Causes et préventions des altérations du béton : Attaque sulfatique externe

4 Octobre 2019
 

L’attaque par les sulfates d’origine externe

Dégradation d'éprouvettes de béton soumises à un test de résistance aux sulfates

Les eaux sulfatées (ou eaux séléniteuses) ou les sols riches en sulfates constituent un milieu agressif pour le béton durci. En se combinant avec l’aluminate tricalcique (hydraté ou anhydre) de la pâte de ciment durcie, les sulfates dissous dans l’eau donnent naissance à des composés expansifs, l’ettringite (ou sel de Candlot).

On considère généralement l’environnement potentiellement agressif si le béton est en contact avec des eaux souterraines contenant plus de 600 mg/l de sulfates ou avec des couches de terrain en contenant plus de 3 000 mg/kg (environnement EA2 ou EA3).

Domaines de risques et dommages dus aux sulfates d’origine externe
En surface, les canalisations d’eaux usées ménagères et/ou industrielles ou les réservoirs (de stockage/épuration) peuvent être menacés lorsqu'ils transportent ou contiennent des sulfates en solution.
Sous l’effet des sulfates, l’altération du béton se manifeste par un gonflement, accompagné d’une fissuration importante (fig 4.6.1). L’action des sulfates est toutefois relativement lente, les constructions provisoires ne nécessitent donc aucune mesure particulière.

La présence dans le sous-sol de minéraux sulfatés comme le gypse et l’anhydrite (sulfates de calcium) constitue également un risque dont il faut tenir compte, même dans le cas d’une présence éloignée. En effet les eaux souterraines peuvent dissoudre et transporter très loin des sulfates en solution. L’agression par les sulfates menace donc avant tout les ouvrages ou parties d’ouvrages enterrés. 
 

Mesures préventives

Lorsqu’il est établi ou prévisible que des éléments en béton seront en contact avec des sulfates dissous dans l’eau ou simplement présents dans le sol, il est nécessaire de prendre les précautions suivantes :

  • Utiliser un ciment à résistance élevée aux sulfates (HSR) conforme à la norme NBN B12-108. On peut alors choisir entre :
    • les ciments CEM I-SR
    • les ciments à base de laitier CEM III/B-SR ou CEM III/C-SR qui contiennent plus de 65% de laitier
    • les ciments CEM V/A HSR.
  • Ne mettre en œuvre que des bétons très compacts, donc à faible porosité.
  • Limiter le rapport E/C selon la classe d’environnement.
  • Tenir compte du fait que la capillarité peut faire remonter les eaux séléniteuses assez haut dans les structures.