Diagnostic de corrosion Matériel «chantier» : GALVAPULSE (Germann Instruments) Exemples d application Présenté par : J.L. GARCIAZ LERM (Laboratoire d Etudes et de Recherches sur les Matériaux) Paris 3 juin 2008
Système GALVAPULSE (Germann Instruments) Impulsion galvanostatique Générateur de tension à courant constant µ-voltmètre datalogger micro computeur Électrode de référence Anneau d injection (ou électrode de travail) Anneau de confinement Béton Armature Potentiel 0 Ecorr (Potentiel libre) Temps 2
Système GALVAPULSE (Germann Instruments) Impulsion galvanostatique Détermination de la résistance de polarisation (Rp) d après la courbe de polarisation E (V) Eapp E max Iapp*Rp + 0 - Iapp*Rohm Temps (t) Ecorr Lorsque un courant constant est appliqué (Iapp), on observe un saut de potentiel instantané (chute ohmique correspondant à la résistance électrique Rohm du béton entre l armature et la surface du béton), puis une polarisation progressive de l armature qui permet de calculer la résistance de polarisation Rp : E(t) = Iapp [ Rp [ 1-exp(-t/Rp Cdl) ] + Rohm => Rp => calcul de Icorr (Stern-Geary : Icorr = B / A.Rp) en µa / cm 2 => Vitesse de corrosion (Lois de Faraday : Vcorr ~ 11.6 Icorr ) en µm / an 3
Avantages du système Contrôle des paramètres (durée de la polarisation, intensité appliquée, surface de l armature, utilisation ou non du confinement) Rapidité de la mesure (5 60 secondes) Résultats immédiats sur site avec vérification de la «qualité» des mesures (affichage de la courbe de polarisation) Affichage de Icorr, Rohm, Ecorr Maniabilité du matériel 4
Etude de cas : objectifs généraux Diagnostic technique Etude de faisabilité de la mise en place d une protection cathodique Durabilité 5
Etude de cas Diagnostic technique basé sur : Inspection détaillée Contrôles non destructifs utilisation de méthodes complémentaires : Mesures d enrobage des armatures (réflectométrie radar ou pachomètre) Mesures de résistivité électrique du béton ; Mesures de potentiel libre Mesures de vitesse de corrosion (Galvapulse) Prélèvements Analyses en laboratoire Profondeur de carbonatation Pénétration des chlorures et modélisation.. 6
Etude de cas - Exemple de résultats Faible Probabilité de corrosion active Forte Vitesse de corrosion : 1.2 à 7 µm/an => nulle à très faible Seuils «Galvapulse» Icorr (µa/cm 2 ) Vcorr (µm/an) < 0.5 < 6 nulle à très faible 0.5 à 2.7 6 à 30 faible 2.7 à 27 30 à 300 forte > 27 > 300 très forte 7
Etude de cas Exemple de résultats Faible Probabilité de corrosion active Forte Vcorr moy ~41µm/an Enrobage = 50 à 70 mm Vcorr moy ~55 µm/an R moy ~46 KΩ.cm R moy ~22 KΩ.cm 8
Etude de cas Exemple de résultats (synthèse) Ouvrage en milieu marin nm = non mesurable 9
Vitesse de corrosion (méthode galvanostatique impulsionnelle) Difficultés rencontrées Répétitivité des mesures parfois médiocre Mesures assez souvent bruitées, voire impossibles (polarisation impossible) Dépassement peu vérifiable des limites techniques de l appareil (contextes «difficiles» : résistivité électrique du béton trop élevée, fort enrobage, corrosion hétérogène, ) D où difficultés d appréhender les limites d application de la méthode === Variabilité des mesures Ecarts / autres techniques ou matériels (mises en évidence lors de nombreuses études de cas, dans le benchmark des poutres de la Rance, ) 10
Vitesse de corrosion (méthode galvanostatique impulsionnelle) Voies de recherches Etude de l influence des conditions environnementales Influence des paramètres d acquisition (durée de polarisation, intensité du courant injecté, ) et étude de l efficacité du système de confinement (modélisation) Etude comparative des résultats entre différents types d appareillage (labo chantier) et les pertes d aciers réelles (gravimétrie) : essais sur corps d épreuve Détermination des incertitudes et «corrections» éventuelles des résultats ou des seuils de risque en fonction des appareillages et du contexte = GROUPE GT3 du PROJET APPLET 11