nouveaux dsordres vont apparatre parinversion de polarit (lancienne anode se transformeen cathode et vice et versa), mme si un revtementde protection est mis en uvre la n du traitement.Dans un tel cas, il faut, soit procder au remplacementtotal du bton pollu, soit appliquer en complment dutraitement local une des mthodes dcrites ci-aprs(dminralisation, r-alcalinisation).

    2. Dans le cas o les armatures corrodes ne sont pasdgages totalement de leur gangue de bton etce pour les mmes raisons que prcdemment (bienentendu, si les armatures ne prsentent pas de traces decorrosion, ce dgagement nest pas ncessaire).

    1.3.2.1 - Le remplacement du bton pollu

    Cette mthode comporte au plus huit (8) phases (seules lesphases 2, 4 et 6, voire 5 doivent obligatoirement tre mises enuvre, les autres sont applicables si besoin est) : 1re phase : si besoin est, la structure est mise sur cintre.

    Le cas se prsente lorsque la stabilit et/ou la rsistance dela structure risquent dtre mises en jeu par les travaux de ladeuxime phase (par exemple, dgagement des armatures surde grandes longueurs, enlvement de la totalit du bton decertaines parties de la structure).

    2e phase : les armatures corrodes sont dbarrassesde la gangue de bton qui les entoure au moyen de diversprocds et en respectant certaines prcautions [2].

    3e phase : si besoin est (corrosion avec rduction de sectionnotable), certaines armatures doivent tre remplaces(scellement darmatures, soudure bout bout) an deredonner lossature sa capacit portante.

    4e phase : les armatures sont obligatoirementdbarrasses de toute trace de corrosion manuellement ou

    mcaniquement lorsque le procd denlvement du btonde la deuxime phase nassure pas cette fonction. Cettephase (ou la deuxime phase) est suivie dun nettoyage pourliminer toutes les souillures, les poussires

    5e phase : les armatures, immdiatement aprs la quatrimephase, doivent recevoir une protection contre la corrosionsauf dans le cas o cette protection nest pas strictementncessaire (par exemple, en cas de remplacement completdu bton de la pice) ou est incompatible avec le procd dereconstitution de la gomtrie de la pice de la sixime phase(par exemple, le bton projet).

    6e phase : le bton denrobage des armatures estreconstitu de faon retrouver la gomtrie de la structure

    (ragrage manuel ou mcanique, bton coul, bton inject,

    bton projet). Il est aussi possible daugmenter lerecouvrement des armatures, ce qui r-alcalinise le bton etaugmente sa rsistivit.

    RRq

    La mise en uvre dinhibiteurs de corrosion (mlangs aumatriau de rparation ou appliqus la surace du bton)peut tre associe aux travaux de remplacement du bton

    pollu.

    7e phase : la structure est dcintre aprs durcissement dumatriau de rfection du bton denrobage.

    8e phase : si besoin est, une protection de surace est miseen uvre.

    1.3.2.2 - Les divers traitements de protection des armatures

    Il y a lieu de rappeler que les armatures doivent tre

    dbarrasses de toute trace de corrosion (Fig. 8), enparticulier lors dune rparation localise la jonction entreles parties reconstitues et les parties laisses intactes. En effet,la partie rpare, qui tait une zone anodique, en bnciantdun pH lev (12 13), peut devenir une zone cathodique etrisque de ormer une pile de corrosion trs ractive avecla partie encore corrode de larmature mais enrobe dunbton au faible pH. Les divers traitements de protection desarmatures ont pour but de limiter ce risque.

    Figure 8. Armatures dbarrasses de toute trace de

    corrosion au pont de Limay (crdit photo : D. Poineau).

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    rparatIon du bton

    La protection des armatures est aussi indispensable :

    lorsque lenrobage, aprs rparation, ne peut respecterla valeur ncessaire pour rsister lagressivit delenvironnement (se reporter, par exemple, aux enrobagesprescrits par les rgles de calcul du bton arm),

    RCertaines techniques de reconstitution denrobage, comme

    le bton projet par voie sche, sont incompatibles avec lamise en uvre dun traitement de protection desarmatures contre la corrosion. En eet, dans le cas dubton projet, la puissance dimpact de la projection dtruit

    le traitement.

    RRq

    Lorsque lenrobage ne peut tre respect sur une grande

    partie dune pice ou lorsque la pice est expose un

    environnement particulirement agressi (par exemple, les

    corniches dun pont en montagne), il est aussi possible de

    prvoir le remplacement des armatures concernes pardesarmatures galvanises ou des armatures en acierinoxydable dune nuance adapte lenvironnement,

    voire des armatures composites.

    lorsque le produit de rparation ne peut apporter lepH indispensable au maintien de la passivation des

    armatures. Cest le cas des mortiers de rparation base dersines synthtiques qui ont un pH voisin de 7.

    La protection des armatures avant reconstitution de

    lenrobage peut tre assure par (Fig. 9) : lapplication sur la totalit de la circonfrence de larmature

    dun revtement acti au sens de la norme NF EN 1504-7,cest--dire dun revtement contenant des pigments actifspermettant un contrle des zones anodiques :

    inhibiteurs anodiques (il existe une controverse sur leur effet long terme),

    pigments mtalliques ayant un potentiel dlectrode plusfaible que lacier et qui se sacrient son prot en cas decorrosion,

    lapplication sur la totalit de la circonfrence delarmature dun revtement tanche au sens de la normeNF EN 1504-7, cest--dire dun revtement isolant larmature

    de leau interstitielle et empchant ainsi les cations Fe deschapper et les anions entrants de se dcharger :

    revtements base de rsines synthtiques, dontlutilisation pour une rparation comme pour un ouvrageneuf est trs dlicate (Cf. Rappel).

    Figure 9. Application dun revtement anticorrosion surdes armatures de bton arm (crdit photo : socit Saint-Gobain Weber France).

    R

    La mise en uvre dun revtement tanche sur lesarmatures (produit base dune rsine synthtique) impose

    que larmature soit totalement revtue. Dans le cas contraire

    (mauvaise application ou blessure sur le chantier), il peut se

    ormer au droit dune solution de continuit une corrosionpar piqre qui se dveloppera vers lintrieurpar une

    corrosion dite caverneuse (pile daration direntielle)et qui entranera la destruction de larmature sous le

    revtement de protection.

