Allongement de la durée de vie des structures en béton armé via le colmatage des fissures par autocicatrisation et biocicatrisation

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Le territoire du Canada est soumis à de fréquentes périodes de gel-dégel et l'utilisation intensive de sels de déglaçage produit un environnement très agressif pour les structures en béton. Le Canada fait face à de très importants défis technologiques, économiques et sociaux reliés à la dégradation des infrastructures de transport en béton armé. Les fissures du béton d'enrobage des armatures sont des chemins préférentiels pour la pénétration des agents externes agressifs (sels de déglaçage). Pour prolonger la durée de vie des structures en béton existantes, et pour pouvoir en construire de nouvelles ayant une durée de vie de 100 ans et plus, il est essentiel de développer des technologies pour colmater les fissures. Ce projet de recherche vise le développement de bétons autocicatrisants et la bioréparation des fissures par la formation de carbonate de calcium. L'avantage de l'autocicatrisation est qu'elle s'active d'elle-même, dès la formation d'une fissure et l'apport d'humidité. La bioréparation consiste à injecter dans les fissures un gel nutritif et des bactéries dont la croissance et le métabolisme engendrent le colmatage des fissures par précipitation de carbonate de calcium.Au cours des 5 prochaines années, le développement des bétons autocicatrisation vise à optimiser le type et le dosage des réactifs internes latents et à optimiser leur mode d'introduction (ajout sous forme de poudre lors du gâchage, dimension, composition et taille des microgranulats) pour atteindre un colmatage complet de grosses fissures de plus de 500 µm. Le développement de la biocicatrisation vise à optimiser la composition et la rhéologie d'un gel injectable contenant les bactéries. Il faut aussi développer une technique d'injection adaptée aux structures réelles et commencer les premiers essais in situ pour quantifier la performance et la cinétique de la biocicatrisation dans des environnements naturels. Pour les deux approches, on vise à quantifier l'effet du colmatage sur les propriétés de transport dans les fissures et, en particulier, à quantifier les impacts favorables du colmatage sur l'allongement de la période d'initiation de la corrosion en fond de fissure et à l'interface acier-béton.La démarche scientifique repose sur une approche expérimentale unique et originale, spécifiquement adaptée pour étudier les mécanismes physico-chimiques de l'autocicatrisation et de la biocicatrisation et quantifier très précisément leur efficacité et leur cinétique temporelle (coeur expansif et cellule de perméabilité à l'air, bâti de traction sur de grandes dalles de béton). Des mesures seront effectuées pour caractériser les produits d'autocicatrisation et de biocicatrisation formés dans le volume des fissures. Des essais de validation de l'autocicatrisation et de la biocicatrisation sur des structures de béton en service seront entrepris.