Résumé:
La carbonatation du béton est l'une des principales causes de corrosion des armatures des
structures en béton armé. La progression du front de carbonatation dépend de plusieurs facteurs,
notamment des proportions du mélange et des conditions d'exposition. Plusieurs modèles
mathématiques et analytiques, de prédiction de la carbonatation, sont disponibles dans la
littérature. Cependant, ces modèles sont basés sur des équations de régression simples et ne
peuvent pas prédire ou refléter avec précision les divers facteurs impliqués dans la carbonatation
du béton. À cet effet, ce travail consiste à appliquer la technique des Réseaux de Neurones
Artificiels (RNAs) pour prédire la profondeur de carbonatation des bétons aux ajouts cimentaires
(cendres volantes et laitier de hauts fourneaux). Deux modèles de prédiction ont été développés
en utilisant les résultats expérimentaux de plusieurs recherches antérieures. L’élaboration de ces
modèles a été effectuée en prenant en considération les paramètres les plus influents sur la
carbonatation du béton : des paramètres liés aux caractéristiques du mélange (quantité du liant,
rapport eau/liant, taux de substitution des cendres volantes ou du laitier, la finesse et l’indice
d’acidité du laitier) ; des paramètres liés aux conditions environnementales (concentration en
CO2 et humidité relative), des paramètres liés aux conditions de cure (durée de cure) et l’âge du
béton. La performance d’apprentissage, de test et de validation des modèles RNAs élaborés dans
cette étude, a montré de très bonnes corrélations dépassant les 98% entre les valeurs observées et
les valeurs prédites. L’étude paramétrique effectuée pour évaluer l'effet de chaque paramètre sur
la profondeur de carbonatation a montré une bonne concordance avec la littérature. Ainsi, la
validation expérimentale des deux modèles a prouvé leur capacité de généralisation avec des
coefficients de corrélation de 0,93 pour le modèle des cendres volantes et 0,88 pour celui des
bétons au laitier. En fin, une formule analytique est proposée pour prédire la profondeur de
carbonatation des bétons aux cendres volantes, avec une performance qui dépasse les 92%,
pouvant être appliquée avec succès pour estimer la durée de vie de ce type de béton.