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    25 mars 2011 Le Mie 13

    rparatIon du bton

    2 - ModES opratoIrES

    2.1 - Prparation du support et des armatures

    2.1.1 - Le relev des dauts du support en bton et

    des armatures

    Quelle que soit la mthode de rparation et/ou de renforcementou de prservation et/ou de restauration de la passivit desarmatures [2] le march (contrat) impose sur le chantier unrelev contradictoire de ltat du support et sa consistance,

    mme si un relev des dauts doit normalement dj gurerdans les pices du march.Ce relev contradictoire de ltat du support permet, enmarquant et en mtrant les dfauts du bton, les ssures, ltatdes armatures de contrler le relev du march et de xerdnitivement, aprs lpreuve de convenance les techniques

    de prparation du support mettre en uvre.Si le diagnostic et lexpertise pralable [2] nont pu avoirlieu, le march doit xer la consistance des investigationset tudes entreprendre avant tous travaux. Dans un tel cas,il est conseill de mettre le diagnostic en tranche erme etles travaux en tranche conditionnelle, compte tenu desincertitudes sur les mthodes appliquer et les quantits mettre en uvre.

    TTNTION !

    Les travaux de rparation ou de renforcement dunouvrage prcontraint ncessitent des prcautions

    particulires pour ne pas mettre en jeu la scurit de lastructure, tout particulirement lors du repiquage et delenlvement du bton (rduction de la section rsistantemais conservation de la orce de prcontrainte).

    2.1.2 - Prparation du support bton et des armatures

    et qualit du support obtenir

    2.1.2.1 - Prparation du support bton limination dubton dgrad Exigences de rsultatsLentrepreneur doit dnir les techniques quil compte utiliserpour liminer le bton dgrad ainsi que le matriel ncessaire,les dispositifs de protection et les moyens de contrle prvus,ainsi que les conditions de recyclage des produits utiliss (parexemple, en cas de sablage ou lorsquun dcapage chimiqueest prvu). Les lieux de stockage ou dvacuation des gravoisdoivent tre prciss.Les direntes mthodes dlimination des btons

    dgrads, de prparation des suraces et de nettoyage sont

    indiques dans les tableaux 1 et 2 (Fig. 10, Fig. 11, Fig. 12,Fig. 13).

    TTNTION !

    La prparation dun support avec enlvement du bton

    ncessite, en gnral, le recours au moins deux techniques

    de prparation. Une premire de dgrossissage relativement

    agressive et une autre de fnition. Un nettoyage

    complmentaire est normalement ncessaire [5].

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    rparatIon du bton

    Tableau 1 : Techniques denlvement du bton dgrad (synthse des normes EN 1504-10 et P 95-101)

    MthodesMatriel

    Efcacit Inconvnients

    nlvement du bton : limination en paisseur (> 15 mm)

    BurinageOutils manuels pneumatiues ou lectriueslgers

    Bon dgagement des btons fssurs, brls et pollusdans lencombrement des armatures.

    Cration de microfssurations locales dans le casdabattage sans prcaution.Dormation et blessures des armatures passiveset actives.arteaux piueurs traumatisants pour le personnel

    Repiuagearteau lger pneumatiue aiguillesmultiples

    rparation efcace des btons et surtout des armaturescorrodes.

    Cration de microfssurations dans les granulatsdu bton.

    BouchardageOutils manuels, pneumatiues ou lectriueslgers pointes de diamant

    Bonne prparation des suraces de aible importance. icrofssurations importantes.

    Dcapage leau trs haute pressionJusu 110 a (> 2 ois la rsistance en

    compression du bton)

    Bon enlvement des granulats dessertis et des liantsdgrads.

    Sauvegarde des armatures et dcapage efcace desarmatures (augmenter la pression > 150 a).

    Risues pour le personnel et les tiers (prvoir desprotections contre les projections).

    Bruit intense. aux pollues recycler.

    Repiuage du bton : limination de surace (sensiblement jusu 15 mm)

    Sablage secSableuse pneumatiue et compresseur(pression 6 7 bars)

    vec sables synthtiues agrs, bonne prparation desbtons et armatures. Bonne prparation des reprisesavec des produits base de liants organiues (surace dereprise sche).

    Nuages de poussire polluant. Ncessit dunpersonnel ualif avec I (uipement deprotection individuelle).Risues pour le personnel.Sur les btons peu compacts, le repiuage peutdevenir trop agressi.

    Sablage humideSableuse pneumatiue et compresseur

    vec de la silice pure, bonne prparation des reprises avecdes produits base de liants hydrauliues (surace dereprise humide).

    Risue important de pollution des parties voisines.rvoir une protection efcace.

    Dcapage leau moyenne pression

    < 60 a

    Bon enlvement des granulats dessertis et des liants

    dgrads.

    Risues pour le personnel et les tiers (prvoir des

    protections pour h > 2,50 m).aux pollues recycler.

    Rabotage mcaniueRobot lectriue molettes ou outilsmultiples

    rparation des suraces planes horizontales, non armes,fssures et pollues.

    Cration damorces de fssuration.rvoir un produit de collage ou un primairedaccrochage.

    Dcapage thermiueance becs multiples oxyactylniues

    rparation des suraces planes de bton non arm, trsefcace en cas de pollution chimiue.fcace pour lenlvement de revtements polymres encombinaison avec un raclage.

    Cration de fssures dans les granulats du bton.rvoir un nettoyage fnal nergiue.

    onageonceuse lgre, rotative, disues abrasis

    rparation des suraces planes de aible importance sansfssure ni armature

    as de reprise perormante, risue de polissage dela surace.

    Dcapage chimiue

    ar acide dilu ou solvant rserver aux cas particuliers :limination de revtements polymres (avec raclage), decontaminants ayant pntr dans le bton, de la laitance,de bton non arm, de la rouille des armatures

    Risue important de pollution des parties voisineset risues de corrosion.rvoir une protection efcace et, aprs traitement,llimination du produit ncessite un rinagesoign leau.

