La galvanisation à chaud est un procédé unique, champion du monde de la prévention de la corrosion depuis plus de 150 ans. Aucune autre méthode n’offre une protection aussi complète de l’acier. En outre, il s’agit d’un choix intelligent et responsable. Dans la lutte contre le changement climatique, la construction circulaire joue un rôle majeur. L’utilisation optimale et la réutilisation des matières premières rares sont essentielles à cet égard. Grâce à la galvanisation à chaud, nous optons pour un acier 100% circulaire : la meilleure protection et le choix le plus durable.
La rouille des barres d’armature est un problème courant. Les viaducs, les tunnels et les balcons sont exposés aux influences atmosphériques, ce qui fait que les filets de renforcement et les barres d’armature rouillent avec le temps. Il en résulte des réparations coûteuses et la nécessité de mettre en place des systèmes de protection cathodique pour éviter que les dégâts ne s’aggravent.
Pourtant, l’acier d’armature galvanisé est utilisé depuis 1950, car ses avantages sont rapidement apparus. La couche de zinc empêche la rouille, alors que l’acier non traité augmente de volume sous l’effet de l’oxydation - jusqu’à sept fois sa taille d’origine. Le béton se fissure alors, laissant pénétrer l’eau et les substances corrosives telles que le sel de déneigement, ce qui accélère le processus de rouille.
Lorsque l’acier d’armature non traité est recouvert de béton, le béton hautement alcalin (pH 12,5 - 13,2) crée une couche passive d’oxyde de fer sur l’acier qui le protège. Cependant, le béton est un mélange non homogène d’agrégats, de ciment et de sable, et donc quelque peu poreux. Par conséquent, le CO₂ pénètre dans l’atmosphère, ce qui entraîne une carbonatation. La couche protectrice disparaît alors et la rouille se forme. En outre, les chlorures provenant du sel de déneigement, des mélanges de béton et de l’air marin peuvent avoir le même effet et accélérer la corrosion.
Il existe plusieurs façons de prolonger la durée de vie des structures en béton :
Néanmoins, les barres d’armature galvanisées constituent la solution la plus sûre et la plus rentable.
Comme pour l’acier non traité, une couche de passivation est créée sur l’acier d’armature galvanisé dans le béton neuf par une réaction entre le zinc, le calcium et l’eau. Pour créer cette couche, environ 10 microns de zinc métallique sont coupés.
Le grand avantage est que la baisse du pH du béton n’affecte pas le zinc. Alors que les barres d’armature non galvanisées ont besoin d’un pH sûr de 11,5 à 13,2, l’acier galvanisé reste stable entre un pH de 6 et 12,5.
En outre, la résistance des barres d’armature galvanisées aux chlorures est 2 à 2,5 fois plus élevée que celle de l’acier non traité. L’acier galvanisé est également robuste et résistant à l’usure, ce qui minimise les dommages pendant le transport, le stockage et l’installation.
La corrosion du zinc n’entraîne pas non plus de fissures dans le béton. La rouille de fer augmente de volume d’un facteur 7, alors que la corrosion du zinc n’augmente que de 1,3 fois. Il n’y a donc pas d’augmentation de pression nuisible dans le béton, et le produit de la corrosion migre même dans la composition du béton sans causer de dommages.
Un autre avantage est que l’acier d’armature galvanisé est plus propre. Les ouvriers n’ont pas les mains et les vêtements sales à cause de la rouille, ce qui améliore les conditions de travail sur le chantier.
On prétend parfois que les barres d’armature rouillées adhèrent mieux au béton que l’acier galvanisé. Il s’agit d’une idée fausse. Les recherches montrent que la couche de passivation de l’acier galvanisé offre en fait une adhérence de 20 à 40 % supérieure à celle de l’acier non traité.
Dans le béton, aucune réaction corrosive ne devrait se produire entre les barres d’armature non traitées et galvanisées. Ceci pendant la période où les deux métaux restent passifs. Après un certain temps, lors de la carbonatation, il pourrait se produire une action anodique du zinc. Pour éviter cela dans certaines applications, on peut choisir d’isoler les différentes surfaces (zinc et acier) l’une de l’autre en utilisant du polyéthylène et du ruban isolant.
L’acier galvanisé étant insensible à la carbonatation et présentant une résistance aux chlorures beaucoup plus élevée, il est possible d’utiliser des conceptions plus « légères ». Cela signifie que l’on utilise moins de matériaux et que la conception est plus durable, sans compromettre la solidité et la fiabilité de la structure.
Cette publication est une version abrégée de la brochure EGGA« Galvanised reinforcing steel in concrete structures« .
