Etude des mécanismes fins de dégradation des structures sous l’effet de la corrosion des armatures métalliques dans les monuments historiques afin de mettre en place des méthodes de prévision et de di

Depuis l’Antiquité et le Moyen Age et ce jusqu’au XXème siècle, les monuments ont été renforcés, dès leur construction, par d’importantes quantités d’armatures métalliques, la plupart du temps scellées dans des liants hydrauliques. Malheureusement ce métal peut être sujet à d’importantes dégradations dues à la présence d’eau activant des phénomènes de corrosion. La formation de couches de produits de corrosion peut induire la fissuration irrémédiable du matériau et entrainer une dégradation esthétique et mécanique d’un monument (figure 1). Afin de diagnostiquer l’état des monuments, de prévoir la corrosion et de mettre au point des stratégies de conservation adaptées, il convient de comprendre les mécanismes de corrosion et de déterminer les facteurs contrôlant leur cinétique et leur ampleur.

 

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Figure 1 : Dégâts causés par la corrosion des armatures, Eglise Saint Gervais Saint Protais (façade XVIIème siècle)

 

La collaboration entre le L2MGC et le LAPA vise à comprendre les phénomènes physico-chimiques mis en jeu en croisant les compétences complémentaires de ces deux laboratoires.

Dans le cadre de ce projet, des échantillons seront prélevés sur des monuments dont les armatures ont subi la corrosion dans différents environnements (présence de sels, carbonatation…). Ces systèmes seront caractérisés en utilisant les techniques des deux laboratoires (organisation physico-chimique des phases, porosité, tenue mécanique…). Une des originalités du projet sera de remettre en corrosion sous différentes conditions en laboratoire les éléments prélevés sur les monuments afin de simuler les processus d’altération. Ces processus seront suivis in-situ à l’aide des moyens de caractérisation du LAPA (spectrométrie Raman, diffraction des rayons X, figure 2). Ces expérimentations permettront de comprendre les phénomènes transitoires et les paramètres dimensionnant à l’origine de la dégradation des monuments. Les différentes conditions testées comprendront le comportement hydrique du béton sous l’influence de cycles d’humidité relative, le phénomène de carbonatation, l’action des sels agressifs (Cl, S…), la composition chimique du béton.

 

 

Intérêts sociétaux et valorisation

Ce travail aboutira à des propositions permettant d’améliorer la durabilité des éléments renforcés d’armatures métalliques dans le patrimoine bâti et de répondre aux préoccupations esthétiques soulevées. Les objectifs de ces travaux seront in fine de déterminer les paramètres les plus influents dans une approche performantielle de la durabilité des monuments historiques (diagnostic de l’état de corrosion pour la conservation et la restauration, prédiction du comportement à très long terme des monuments, influence des changements climatiques…).

 

Mots-clés

altération, caractérisation, conservation, imagerie, matières, media, monument

Détails d'organisation

Nature du projet : post-doc et Master 2 recherche

Structures de rattachement administratif : L2MGC et LAPA.

Contacts : A. NOUMOWE et J.L. GALLIAS du L2MGC, D. NEFF et P. DILLMANN du LAPA.

Durée du post-doc : 18 mois.

Date de démarrage : novembre 2011

Durée du stage de master recherche : 6 mois.

Date de démarrage : avril 2012.