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    rparatIon du bton

    Tableau 1 : Techniques denlvement du bton dgrad (synthse des normes EN 1504-10 et P 95-101) (suite)

    MthodesMatriel

    Efcacit Inconvnients

    Nettoyage du bton

    au basse pression (< 18 a) Bon enlvement de la poussire, de la laitance, des rsidusdasphalte.Nettoyage des fssures, des joints.

    Risues pour le personnel.Risue de trous si la surace du bton ne prsentepas des caractristiues homognes.

    ir comprim Nettoyage de poussire non adhrente, des fssures, desjoints.

    Sassurer ue le compresseur ne dgage pasdhuile.

    arteau lger pneumatiue aiguillesmultiples

    nlvement des clous, fls de ligature, morceaux de boisincrusts dans le bton

    ossible cration de microfssurations dans lesgranulats du bton.

    Sablage sec vec sables synthtiues agrs, bonne prparation desbtons et armatures.

    Nuages de poussire polluant.Ncessit dun personnel ualif avec I(uipement de protection individuelle).Risues pour le personnel.

    Sablage humide Bonne prparation des suraces de reprise. Risue important de pollution des parties voisines.rvoir une protection efcace.

    Vapeur limination de contaminants ayant pntr dans le bton. Risues pour le personnel.

    Tableau 2 : Choix des techniques de prparation du support (daprs [8])

    Technique de prparationTraitement desdauts de planit

    Nettoyage dessalissures peuadhrentes

    Nettoyage des tachesde gras

    Amlioration de larugosit superfcielle

    limination desmicro-organismes

    grenage, brossage etdpoussirage Oui

    onage Oui Oui plus ou moins

    essivage avec dtergents Oui plus ou moins Oui avec dtergentset eau chaude

    Oui avec biocides

    rojection dabrasis sec Oui Non Oui oui

    rojection dabrasis par voiehumide

    Oui Non Oui Oui

    rojection deau souspression (Cf. NF N 1504-10) :

    Basse pression 18 a

    Oui Oui avec dtergent eteau chaude

    prs essai deconvenance pourdterminer la pressionoptimale

    Oui avec biocides

    Haute pression18 a < 60 a

    Trs haute pression > 60 a

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    rparatIon du bton

    Figure 10. Rsultat dun dcapage par sablage (crditphoto : D. Poineau).

    Figure 11. Sacs dabrasif sans silice pour sablage (crditphoto : D. Poineau).

    Figure 12. Rsultats dune hydrodmolition [2] (crditphoto : SETRA).

    Figure 13. Rsultat dun dcapage lger leau souspression (crdit photo : D. Poineau).

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    rparatIon du bton

    Figure 14. Incidences nfaste du marteau-piqueur sur leferraillage (crdit photo : D. Poineau).

    Le march peut imposer mais aussi interdire certaines de cesmthodes en fonction des avantages ou des risques quellesprsentent :

    pour le personnel : la projection dabrasifs sec, ledcapage leau haute pression ncessitent de prvoir desquipements de protection individuelle (EPI) agrs ;

    pour lenvironnement : la projection dabrasifs sec, ledcapage chimique avec des acides dilus imposent de

    prvoir le recueil des dchets polluants ; pour le bton : le rabotage mcanique, le dcapagethermique (intense) risquent de provoquer des amorces dessures, les marteaux-piqueurs provoquent des dformationsdu ferraillage (Fig. 14)

    La ou les techniques de prparation du support en btondoivent satisfaire aux exigences de larticle 7.2 de la normeNF EN 1504-1 dont les principales sont dtailles ci-aprs avec,entre parenthses, quelques explications :

    ltendue et la profondeur de la prparation doivent treconformes au principe et la mthode de rparation ou derenorcement du bton et/ou celle de prservation et de

    restauration de la passivit ; lintgrit structurale doit tre assure, si ncessaire par untaiement provisoire (Fig. 15) ;

    limportance de la prparation doit tenir compte dela proondeur de carbonatation et des profls deconcentration des chlorures et autres contaminants (aprsrparation et diffusion des contaminants restants, ces produitsdoivent rester nettement en dessous des taux critiques saufdans le cas o un traitement lectrochimique est mis enuvre) ;

    le bton ou le mortier de rparation ou de renforcement doitpouvoir tre correctement compact, en particulier, autourdes armatures, ce qui impose un dgagement minimal de

    celles-ci ;

    les bords de la zone o du bton a t enlev doivent tretaills suivant un angle compris entre 90 et 135 5pourassurer une bonne liaison mcanique entre le matriaudorigine et celui dapport (Fig. 16) ;

    les armatures doivent tre traites contre la corrosion (sauf sile mortier ou le bton est mis en place par projection en voie

    sche ou sil y a un traitement lectrochimique).

    Figure 15. taiement provisoire (crdit photo : socitParexlanko).

    Figure 16. Dispositions respecter pour le dgagementdes armatures.

    2.1.2.2 - Prparation des armatures Exigences de rsultatsAprs avoir prsent les phnomnes provoquant la corrosiondes armatures (Cf. 1.1.2) et la faon de les prserver(Cf. 1.3.2.2), ci-aprs la faon de les rparer.Dans le cas o les armatures de bton arm sont corrodes,il faut les dgager sur tout leur trac et tout leur primtre. Ledgarnissage doit tre fait jusqu ce quapparaissent la partie

    non corrode sur une longueur dau moins 50 mm (Fig. 17).

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    rparatIon du bton

    Figure 17. Toutes les armatures corrodes doivent tre

    dgages (crdit photo : socit Parexlanko).

