Économique et résistant, le béton trouve ses applications dans tout type de bâtiment : résidentiel, tertiaire, industriel… Entre les mains des architectes, les projets de construction en béton revêtent une esthétique à la fois robuste et élégante. Sur le terrain, la mise en œuvre doit tenir compte de plusieurs paramètres afin de limiter les risques de fissurations qui menacent à terme la durabilité de l’édifice.
Le retrait du béton
Le retrait du béton est une variation volumique qui intervient au moment de la mise en œuvre et tout au long du cycle de vie de l’ouvrage. Le béton coulé affiche un taux d’humidité de 100 %. Un niveau, qui dans les faits sera toujours supérieur à celui du milieu ambiant sur le chantier. Par conséquent, la variation dimensionnelle du béton dans le temps est principalement assimilée à une réduction volumique.
Les différents types de retrait
Le retrait total du béton regroupe l’action concomitante de différents types de retraits observés, soit en périphérie des éléments, soit dans la masse du béton.
Le retrait plastique
Le séchage rapide du béton induit un retrait en phase plastique, c’est-à-dire lorsque le matériau se consolide, mais que sa résistance ne suffit pas à retenir l’eau de gâchage. L’ampleur de ce retrait dépend de la quantité d’eau qui s’évapore en surface. Un paramètre lui-même influencé par la température et l’humidité relative ambiante, sans oublier la vitesse du vent. En l’absence de mesure préventive, ce retrait est susceptible d’occasionner des fissures relativement profondes. Un terrain propice à la formation d’autres fissures de retrait après prise.
Le retrait thermique
Négligeable sur les pièces non massives, le retrait thermique se manifeste par une contraction occasionnée par le retour à température ambiante. Entre la compression au centre et la traction aux bords, la contrainte mécanique tend à fissurer le matériau. L’ampleur du phénomène s’accentue et la contraction thermique sera d’autant plus importante avec les pièces plus massives.
Le retrait endogène du béton
Le retrait endogène du béton se produit lorsque le volume des hydrates formés est inférieur au volume d’eau. Des forces de traction capillaire, similaires à celles du retrait plastique, entrent en jeu et aboutissent à la contraction du béton. Ce retrait lié à la dessiccation interne du matériau est un phénomène lent. Les valeurs du retrait endogène peuvent atteindre plusieurs millimètres selon le type de béton. Cette déformation touche davantage les classes de béton les plus résistantes et les éléments particulièrement massifs.
Conséquences du retrait sur la durabilité du bâtiment
Le retrait du béton a donc pour conséquence l’apparition de phénomènes de fissuration dont l’ampleur varie selon les conditions de mise en œuvre et le type de béton. Certaines fissures amorcent des dommages futurs en permettant la pénétration d’agents agressifs au sein même de la structure ou encore en limitant l’adhérence entre le support béton et un matériau rapporté en surface. La pose de couvre-joints adaptés participe à la prévention contre les risques de dommages structurels. Les couvre-joints Adesol sont spécialement conçus pour accompagner les phénomènes de dilatation et absorber les mouvements tridimensionnels en zone sismique, avec une large gamme de profilés à déployer en construction neuve comme en rénovation.
La corrosion des armatures du béton armé
Les armatures métalliques destinées à limiter les effets du retrait du béton peuvent être à l’origine de plusieurs sinistres, allant des simples éclats de béton à des armatures dénudées recouvertes de rouille, ou encore des écoulements de teinte ocre sur les parois. La porosité excessive du béton, la mauvaise disposition des armatures et les fissures structurelles des maçonneries peuvent être à l’origine de ce désordre.
La composition du béton, associée à des conditions climatiques défavorables lors de la mise en œuvre, et ajouté à une dessiccation rapide, peuvent causer une porosité excessive. Les défauts d’enrobage des armatures et les chemins creusés par les fissurations participent à la mise en place d’un terrain propice à la carbonatation, puis à la corrosion par la pénétration de CO2 et d’oxygène dans un milieu humide.
Quelles solutions ?
Prévenir l’apparition de fissures de retrait passe par l’évaluation du bon rapport eau/ciment (E/C). Celui-ci varie selon les types de béton. Certaines compositions à base d’adjuvants spécifiques permettent d’obtenir un rapport E/C inférieur à celui traditionnellement pratiqué. C’est le cas des compositions des bétons à haute et très haute résistance. Le retrait plastique est d’autant plus important que le rapport E/C est grand. À l’inverse, le retrait endogène tend à s’accentuer lorsque le rapport E/C est faible, c’est-à-dire dans les compositions reposant sur une quantité de ciment relativement plus élevé.
Anticiper ces risques dès la conception de l’ouvrage passe également par la mise en place de joints de retrait à intervalles réguliers qui vont limiter l’impact des variations dimensionnelles. Quant aux phénomènes de corrosion, ils peuvent être évités en respectant les normes en vigueur pour l’enrobage des armatures et en agissant par ailleurs sur l’apparition de fissurations structurelles.
Quelles alternatives ?
Le respect des normes et l’application des bonnes pratiques propres à ce matériau contribuent à allonger considérablement la durée de vie des constructions en béton. Toutefois, contrairement aux projections les plus optimistes des ingénieurs du XXe siècle, les bâtiments en béton armé ont déjà montré leur limite. La durabilité et la pertinence de ce matériau sont remises en cause. Son bilan carbone, entaché par les phases de fabrication et de valorisation, peine à satisfaire les nouvelles exigences de l’éco-construction. Mais les compositions innovantes ne manquent pas : béton cellulaire, béton de chanvre… Et même le béton auto-cicatrisant !