PREDICTION DE LA DUREE DE VIE DES OUVRAGES EN BETONS A BASE D’AJOUTS CIMENTAIRES

Abstract

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.