    Pour permettre une bonne mise en place et un bon compactagedu matriau de rparation, la gure 18 donne la distanceminimale d respecter entre la barre et le support repiqu(Cg reprsente la dimension maximale du granulat).Cette distance d est au minimum gale la plus grande desdeux valeurs suivantes : 15 mm ou Cg + 5 mm.Si le bton est contamin par les chlorures, la distanceminimale est porter 20 mm. De plus, un lavage soign dubton et des armatures est effectuer leau sous pression(< 18 MPa).En labsence de toute trace de corrosion, le bton carbonat

    et/ou pollu par des chlorures peut rester en place si letraitement ait appel aux mthodes lectrochimiques (sousrserve que la rsistivit soit compatible avec la mthode) ou

    lorsque la teneur en eau du bton est trs faible (forte rsistivit)et peut le rester (environnement sec).Si la mthode de rparation prvoit la mise en place dunrevtement anticorrosion contenant des pigments actis(par exemple, de type inhibiteur) sur les barres, le dcapagedes barres doit atteindre le niveau Sa2 nettoyage dcapage

    profond .Si la mthode de rparation prvoit la mise en place dunrevtement de protection (lm tanche base de rsines) surles barres, le dcapage des barres doit atteindre le niveau Sa2 nettoyage dcapage trs profond .

    Figure 18. Distance minimale respecter entre la barreet le bton lors de la prparation du support.

    Figure 19. Entassement de barres (crdit photo : socit Parexlanko).

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    rparatIon du bton

    Parfois, dans certaines parties dune structure, la concentrationdes barres, le faible espacement entre les barres ou les paquetsde barres (Fig. 19) rend lenlvement du bton carbonatet/ou pollu et le nettoyage trs difcile (les mesures dupotentiel darmature peuvent renseigner lexistence dunecorrosion). Dans un tel cas, il est conseill, soit de mettre

    en uvre une mthode lectrochimique, soit de renforcerlefcacit de la mthode de rparation au moyen de produits base de liants hydrauliques (apport dalcalins), par exemple, aumoyen dun revtement dtanchit aux gaz et aux liquides.Llimination des parties oxydes se fait par brossagemtallique, repiquage, sablage, grenaillage ou leau sous trshaute pression.Ds que les traces doxydation ont disparu, les quatre cassuivants se prsentent :

    1. la mise en place dun revtement anticorrosion sur lesarmatures est inutile si le mortier ou le bton basede liants hydrauliques de restauration est mis en uvrepar projection par voie sche, cette technique tantincompatible avec tout revtement sur les armatures ;

    2. la mise en uvre dun revtement anticorrosionsur les armatures nest pas orcment ncessaireen labsence de produits agressifs dans le bton(chlorures) et si les armatures ne sont que peu ou pascorrodes sous rserve que le mortier ou le bton derestauration soit base de liants hydrauliques et soit misen uvre immdiatement et en paisseur sufsante

    pour assurer un recouvrement des barres conformes auxexigences denvironnement et si lenvironnement nestpas trop agressif ;

    3. la mise en uvre dun revtement anticorrosion sur

    les armatures est ncessaire si les armatures sontnettement corrodes ou si le mortier ou le bton basede liants hydrauliques de restauration ne peut tremis en uvre immdiatement et/ou en paisseur

    sufsante pour assurer un recouvrement des barresconformes aux exigences denvironnement ;

    4. la mise en uvre dun revtement anticorrosion sur lesarmatures est imprative lorsque le mortier ou le btonest base de liants organiques.

    TTNTION !

    Les revtements anticorrosion doivent tre appliqus sur les

    armatures sans dborder sur le bton. Si lentassement

    des armatures rend cette application trs difcile, il estpossible dutiliser une barbotine base de liants

    hydrauliques et de styrne butadine. Dans un tel cas, il aut

    imprativement mettre en uvre le mortier (ou le bton)

    destin reconstituer lenrobage des armatures avant la

    prise de la barbotine.

    Figure 20. Mauvaise application dun revtementanticorrosion (crdit photo : D. Poineau).

    RS

    En cas de recours un revtement anticorrosion non acti,

    la totalit de la surace de larmature doit tre recouvert par

    le produit et en paisseur sufsante. De plus, toute

    blessure du flm est proscrire pour viter le

    dveloppement dune corrosion pernicieuse sous le flm

    (Fig. 20). Lutilisation de ces types de produits est donc

    limite en rparation.

    En cas de prsence de rouille sur les parties desbarres qui sont recouvertes de bton apparemment sain etcompact juste ct dune zone rpare parremplacement du bton pollu, un nouveau couple

    galvanique va se ormer entre la zone rpare, qui va jouer

    le rle de cathode, et les deux zones non rpares, qui

    vont va jouer le rle danode (phnomne appelinversion de polarit), avec dveloppement de deuxnouvelles zones de corrosion.

    Ce phnomne dinversion de polarit va aussi survenirsi les zones voisines dune zone rpare sont proches

    dtre entirement carbonates ou datteindre le tauxde chlorures ou dautres polluants limite, cest--direquune corrosion gnralise va bientt se dvelopper.Dans un tel cas, la corrosion se dveloppera, mais plus

    tardivement que dans le cas vu prcdemment.

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    20 Le Mie 25 mars 2011

    rparatIon du bton

    RCONDTIONS

    Ces phnomnes dinversion de polarit ou de corrosion

    gnralise peuvent tre retards ou empchs avec la mise

    en uvre dune ou de plusieurs des mthodes de rparation

    suivantes :

    un remplacement complet du bton carbonat et/ou pollu

    et ce, sur toute la surace de la structure ;

    laugmentation du recouvrement des armatures ;

    une r-alcalinisation par diusion avec la mise en place

    dune couche de recouvrement en mortier ou bton sur

    toute la surace de bton carbonat ;

    une application dinhibiteurs de corrosion sur la surace du

    bton ;

    une dchloruration, si ncessaire, suivie dune

    r-alcalinisation ;

    une protection cathodique ;

    un revtement totalement tanche aux gaz ou aux liquides

    ( exclure dans le domaine du btiment car les murs

    doivent pouvoir laisser passer la vapeur deau).

    Les armatures les plus attaques par la corrosion, aprsmesure de leur diamtre rsiduel, doivent tre remplaces sila rduction de la section rsistante (vis--vis de la exion,du cisaillement) est sufsamment marque. Lenlvementet le remplacement des armatures doivent tre effectussans provoquer de dsordres, ni dans le bton (ssures,clatements), ni dans les armatures restantes (dformations,dpliages, ruptures, coupes sauvages).Le recours la soudure bout bout et par recouvrement(Fig. 21) est parfois ncessaire si les dispositions du ferraillagerendent difcile la mise en place darmatures supplmentaires

    en recouvrement classique, sous rserve que les barres soientsoudables. Les techniques de soudage utiliser sont prcisesdans les normes relatives aux armatures de bton arm. Descoupleurs ou manchons peuvent galement tre utiliss.

