Le Projet National PerfDuB piloté par l'IREX (Institut pour la recherche appliquée et l'expérimentation en génie civil) lancé en 2016 avait pour objectif de définir une méthodologie à l’échelle nationale de justification de la durabilité des bétons et des structures en béton par une approche performantielle, incluant la méthode "absolue" et la méthode "comparative". Il s’agissait d’agréger les connaissances et les retours d’expérience, de combler les manques, dans un cadre réunissant tous les acteurs concernés de manière à ce que l’approche performantielle devienne opérationnelle et d’usage courant, ce qui n’est pas encore le cas aujourd’hui.
Une méthodologie pour estimer la durabilité des ouvrages en béton
PerfDuB est un projet de recherche collaboratif labellisé par le RGC&U dont le budget global est de l’ordre de 3,8 M€ HT dont une partie est financée dans le cadre du Projet National PERFDUB (administré par l’IREX) et l’autre dans le cadre du projet MODEVIE (Modélisation du vieillissement des ouvrages en béton) soutenu par l’ANR. Il a réuni une cinquantaine de partenaires, dont le Cerema. Il est à l'origine d'avancées majeures dans le domaine des bétons pour ce qui concerne notamment la compréhension des phénomènes de dégradation, de leur caractérisation et de leur modélisation.
L'objectif du projet, qui s'inscrit dans la continuité de travaux antérieurs, était de construire une méthodologie pour la justification de la durabilité des ouvrages en béton, fondée sur une approche performantielle, qui consiste à appréhender la durabilité des bétons en considérant les données liées à la formulation ainsi que certaines caractéristiques ou propriétés du matériau, dont on sait qu’elles présentent un intérêt pour prévoir son évolution lorsqu’il est exposé à des conditions environnementales données.
Il a permis d'établir des méthodologies et procédures fiables et éprouvées sur les ouvrages neufs et anciens, validées par l’ensemble des acteurs techniques et scientifiques du domaine de la construction en béton.
Le programme de recherche était décliné en différents axes dont l’animation a été confiée à un binôme formé d’un représentant du monde industriel et d’un représentant du monde académique afin d’assurer un bon équilibre entre les approches théoriques et pragmatiques. Les thèmes de recherche étaient les suivants :
- thème 1 : Essais de durabilité, afin de définir pour chaque classe d’exposition de la NF EN 206/CN un ou plusieurs indicateurs (ou essais accélérés) reliés à un essai reconnu, acceptés et robustes. Ces essais, qui ont été l'occasion de mettre à jour des procédures et d'en élaborer de nouvelles, ont permis d’évaluer les performances de bétons réalisés avec plusieurs ciments et additions normalisés, avec plusieurs natures de granulats, et de porosité et compacité différentes, soumis à trois types d’agressions extérieures: la carbonatation, la pénétration d’ions chlorure et les agressions chimiques. Les propriétés du béton qui contrôlent à la fois la phase de dégradation de l’enrobage de l’ouvrage jusqu’à l’initiation de la corrosion des armatures, et la phase de propagation de la corrosion, ont ainsi été identifiées.
- thème 2 : Définition des seuils de performance admissibles, en conjuguant des approches de modélisation, de caractérisation des bétons considérés durables par les règles de composition de la norme et du diagnostic sur ouvrages anciens. Les valeurs seuils définies lors du projet ont servi de base à l’élaboration du projet de FD P18-480, la référence française relative à l’approche performantielle dans le domaine de la NF EN 206/CN. Ces valeurs seuils sont basées sur trois méthodologies:
- la cartographie et consolidation des résultats des propriétés mesurées pour les 42 bétons
présentés dans le présent rapport; - la modélisation de la durée de vie développée dans le projet ANR MODEVIE et complétée
par les travaux du PN PerfDuB - les données issues de l’expérience terrain sur des ouvrages anciens.
- la cartographie et consolidation des résultats des propriétés mesurées pour les 42 bétons
- thème 3 : Identification des bétons à étudier – bétons de référence : 42 bétons utilisés en France ont ainsi été étudiés. Les effets de variabilité des constituants et de la production du béton ont aussi été regardés sur des chantiers témoins.
- thème 4 : Contractualisation de l’approche, et définition des responsabilités et engagements des différents acteurs (prescripteur, producteur, utilisateur, client).
- thème 5 : Valorisation des résultats
Le Cerema a participé aux quatre premiers thèmes avec des contributions significatives de plusieurs de ses directions (Ouest, Centre-Est, Est, Méditerranée) et animé le thème 1 : Essais de durabilité
Une base de données et une méthode
A l'issue de ces travaux, une méthode normalisée opérationnelle, basée sur des essais normalisés et transposable en Europe, a été produite. Celle-ci inclut la méthode "absolue" et la méthode "comparative". Elle est destinée aux ouvrages pour lesquels un niveau spécifique d’assurance qualité est assuré. Il s’agit en principe d’ouvrages de génie civil, de certaines constructions de bâtiments complexes ou de certains produits préfabriqués en usine.
Les travaux de recherche ont concerné les ouvrages neufs, et s'est aussi intéressée aux ouvrages anciens dans le but de relier les pathologies ou le vieillissement observé au type de béton employé et à ses caractéristiques de durabilité.
Un ouvrage scientifique, "Approche performantielle de la durabilité des ouvrages en béton. De la qualification en laboratoire au suivi d'exécution", présente l'ensemble de la démarche. Il détaille les méthodologies appliquées pour les essais et les analyses sur les ouvrages existants, ainsi que la méthode de caractérisation des propriétés de durabilité des 42 bétons en exploitant la base de données créée à partir des essais et de l'observation des ouvrages existants.
Le document est disponible sur la librairie en ligne de l'Ademe :
Le projet PerfDuB a également donné lieu à la rédaction du fascicule de documentation FD P18-480 "Béton - Justification de la durabilité des ouvrages en béton par méthode performantielle" qui encadre dorénavant le déploiement de l'approche performantielle des bétons. Ce document servira de base à la révision en cours du fascicule 65 du CCTG dédié à l'exécution des ouvrages de génie civil en béton.