Vieillissement environnemental

Le laboratoire dispose de deux enceintes thermohydriques (modèles MKF 720 et KMF 720 lui permettant de réaliser des investigations (vieillissement, cyclages, fluage, ...) en environnement contrôlé en température et humidité.

Une des enceintes permet de réaliser des variations de température rapide avec régulation de l’humidité (-40 à 180°C, 10 à 98% HR). La seconde enceinte offre des conditions parfaitement constantes et homogènes en température et humidité (-10 à 100°C ; 10 à 98% HR).

Le laboratoire dispose de deux enceintes d’essais cycliques de corrosion (modèles S1000XP et CC1000ip). Les deux enceintes permettent de recréer 3 climats distincts (brouillard salin, humidité saturée/condensation, séchage à l’air). L’enceinte CC1000ip permet en outre de créer un climat en humidité contrôlée.

Le brouillard salin est réalisé de la température ambiante à +50°C, le séchage de la température ambiante à +70°C, l’humidité contrôlée de 25% HR à 30°C à 85 %HR à 60°C. Ces climats peuvent être programmés pour s’effectuer dans n’importe quel ordre et se répéter automatiquement.

Le vieillissement sous contrainte à l'eau distillée des armatures métalliques consiste à appliquer un vieillissement dans une cellule d'eau distillée en circulation (avec une zone d'éclaboussure) sous une charge constante. Ces essais sont mis en œuvre en accord avec la norme NF A 05-30. Les armatures vieillies pendant 3 mois sont soumises à un essai de traction afin de déterminer leurs caractéristiques mécaniques résiduelles. Le laboratoire possède plusieurs bâtis et cellules dédiés à ces investigations.

Ces bâtis sont par ailleurs utilisés pour étudier le vieillissement sous charge d'armatures composites dans des solutions alcalines à différentes températures.

Le vieillissement sous contrainte des armatures métalliques désigne le processus par lequel les métaux subissent des dégradations structurelles et des modifications de leurs propriétés mécaniques en raison de la combinaison de facteurs tels que la contrainte, la température et le milieu d’exposition. Ces trois facteurs sont mis en œuvre dans les essais menés au laboratoire dans le cadre des essais de corrosion sous contrainte dans une solution de thiocyanate d’ammonium prévu au paragraphe 11 de la norme NF EN ISO 15630-3. Mécaniquement, le vieillissement entraîne une perte de la ductilité et une augmentation de la rigidité de l'acier, ce qui rend les structures plus fragiles et plus sujettes à la corrosion et aux fissures.

Le laboratoire SMC possède trois bâtis de corrosion sous contrainte au thiocyanate d’ammonium, deux destinés à accueillir des fils et des torons de précontrainte et un destiné à accueillir des barres de précontrainte. Chacun de ces bâtis possède un dispositif de mise en charge (centrales et vérins hydrauliques), un capteur de force (200kN, 300kN, ou 1200kN), et un dispositif de maintien de la température de la solution.

L’étude de la durabilité des matériaux du génie civil nous pousse à recréer des conditions laboratoire au plus proche de l’environnement réel.
Pour ce faire, le laboratoire dispose de plusieurs bacs thermostatés remplis de solutions où différents échantillons sont plongés.

Les solutions peuvent être de plusieurs nature :

• eau de mer,
• eau douce,
• solution simulant le milieu « béton » (solution pH>10)

Il nous est également possible de recréer des conditions de marnage, de splash zone et d’accélérer les phénomènes en chauffant la solution jusqu’à 60°C.

L’essai de traction lente consiste à appliquer une déformation dynamique à l’éprouvette en présence d’un milieu corrosif avec une très faible vitesse de déformation, de l’ordre de 10-5 – 10-7 s-1.

Bien que plus éloigné des conditions de service, il présente l’avantage d’être plus discriminent. Il nous permet aussi de mesurer lors des essais des paramètres mécaniques comme le Rm, l’Agt ou la striction et de comparer plusieurs milieux agressifs entre eux.

Le principal avantage reste cependant l’accélération de la vitesse de corrosion. En effet l’application de la déformation  sur l’éprouvette crée  un renouvellement de la surface métallique (Dépassivation) et ainsi augmente considérablement la nocivité de la solution corrosive sur l’éprouvette.