    Figure 21. Exemple de soudures de barres de bton arm(crdit photo : socit SIKA).

    Lajout de barres peut ncessiter leur scellement dans lebton support [9]. Il est noter, que la prparation du supportfait appel aux techniques vises au dbut de cet article, seul le

    traitement des trous et/ou forages fait lobjet de prescriptionssupplmentaires. Le fascicule de documentation FD P 18-823donne des recommandations pour le dimensionnement desscellements de barres darmatures dans le bton.

    2.1.2.3 - Nettoyage des surfaces Exigences de rsultatsAprs la prparation du support bton et des armatures, il fautliminer tous les rsidus (poussires, souillures, morceaux debton, parcelles danciens revtements). Cette oprationde nettoyage des suraces est ralise immdiatement avantla mise en uvre des mortiers et btons ou de la couchedaccrochage.Lentrepreneur doit sassurer de la compatibilit entre lamthode de nettoyage prvue et les produits de rparation mettre en uvre en cas de restauration ou dajout de bton(support sec ou humide).Les mthodes de nettoyage utilisables peuvent tre :

    sec : brossage, aspiration, soufage lair dshuil (uncompresseur en bon tat ne produit pas un air comprim

    charg dhuile) ; humide : lavage leau, avec ou sans dtergent.Dans le cas du lavage leau, les excdents deau doivent trelimins, soit par soufage lair dshuil, soit par aspiration. Deplus, avant lapplication des produits, le support doit prsenterun tat de dessiccation ou dhumidication compatible avec lesproduits utiliss.

    2.1.2.4 - Dispositions particulires lies la nature desproduits de rparation

    2.1.2.4.1 - Produits base de liants hydrauliquesDans le cas de surfaces trs poreuses ou faible pourcentagede liant, il est ncessaire dappliquer au pralable une couche

    de barbotine base de liant hydraulique. Leau de gchage peutaussi tre additionne de latex, ce qui amliore ladhrence.Dans le cas gnral, le support bton doit tre satur deaumais non ruisselant et lapplication se fait sur un support unetemprature suprieure 5 C.

    2.1.2.4.2 - Produits base de liants hydrauliques modisLa notice du fabricant dnit ltat de surface exiger et, dansle cas de surfaces trs poreuses ou faible pourcentage deliant, il est ncessaire dappliquer au pralable une couche debarbotine base de liant hydraulique modi.Les armatures dgages peuvent ne pas tre traites par unpassivant aprs leur prparation, sauf lorsque louvrage est situ

    en milieu agressif ou lorsquune couche daccrochage initiale base de polymre a t ncessaire.

    2.1.2.4.3 - Produits base de rsines synthtiquesEn rgle gnrale le support bton doit tre sec, sauf si la rsineest compatible avec une surface humide.Le fabricant doit prciser si une couche primaire daccrochageest ncessaire.Les armatures doivent obligatoirement recevoir un revtement pigments actifs anticorrosion compatible avec la rsinesynthtique utilise.

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    rparatIon du bton

    2.2 - Ralisation dune opration de restauration

    du bton

    2.2.1 - Gnralits

    Il sagit de la mise en uvre de produits ou systmes en

    aible ou en orte paisseur appliqus manuellement ou

    mcaniquement. Les exigences gnrales dveloppesci-aprs pour les trois familles de produits ou systmes sontreprises avec des complments des deux normes de rfrence.Lorsque les rparations sont de faible importance en surfaceet volume, les produits et systmes sont mis en uvremanuellement. Dans le cas contraire la mise en uvre estmcanise.La mise en uvre est effectue manuellement oumcaniquement avec le matriel adapt au type de produit, limportance des travaux et la nition recherche.Les matriels de mise en uvre sont ceux xs par la fchetechnique et la procdure de mise en uvre de lopration

    [2].

    R

    Avant toute ralisation de la rparation, une protectioncontre le vent, le soleil (ensoleillement direct) ou la pluieest mettre en place en onction des rgles de lart et des

    recommandations de la fche technique du produit ou du

    systme. Toutes ces exigences sont reprises dans laprocdure dexcution.

    Lorsque la structure rparer a tendance vibrer (parexemple, sous les effets des engins utiliss lors des travauxou sous les effets du trac car louvrage doit tre maintenuen service pendant tout ou partie de lopration), il y a lieu desassurer que les vibrations ventuelles ne risquent pas deprovoquer la dcohsion du produit ou du systme mis enuvre. Ces vibrations sont particulirement redouter pour lesmortiers et les btons projets. Dans un tel cas, le march peutimposer lors de lpreuve de convenance :

    la ralisation de plaquettes talons, dont une partie est xer la structure et lautre conserver sur le chantier dans lesmmes conditions thermiques et hygromtriques ;

    la mesure de lintensit des vibrations, en particulier au droitdes zones les plus sollicites ;

    la mise en uvre du produit ou du systme sur les deux

    catgories de plaquettes talons ; la mesure de ladhrence du produit ou du systme une foisdurci (sondage au marteau, essai de traction directe).

    RRq

    La structure elle-mme peut servir de plaquette talon sil est

    possible de raliser lpreuve de convenance avec ou sans

    vibration.

    La simple restauration du bton dune structure peut, danscertains cas, faire appel des techniques complmentaires(collage de bton frais sur bton durci, injection de linterface

    entre le produit de rparation et le support en bton) [2].

    R

    Si un revtement (ou une barbotine) est appliqu sur les

    armatures, le mortier (ou le bton) de restauration doit tre

    mis en uvre en respectant le dlai dutilisation prvu par la

    notice demploi du produit de revtement (pour une

    barbotine, avant la fn de prise de celle-ci).

