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Le Pont Vasco de Gama – la démarche durabilité

Martinet, G.

Résumé A partir de l'exemple concret d'un grand ouvrage, la présente communication propose de montrer comment les résultats de la recherche menée sur le transfert dans les matrices cimentaires, ont pu être appliqués à la fois au suivi d'un chantier et à la prédiction de la durée de vie des bétons mis en place. Cette démarche unique, menée en collaboration étroite avec le maître d'œuvre, est basée sur un concept nouveau de Bétons à Haute Durabilité. L'ouvrage dont il s'agit est le Pont Vasco de Gama sur le Tage à Lisbonne. Ce pont, long de plus de 17 km, construit en zone maritime sur l'estuaire du fleuve et dont la mise en service a eu lieu en Avril 1998, est l'un des plus importants jamais construits en Europe à ce jour. Une garantie de durée de vie de 120 ans, sans entretien majeur, a été exigée par le maître d'ouvrage. Indépendamment des critères de durabilité relatifs aux constituants du béton (granulats non réactifs au sens de l'alcali-réaction, nature des ciments et formulations adaptées à l'environnement direct des différentes parties de l'ouvrage), le critère de durée de vie retenu est une concentration limite en chlorures au niveau des armatures de 0.4% par rapport à la masse de ciment. Cette valeur détermine le seuil d'initiation de la corrosion des aciers. Les indicateurs de durabilité retenus sont d'une part, un coefficient de diffusion apparent des ions chlore inférieur à 1×$ 10^{–12} $ $ m^{2} $ $ s^{–1} $ déterminé par la méthode TANG Luping et, d'autre part, une perméabilitéà l'oxygène inférieure à 1×$ 10^{–17} $ $ m^{2} $. Ces indicateurs majeurs ont été complétés par des mesures de porosité accessible à l'eau, des tests de résistance à la pénétration des chlorures, des essais de migration des ions chlore et des examens approfondis de la microstructure des bétons. Les différentes mesures ont été effectuées sur des bétons de laboratoire, des bétons de chantier et des bétons carottés dans des parties d'ouvrage exposées depuis 1995. Les coefficients de diffusion des ions chlore mesurés ou calculés à partir des profils de concentration en chlorures dans les bétons d'ouvrage ont été introduits dans un modèle prédictif faisant appel à la méthode des éléments finis prenant en compte les interactions des ions avec la matrice cimentaire et l'évolution du coefficient de diffusion dans le temps. Les différentes simulations effectuées, affinées au fur et à mesure des contrôles et confrontées à la réalité de l'ouvrage, tendent à confirmer la validité du modèle prédictif utilisé et la pertinence des formulations choisies. Celles-ci, mécaniquement équivalentes à celles de Bétons à Hautes Performances, possèdent des caractéristiques de microstructure, de diffusivité et de perméabilité répondant aux exigences de durabilité de l'ouvrage.