CONTRIBUTION À L’ÉTUDE DE LA PERMÉABILITE RELATIVE AU GAZ ET À L’EAU LIQUIDE DU BÉTON ORDINAIRE PARTIELLEMENT SATURÉ

Abstract

Les perméabilités aux gaz et à l’eau liquide des bétons sont des indicateurs majeurs de la durabilité des ouvrages en béton armé, car elles régissent la pénétration d’agents agressifs gazeux ou liquides dans le béton. Toutefois, l’aptitude du béton à se faire pénétrer par des agents agressifs varie de façon sensible en fonction du taux d’humidité (degré de saturation) qui peut évoluer dans le temps et selon le milieu environnant. Le taux de saturation joue donc un rôle fondamental vis-à-vis des propriétés de transport au sein des bétons partiellement saturés. Ce travail de recherche à caractère expérimental étudie les perméabilités au gaz et à l’eau liquide de bétons ordinaires partiellement saturés et vérifie la validation de certains modèles existants (développés à l’origine pour les sols) pour la prédiction de la perméabilité relative du béton en fonction de son degré de saturation. Des relations empiriques entre la perméabilité intrinsèque au gaz et le degré de saturation ont été déterminées pour chacun des quatre bétons ordinaires étudiés, ainsi que l’évolution de la perméabilité relative au gaz en fonction de la saturation a été déduite pour ces bétons. L’influence de certains paramètres, tels que le préconditionnement, et des paramètres de formulation comme le rapport ⁄ et la classe de résistance du ciment, sur la microstructure du béton et par conséquent sur sa perméabilité relative au gaz, a été déterminée. Aussi, l’effet de la taille de l’échantillon (diamètre de l’échantillon) sur la mesure de la perméabilité au gaz n’est pas très significatif. Une méthode de mesure de la perméabilité relative à l’eau liquide a été proposée, dans ce travail, pour caractériser la perméabilité du béton partiellement saturé en régime non stationnaire. Pour chaque béton étudié, une relation exponentielle entre la perméabilité intrinsèque à l’eau liquide et le degré de saturation a été déterminée. La perméabilité intrinsèque a été aussi calculée par le modèle de Katz-Thompson II, basée sur les résultats de la porosimétrie au mercure et comparée avec celle mesurée expérimentalement pour les quatre bétons étudiés. La validité des modèles existants dans la littérature pour l’évaluation de la perméabilité relative des milieux poreux non saturés a été vérifiée pour les bétons ordinaires étudiés. Un ajustement est proposé pour la modélisation de la courbe de la perméabilité relative au gaz en fonction de la saturation en utilisant le modèle de Van Genuchten-Mualem. La perméabilité relative à l’eau en fonction du degré de saturation peut être modélisée par le modèle de DiCarlo modifié.