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La gestion des interventions sur les ouvrages en béton, publics et privés, n’est pas toujours optimale. Ceci est dû à l’absence d’un protocole complet capable de guider de manière homogène les ingénieurs dans leurs choix relatifs à la priorité ainsi qu’aux types de travaux à effectuer sur leurs ouvrages. Ce manque d’assistance décisionnelle se traduit par des interventions qui ne sont pas toujours optimales en termes de coûts et de durabilité. Ce mémoire présente la méthodologie développée en collaboration avec les ingénieurs d’Hydro-Québec dans le but d’uniformiser, rationaliser et intégrer dans un outil de gestion les différentes étapes requises pour réussir des interventions optimales et de qualité. Trois activités sont essentielles afin de systématiser l’approche de réfection ou d’entretien sur les ouvrages en béton: le diagnostic des dégradations, l’évaluation de la pertinence des interventions et le choix des méthodes et produits de réfection appropriés. Après avoir fait une revue de documentation exhaustive afin de bien cerner le problème, les chapitres de ce mémoire décrivent successivement les approches retenues pour chaque activité en vue d’orienter efficacement les ingénieurs dans la gestion de leurs infrastructures. Plus précisément, un outil informatique a été développé de manière à incorporer les méthodes qui résultent de ce projet de recherche. Un logiciel de ce genre est essentiel, puisqu’en plus de simplifier l’utilisation à grande échelle des divers outils d’évaluation développés, il permet d’uniformiser les méthodologies de travail à l’intérieur d’une organisation de grande taille comme Hydro-Québec. / Hydro-Québec is amongst Canada’s largest hydroelectric companies. It is responsible for maintaining an acceptable level of performance of many concrete dams. In order to do so efficiently, from cost and durability standpoints, the different stages of the condition survey required in the evaluation of the structure must be homogeneized and integrated in a tool capable of assisting the engineer in his choices. These stages are the diagnosis of the causes of concrete distresses, the evaluation of the need of repair or maintenance actions and the selection of the appropriate materials and repair procedures. This document describes the methodologies developed and later incorporated in a computer program, which is able to guide the engineer in a systematic and rational way.

La première partie concerne la description géologique des trois sites de barrages en béton : Malpasset (France) barrage voute construit sur des assises de gneiss et suite à la catastrophe de décembre 1969, Tachien ( Formose) barrage voute dans une gorge de quartzite schisteux et Hendrik Verwoerd ( Afrique du sud) , barrage voute dans une gorge de dolérite. La deuxième partie decrira des essais et mesures effectués sur des échantillons in situ .

Ce projet évalue une approche pronostique de la réaction alcalis-silice (RAS), basée sur la réactivité résiduelle du granulat récupéré du béton d'un barrage, afin d'évaluer le potentiel résiduel d'expansion de la RAS. Ainsi, des essais d'expansion accélérés ont été réalisés sur des éprouvettes de mortier préparées avec des granulats fins obtenus par broyage des granulats d'origine en conditions d'immersion dans une solution de NaOH 1M. Les conditions expérimentales ont été optimisées selon 4 calibres granulaires de matériel réactif et 3 dimensions d'éprouvettes de mortier. En parallèle, des carottes de béton du barrage ont été désagrégées par trempage dans une solution de Na₂SO₄ concentrée à 25 % massique, combiné à un cyclage thermique (16 heures à 4°C et 8 heures à 60°C) pour récupérer les granulats. Plus de 90 % du matériel initial a été récupéré après conditionnement. Finalement, des éprouvettes de mortier ont été fabriquées à partir des granulats récupérés et selon les conditions optimisées. La cinétique de la consommation de la silice réactive de ces dernières sera comparée avec celle d'un granulat similaire à celui retrouvé dans le béton du barrage, mais n'ayant jamais été exposé à la RAS. Simultanément, le bilan de la concentration en alcalis disponibles pour la RAS dans le béton du barrage a été étudié. L'extraction de la solution interstitielle sous haute pression du béton du barrage a permis de mesurer des concentrations supérieures au bilan théorique en alcalis d'environ 1,3 kg de Na₂O([indice] eq)/m³ de béton. Afin d'expliquer cet apport d'alcalis au béton du barrage, le potentiel de relâchement d'ions alcalis des granulats a été évalué. Des analyses chimiques, des examens pétrographiques et les méthodes RILEM ACS-AAR-8 et IFSTTAR XP P 18-544 ont permis de déterminer que le potentiel de relâchement d'ions alcalis du gros granulat est négligeable. Le granulat fin a possiblement contribué à relâcher des alcalis dans la pâte de ciment, mais faute de matériel, le potentiel de relâchement de ce dernier n'a pas pu être confirmé. / This project evaluates a prognosis approach of the alkali-silica reaction (ASR), based on the residual reactivity of aggregates recovered from a concrete dam, to evaluate ASR’s residual expansion potential. Thus, accelerated expansion tests in immersion conditions of NaOH 1N solution were carried out on mortar specimens containing fine aggregates obtained by crushing of the original aggregate. The experimental conditions were optimized according to 4 granular classes of reactive material and 3 dimensions of mortar specimens. Meanwhile, concrete cores from the dam were disaggregated by immersion in a solution of Na₂SO₄ [25 % by mass] combined with thermal cycling (16 hours at 4°C and 8 hours at 60°C) to recover the aggregates. More than 90 % of the original material was recovered after conditioning. Mortar samples were made using the aggregates recovered and were exposed to optimized conditions. The kinetics of the reactive silica consumption of the latter will be compared to a similar aggregate, but never exposed to ASR. At the same time, the assessment of the available alkali concentration for ASR in the dam’s concrete was studied. High pressure extraction of the pore solution from the concrete allowed to measure concentrations higher than the theoretical alkali balance of about 1.3 kg of Na₂O([subscript] eq)/m³ of concrete. To explain this contribution of alkalis to the concrete, the alkali ion release potential of the aggregates was evaluated. Chemical analyzes, petrographic examinations and the RILEM ACSAAR- 8 and IFSTTAR XP P 18-544 methods have determined that the potential for alkali ion release from the coarse aggregate is negligible. The fine aggregate possibly contributed to the release of alkalis in the cement paste, but due to lack of material, the release potential of the latter could not be confirmed.