    2.2.1.1 - Mise en uvre des produits base de liantshydrauliquesQuel que soit leur mode de conditionnement et de prparation,les produits et systmes sont mis en uvre dans les dlais lesplus brefs aprs larrt du malaxage. Le dlai de mrissementdpend de la nature du liant, de la temprature ambiante et deladjonction ventuelle dun adjuvant.Tout mortier ou bton nayant pu tre utilis dans les dlaisou prsentant un commencement de prise doit tre rejet. Ilne doit jamais tre mlang du mortier ou du bton frais. Leremalaxage est strictement interdit.

    En cas de mise en place dans un coffrage, le dimensionnement,la raideur et la xation de celui-ci doivent tre tels quaucunmouvement ne puisse se produire en provoquant une ssurationinterne ou une dcohsion avec ou sans dcollage de la reprise.En labsence de mise en uvre dun primaire, le support doittre humidi, mais sans excs (le support doit prsenter unaspect sombre et mat et non brillant).An damliorer la liaison entre mortiers et supports, il peuttre ncessaire, sauf sil sagit de bton projet, dappliquer unproduit dadhrence base de rsine ou de liants hydrauliquesmodis (PCC). Lapplication de mortier PCC est cependantdlicate, en particulier dans les zones fortement armes. Lesdlais prescrits entre lapplication du produit (ou primaire )

    dadhrence et celle des mortiers ou btons de reprise doiventtre scrupuleusement respects. Ces dlais dpendentgnralement de la temprature ambiante et de celle dusupport.Dans tous les cas, il faut procder une cure soigne pourlimiter au maximum la dessiccation et la ssuration du plan dereprise.

    2.2.1.2 - Mise en uvre des produits base de liantshydrauliques modis (PCC)An damliorer la liaison entre le mortier de rparation et lesupport, il est conseill de prvoir lapplication dun produitdadhrence base de liant hydraulique modi (PCC) saufsil sagit de mortier ou bton mis en place par projection. Enlabsence de mise en uvre dun primaire, le support doit trehumidi mais sans excs (le support doit prsenter un aspectsombre et mat et non brillant).La che technique du fabricant xe les dlais de mise en uvredes produits aprs malaxage. Tout mortier ou bton qui na past mis en place dans les dlais doit tre rejet.Les coffrages ventuellement mis en place doivent tredimensionns et xs de telle faon quils ne puissent pas tre lorigine de ssuration ou de dcohsion prjudiciable.Dans tous les cas, il faut procder une cure soigne pourlimiter au maximum la dessiccation et la ssuration du plan dereprise.

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    rparatIon du bton

    2.2.1.3 - Mise en uvre des produits base de rsinessynthtiques (PC)Il est rappel que les produits de type PC , qui ont descaractristiques diffrentes de celles du bton support etnapportent aucun alcalin passivant, sont utiliss lorsque lesdeux autres types de produits ne peuvent tre mis en uvre. Par

    exemple, en cas de : rparations locales sous leau ; ncessit dune forte rsistance aux agressions chimiques ; ncessit dune trs forte rsistance labrasion ; ncessit dune trs forte adhrence ; ncessit dune monte en rsistance trs rapide ; mise en uvre dune cure impossible

    Lorsque le subjectile (ou support) est trs poreux ou pauvre enliant ou lorsquil y a incompatibilit entre le produit rapport etle subjectile, une couche daccrochage doit tre applique. Sanature doit apporter la compatibilit avec le support et avecle produit rapport. Le plus souvent, les notices techniques

    conseillent la mise en uvre dune couche daccrochage surle support. Lapplication de certains produits sur un supportruisselant est dconseille.La mise en uvre des mortiers et btons base de rsinessynthtiques fait appel un personnel dexcution spcialementform et quali pour lemploi des rsines.La che technique du fabricant doit donner les valeurs de ladure pratique dutilisation (DPU) des produits en fonction dela temprature initiale des composants et de la temprature dusupport. Il faut savoir que les ractions de polymrisation sontexothermiques (elles dgagent de la chaleur) et sont dautantplus rapides que la temprature est plus grande (la chaleurest, en gnral, facteur dacclration et le froid facteur de

    ralentissement).

    Si le produit doit tre mis en place dans un coffrage, il fautsassurer que la rsine (composant du mlange) ne risque pasdadhrer au coffrage et prendre, si ncessaire, les mesuresadquates, par exemple en plaquant sur le coffrage un lmisolant (en polythylne, par exemple).Il faut aussi sassurer que ce coffrage est sufsamment raide

    et bien x pour quaucun mouvement ne puisse provoquer dessuration interne ou de dcohsion du mortier ou bton dereprise.Lorsque le produit est mis en place en plusieurs couchessuccessives, il faut attendre le durcissement de la coucheprcdente et procder un nouveau traitement de surface pourobtenir ladhrence ncessaire entre les couches.

    2.2.2 - Application manuelle ou mcanise des

    produits et systmes de rparation des btons

    en aibles paisseurs

    La faible paisseur correspond normalement la ralisationdune seule couche, sauf si la mise en place se fait par

    projection avec une nition taloche.2.2.2.1 - Cas des applications manuellesUn traitement des armatures ayant subi une corrosion est le

    plus souvent ncessaire avant la mise en uvre des produitset systmes [2].La mise en place des produits et systmes base de rsinesde synthse se fait manuellement.La mise en place des produits et systmes sous forme demortiers est ralise classiquement la truelle en serrantfortement pour viter les bulles dair et obtenir ainsi une bonneadhrence (Fig. 22). Pour le dressage des artes, une rgle peuttre utilise.

    Figure 22. Mise en place de mortier de rparation la truelle (crdit photo : socit Parexlanko).

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    rparatIon du bton

    La mise en place dun corage peut faciliter la mise en placeet le serrage du produit comme le montre la gure 23 sur larfection de labout dune dalle.

    Figure 23. Principe de coffrage pour la rparation delabout dune dalle en encorbellement (crdit photo :socit Parexlanko).

    La fnition des produits et systmes base de liants

    hydrauliques modifs ou non est effectue suivant laspectrecherch laide dune taloche en plastique rigide, dune

    taloche ponge, dune taloche mtallique, dun bloc depolystyrne ou dune lisseuse en acier inoxydable [5]La fnition des produits et systmes base de liants

    organiques, est effectue avec une lisseuse en acierinoxydable.

