Défaut d’étanchéité : comment protéger durablement un ouvrage en béton

Qu’est-ce qui provoque un défaut d’étanchéité ?

Nous traitons ici des défauts d’étanchéité au sens du DTU 14.1 pour les ouvrages soumis à contre-pression ou en rétention au sens du fascicule 74 du CCTG. L’étanchéité des ouvrages en béton est essentielle pour garantir leur durabilité et leur performance structurelle. Un défaut d’étanchéité survient lorsque le béton, mal protégé ou dégradé, ne remplit plus son rôle de barrière contre l’eau et l’humidité.

Plusieurs facteurs peuvent être à l’origine de ces infiltrations :

– Porosité excessive du béton : Un béton mal dosé, trop poreux ou mal vibré favorise la pénétration de l’eau.
– Fissurations : Les contraintes mécaniques, les cycles gel/dégel ou la réaction alcali-silice peuvent provoquer des fissures facilitant les infiltrations.
– Joints défectueux : Un mauvais traitement des joints de dilatation ou de construction peut être une faille dans l’étanchéité.
– Vieillissement des systèmes d’étanchéité : Les membranes, enduits ou revêtements protecteurs se dégradent avec le temps.
– Pression hydrostatique : Dans les infrastructures souterraines, la pression exercée par l’eau peut forcer son passage à travers les microfissures et les joints mal étanchés.
– Sous-dimensionnement ou mauvaise exécution des ouvrages béton : On constate fréquemment un sous-dimensionnement aux conséquences du gradient thermique des ouvrages semi-enterrés ou encore une mauvaise exécution des radiers soumis à la sous-pression. Ces derniers présentent en général un enrobage trop important des aciers en chapeaux et donc un déficit structurel face aux variations de nappe phréatique générant de la fissuration et donc des infiltrations.

Les conséquences sur la longévité de la structure

Un défaut d’étanchéité ne se limite pas à des problèmes esthétiques. Il peut compromettre l’intégrité structurelle de l’ouvrage en entraînant :

– Corrosion des armatures : L’eau infiltrée entraîne la carbonatation du béton et la corrosion des aciers, réduisant la capacité portante de la structure.
– Effritement et délitement du béton : L’infiltration d’eau combinée au gel/dégel dégrade le béton par expansion et retrait successifs.
– Diminution de la résistance mécanique : Une structure fragilisée par l’humidité devient plus vulnérable aux charges et aux sollicitations externes.
– Dégradations secondaires : L’apparition de moisissures et le décollement des revêtement intérieurs sont des conséquences fréquentes.

Procédés de diagnostic : comment évaluer la gravité

Un diagnostic précis est indispensable avant toute intervention. Plusieurs méthodes permettent d’identifier les zones à risque :

– Inspection visuelle : Identification des fissures, traces d’humidité et d’efflorescences.
– Identification du ferraillage de la structure existante
– Modélisation de la structure suite au relevé du ferraillage et évaluation des capacités résistantes/déformations
– Relevé des fissures et détermination de leur caractère actif ou inerte.
– Thermographie infrarouge : Visualisation des différences de température causées par l’humidité piégée dans la structure.
– Mesure du taux d’humidité : Utilisation d’hygromètres pour identifier les zones saturées en eau.

Techniques d’étanchéité et produits adaptés

Une fois le diagnostic réalisé, plusieurs solutions peuvent être mises en œuvre en fonction du type d’ouvrage et de l’ampleur du problème.

1. Réparation des fissures et des joints

– Injection de résines polyuréthanes ou époxydiques : Ces produits comblent les fissures en formant une barrière étanche.

– Reprise des joints : Application de bandes d’étanchéité pour rétablir la continuité des joints de dilatation et des fissures actives

2. Imperméabilisation du béton

– Cristallisation: Utilisation d’adjuvants à effet cristallisant qui réagissent avec l’humidité et colmatent les capillarités du béton :Ce procédé, bien que très répandu et reconnu par le dtu 14.1 est à déconseiller. En effet, le principe de ce procédé est de faire « cristalliser » la chaux libre contenue dans le béton, or, celle-ci est d’une teneur extrêmement variable. Il est présenté comme un cuvelage, ce qui est vrai d’un point de vue règlementaire, mais dans les faits, le résultat est de mauvaise qualité et ce procédé constitue une très faible amélioration de l’imperméabilisation de l’ouvrage. Dans le cas où les attentes vis-à-vis du cuvelage sont faibles, nous recommandons de privilégier le cuvelage « relativement étanche » avec traitement des points singuliers (joints, gorges, scellements…). Celui-ci présentant un résultat plus intelligible pour les divers intervenants non sachants de l’opération avec des tolérances de fuite clairement explicitées. ITS intervient par ailleurs beaucoup en réparation d’opérations réalisées avec ce procédé.
– Cuvelage par revêtements minces : Ce procédé est de meilleure qualité que la cristallisation ou minéralisation mais reste à bas coût de faible niveau de qualité. Il était beaucoup utilisé jusque dans les années 2010.
– Hydrofugation/cuvelage épais : Application de produits hydrofuges pour réalisation de cuvelage épais. Procédé de bonne qualité mis en œuvre jusque dans les années 80, il présente une très bonne durabilité mais reste ouvrageux car sa mise en œuvre est fastidieuse et le savoir-faire se perd au fil du temps. Les équipes ITS réalisent ce type de cuvelage en réparation de cuvelage épais existant.
– Cuvelage par Système d’Imperméabilisation Liquide (SIL) : revêtement d’imperméabilisation à base de résines polymères sans résistance à la fissuration. Ce revêtement présente un bon niveau de qualité mais ne résiste pas à la fissuration du support ce qui reste un point faible vis-à-vis de la durabilité.
– Cuvelage par Système d’Etanchéité Liquide (SEL) : Revêtement d’étanchéité à base de résines polymères avec mise en place d’une armature en fibre de verre résistant à la fissuration. Ce système est de très bonne qualité et représente un investissement plus important que les autres procédés, il présente en revanche une très grande durabilité, ce qui permet de l’amortir raisonnablement.

Garantir l’étanchéité des structures en béton est un enjeu majeur pour leur durabilité et leur performance.
Un diagnostic précis, suivi de l’application de solutions adaptées permet d’assurer une protection efficace et pérenne contre les infiltrations d’eau.