Les pathologies des ouvrages de traitement des effluents

Le dégagement d’hydrogène sulfuré affecte la durabilité des bétons dans les réseaux d’assainissement et les ouvrages de traitement des eaux usées. Les principales pathologies rencontrées, les mécanismes de dégradation, ainsi que quelques péconisations sont exposés dans cet article.

Benjamin TRINEL,
LERM

Les pathologies rencontrées
Les pathologies affectent les structures en béton des ouvrages en contact avec les eaux usées, tels que les fosses septiques, les stations d’épuration et les réseaux d’assainissement. Elles sont généralement visibles à l’œil nu et sont caractérisées par les désordres suivants :
— écaillage superficiel du béton (Fig. 1) ;
— gonflement localisé du béton ;
—  fissuration des éléments en béton (voiles) (Fig. 2) ;
— épaufrures (éclats) du béton (Fig. 3), laissant apparaître les granulats et les armatures sous-jacentes ;
— la mise à nu des aciers engendre un phénomène de corrosion à l’origine d’une diminution du diamètre des armatures (Fig. 4).
Ces pathologies fragilisent les structures en béton des ouvrages. Leur apparition dépend de la composition du béton, de la nature des effluents, de l’âge de l’ouvrage et du degré d’exposition.

L’origine des désordres

L’apparition des pathologies sur certaines structures béton est, d’une part, à mettre en relation avec le milieu environnant (milieu agressif chimiquement, humidité élevée…) et, d’autre part, liée aux propriétés intrinsèques des matériaux (type de ciment, faible compacité, épaisseur d’enrobage localement faible, absence de revêtement de surface…).
Les altérations provoquées sur le béton affectent plus particulièrement la matrice cimentaire. Elles se traduisent par une pénétration plus ou moins marquée de sulfates et d’alcalins dans la matrice cimentaire, par une dissolution locale de la pâte de ciment et par la formation de composés sulfatiques, qui peuvent présenter un caractère expansif. En effet, la physico-chimie du milieu environnant (migration des sulfates et des alcalins) peut engendrer la formation de cristaux de sulfates de calcium (gypse), de cristaux d’ettringite massive et de gels d’alcali-réaction dans la matrice cimentaire. De par leur caractère potentiellement expansif, ces espèces contribuent à la formation des désordres.

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