    Figure 24. Mise en uvre dun mortier autonivelant (crditphoto : socit SIKA).

    Sur les suraces horizontales, lorsquun produit autonivelantest utilis, le rglage de lpaisseur est obtenu par des plotsmatrialisant lpaisseur de la couche raliser (les plots

    doivent tre enlevs avant la prise du mortier) et le passagedune raclette dgalisation ou une truelle (dans les angles).Pour lvacuation des bulles on utilise un rouleau dbulleur etgalisateur (Fig. 24).Dans le cas dutilisation dun mortier de consistance

    normale, celui-ci est tir la rgle et la nition se fait la

    taloche.

    R

    Aprs la mise en place des produits et systmes base de

    liants hydrauliques, une cure est indispensable.

    2.2.2.2 - Cas des applications mcanisesLes produits et systmes mettre en place sur des surfacesimportantes sont, en gnral, base de liants hydrauliquesmodis ou non. Le mortier ou micro-bton (le plus souventprt lemploi) mettre en uvre a pour but de reconstituerlenrobage des armatures de la structure. La mise en place des

    produits se ait par projection [5, 10] : par voie mouille, suivant les quantits mettre en place, aumoyen dun pistolet pot de projection ou dune pompe mortier ;

    par voie sche, au moyen dune machine projeter et dunelance de projection.

    Si la surface totale de llment est traite et si lpaisseur dela couche de mortier ou bton mise en place est homogne etsufsante pour reconstituer lenrobage, il nest pas ncessairede traiter les armatures avant la projection par voie humide, maiscest souhaitable sil y a eu corrosion.

    TTNTION !

    La projection par voie sche est incompatible avec la mise

    en place dun revtement sur les armatures ou dun gobetis

    daccrochage sur le bton.

    Le rglage de lpaisseur de la couche mise en place peut

    tre obtenu au moyen :

    de coffrages matrialisant le coffrage de la pice restaurer ; dune rgle sappuyant sur des guides.

    Le mortier ou le micro-bton ainsi mis en uvre peut tre laissbrut de projection ou dress la rgle avec prcaution pourne pas rompre la cohsion du matriau. Une fnition talochencessite en voie sche comme en voie humide la projectiondune couche de fnition de faible paisseur (< 2 cm) aprsdurcissement de la couche prcdente (cf. Fig. 6).Pour obtenir une rparation durable, il faut procder uneprojection dans les rgles de lart [10].

    R

    Aprs la mise en place des produits et systmes base de

    liants hydrauliques, une cure est indispensable.

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    rparatIon du bton

    2.2.3 - Application manuelle ou mcanise des

    produits et systmes de rparation ou de renorcement

    des btons en ortes paisseurs

    Compte tenu du coefcient de dilatation thermique lev desproduits et systmes base de rsines synthtiques, il estprfrable dutiliser des produits base de liants hydrauliques.

    Lorsque les rparations sont localises et de aible importanceen surace et volume, les produits et systmes sont mis enuvre manuellement et il est ait appel des produits prts lemploi.Dans le cas contraire, la mise en uvre est plus ou moinsmcanise et il est possible dutiliser des produits et systmesprts lemploi ou fabriqus sur le chantier.

    2.2.3.1 - Cas des applications manuelles

    Un traitement des armatures est le plus souvent ncessaireavant la mise en uvre des produits et systmes [2].La mise en place des produits et systmes, sous forme de

    mortiers ou de micro-btons, est ralise classiquement latruelle en serrant fortement pour viter les bulles dair et obtenirainsi une bonne adhrence [2]. La mise en place seffectue icien plusieurs passes et en respectant lpaisseur des couchesen fonction de la position du support, ainsi que le dlai entreles couches. Pour le dressage des artes, une rgle peut treutilise.

    R

    En cas dutilisation de produits et systmes base de

    rsines synthtiques, une prparation de surace est

    eectuer entre les couches successives avec mise en uvre

    dune couche daccrochage.

    Comme dans le cas prcdent, des corages peuvent treutiliss, la fnition est ralise avec les mmes outils et, sur lessurfaces horizontales, il est galement possible dutiliser desproduits autolissants.

    R

    Aprs la mise en place des produits et systmes base de

    liants hydrauliques, une cure est indispensable.

    Aprs durcissement du produit ou du systme, linjection delinterace entre le support et ce produit peut tre ncessaire [2].

    2.2.3.2 - Cas des applications mcanises

    Une telle opration, le plus souvent, a lieu dans le cadre dunrenforcement structural. Il est donc ncessaire, avant deprocder la mise en place du produit ou systmes, de raliserdes oprations connexes [2].Un traitement des armatures ayant t soumises la

    corrosion est le plus souvent ncessaire avant la mise enuvre des produits et systmes, sauf dans le cas de la mise enplace dun mortier ou bton par projection par voie sche.

    La mise en place des produits et systmes sous formes demicro-btons ou de btons peut tre ralise au moyen deplusieurs techniques :

    par btonnage classique dans des coffrages, sous rserveque le coulage gravitaire soit possible (la cration dechemines de btonnage au travers de la structure est parfois

    ncessaire, voir Fig. 25). Le btonnage se fait en respectantles rgles de lart, soit du DTU 21 soit du ascicule 65 pourviter la sgrgation, le ressuage et les fuites de laitance. Lesmicro-btons et les btons doivent tre vibrs et leur surfacesuprieure est dresse la rgle et taloche (les BAP oubtons autoplaants ne doivent tre ni vibrs ni talochs) ;

    Figure 25. Principe de la chemine de btonnage pour la

    rparation dune poutre.

    par injection (coulis, mortiers ou micro-btons) dans descorages tanches mais munis dvents pour lvacuationde lair (Fig. 26). Les coffrages peuvent tre remplis degranulats pour obtenir un vritable bton. Linjection peut sefaire :- soit par simple gravit au moyen dune pompe mortier oubton,

    - soit sous pression au moyen dune presse dinjectionadapte la granulomtrie du produit ;

    par projection en voie mouille laide dune machine deprojection adapte aux volumes mettre en place ;

    par projection en voie sche au moyen dune machine projeter et dune lance de projection.

