Séminaire – Philippe Turcry – Comment appréhender la carbonatation des bétons

Résumé :

La carbonatation des bétons est un transfert réactif du CO2 au sein de la matrice poreuse du matériau. Après dissolution dans l’eau interstitielle, le CO2 réagit avec les ions calcium fournis par les hydrates du ciment produisant du carbonate de calcium, phase minérale très stable. Même si le phénomène est bien connu, car étudié depuis de nombreuses années, comme en témoigne la revue bibliographique publiée en 1958 par Verbeck (1), cela reste un sujet de recherche d’actualité. Trois éléments peuvent expliquer cette constance.
D’abord, la carbonatation est un phénomène lent, parfois difficile à explorer en laboratoire. L’évolution des techniques de mesure apporte toujours de nouvelles réponses/questions. Ensuite, le socle de connaissances a été établi pour les ciments Portland à forte teneur en clinker. L’apparition de nouveaux liants à impact environnemental réduit nécessite, depuis une bonne décennie, de réactualiser les données, voire de repenser les méthodes d’investigation. Enfin, la carbonatation est à l’origine d’un risque de corrosion des armatures en acier ; elle a donc surtout été envisagée dans le cadre de la durabilité du béton armé. Or, “carbonatation” signifie, au sens propre, une minéralisation du CO2. Un élément en béton en cours de carbonatation peut être vu comme un puits de carbone. Dans ce contexte, le LaSIE, Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement de La Rochelle Université, développe depuis une vingtaine d’années différentes approches pour appréhender ce transfert réactif, des essais accélérés aux méthodes d’étude des moteurs du phénomène (diffusion gazeuse, réactivité chimique), en passant par la modélisation. Au cours du séminaire seront présentées ces différentes approches illustrées par quelques applications (carbonatation des « écobétons », piégeage du CO2 par des granulats de béton recyclés).

(1) G Verbeck. Carbonation of Hydrated Portland Cement, pages 17–36. ASTM International, West Conshohocken, PA, 01 1958.