    Les techniques dinjection et de projection sont bien

    adaptes pour la mise en uvre dun bton en sous-facedune structure. Le mortier ou le micro-bton mis en uvrepar projection peut tre laiss brut de projection ou dress la rgle avec prcaution pour ne pas rompre la cohsiondu matriau. La couche qui vient dtre projete peut tredresse la rgle avec prcaution puis, aprs durcissement,

    subir un nettoyage avant la projection de la couche suivante.

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    Figure 26. Principe de rparation par injection dunmortier ou dun micro-bton.

    Une fnition taloche ncessite en voie sche comme en

    voie humide la projection dune couche de fnition de faiblepaisseur (< 2 cm) aprs durcissement de la couche prcdente.La norme NF EN 14487-2 relative lexcution du bton projetdtaille les rgles de lart mettre en uvre lors dune projectionpour obtenir une rparation ou un renforcement durable [10].

    R

    Aprs la mise en place des produits et systmes base de

    liants hydrauliques, une cure est indispensable.

    Aprs durcissement du produit ou du systme, linjectionde linterace entre le support et ce produit est trs souventncessaire, une ssure se formant cet endroit sous les effetsdes retraits [2].

    concLuSIon Rparer et ragrer ont nalement, tymologiquement desorigines assez proches. Il sagit en effet de remettre en tat un

    parement, de le rendre nouveau agrable .Purger, repiquer, rarmer ventuellement et enn reconstituer leparement dfectueux reprsentent les phases lmentaires duragrage.Sous rserve que la cause qui a t lorigine de ce dsordreait t traite, le ragrage ainsi ralis permettra dinterrompreou tout au moins de ralentir le processus de dgradation delouvrage ou dune partie douvrage.Le ragrage fait appel plusieurs techniques. Chacunedelles doit tre excute dans les meilleures conditions. Ellesncessitent, de la rigueur et de la comptence.Un ragrage mal excut, que ce soit au niveau de laprparation du support ou de la phase de reconstitution, se

    rvlera avoir t rapidement inutile.Lacte de rparer est un acte chirurgical, rchi et prcis.Comme lui, il doit tre assur par du personnel comptentet expriment, et comme lui, ses consquences sont trsimportantes pour la survie de louvrage.Les structures de gnie civil vieillissent, leurs pathologies sontde plus en plus nombreuses. Les mtiers de la rparation ontds lors une vraie lgitimit. Ils doivent tre reconnus commetels. Chaque acteur doit faire preuve de comptence, le matreduvre comme lentrepreneur, mais galement le matredouvrage qui doit accepter den payer le juste prix.Quel processus, mieux que la rparation, peut mettre envidence lintrt mme du concept de dveloppementdurable ?

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    Rfrences bibliographiques

    [1] Pourbaix M.,Atlas des quilibres lectrochimiques, ditionsGauthier Villars, 1963.[2] STRRES, Guide FABEM 1, Reprise des btons dgrads,2008.[3] STRRES, Guide 0, Introduction commune tous les guides,2008.[4] AFGC, Rhabilitation du bton arm dgrad par lacorrosion, annexe A3, 2003.[5] STRRES, Guide FABEM 4, Protection des btons, 2007[6] STRRES, Guide FABEM 2, Traitement des ssures par :calfeutrement pontage et protection localise cration dun

    joint de dilatation, 2007[7] STRRES, Guide FABEM 3, Traitement des ssures parinjection, 2007[8] LCPC, Guide technique, 2002[9] STRRES, Guide FABEM 7 mise en ligne prvue en 2011[10] STRRES, Guide FABEM 5, Bton projet, 2008

    Ouvrages

    Guillemont P.,Aide-mmoire Bton arm, 3e d., Dunod/ditions du Moniteur, 2009, 254 p.Perchat J., Trait de bton arm, ditions du Moniteur, 2010,870 p.STRRES, FABEM 1 : la reprise des btons dgrads, 2008.STRRES, FABEM 2 : Traitement des ssures par calfeutrement,

    pontage et protection localise, 2007.STRRES, FABEM 3 : Traitement des ssures par injection, 2007.STRRES, FABEM 4 : Protection des btons, 2007.STRRES, FABEM 5 : Bton projet, 2008.STRRES, FABEM 6 : Rparation et renforcement desmaonneries, mise en ligne prvue en 2011STRRES, FABEM 7 : Armatures passives additionnelles, mise enligne prvue en 2011

    STRRES, FABEM 8 : Rparation et renforcement parprcontrainte, mise en ligne prvue en 2011

    Autres publications

    Cahier des Clauses Techniques Gnrales des marchs publics

    de travaux (CCTG) : Fascicule 65 Excution des ouvrages enbton arm ou prcontraint

    FasciculesASQUAPRO disponibles sur le sitewww.asquapro.com.

    Sites internet consulter

    www.strres.orgwww.afnor.orgwww.asquapro.com

    pour En SaVoIr pLuS

    NormesNF EN 1504-1 Produits et systmes pour la protectionet la rparation des structures en bton Dnitions,prescriptions, matrise de la qualit et valuation de laconformit Partie 1 : Dnitions.NF EN 1504-7 Produits et systmes pour la protectionet la rparation des structures en bton Dnitions,prescriptions, matrise de la qualit et valuation de laconformit Partie 7 : Protection contre la corrosion desarmatures.NF EN 1504-10 Produits et systmes pour la protectionet la rparation de structures en bton Dnitions,prescriptions, matrise de la qualit et valuation de la

    conformit Partie 10 : application sur site des produits etsystmes et contrle de la qualit des travaux.NF EN 14487-2 Bton projet Partie 2 : excution.P 95-101 Ouvrages dart Rparation et renforcementdes ouvrages en bton et en maonnerie Reprise dubton dgrad superciellement Spcications relatives la technique et aux matriaux utiliss.FD P 18-823 Produits spciaux destins auxconstructions en bton hydraulique Produits descellement base de rsines synthtiques ou basede liants hydrauliques Recommandations pour ledimensionnement des scellements de barres darmaturedans le bton.DTU 21 Travaux de btiment Excution des ouvragesen bton Cahier des clauses techniques.