Le choix de la technique à adopter dépend de beaucoup de facteurs qu’il convient d’examiner : type d’ouvrage, qualité des supports, contraintes de mise en œuvre, délais, contraintes chimiques... L’analyse rigoureuse de tous ces paramètres conduira à choisir la solution la plus adaptée et la plus durable.
L’eau, élément indispensable à toute vie sur terre, est précieuse ; c’est pourquoi il est nécessaire de la protéger et de l’économiser.
Ces deux préoccupations conduisent à une même nécessité : l’étanchéité des ouvrages dans lesquels elle transite, qu’il s’agisse de réservoirs d’eau potable ou de bassins de stations de traitement...
L’étanchéité d’un ouvrage peut être obtenue par divers moyens que décrivent les Recommandations Professionnelles de mai 1990 publiées par les Annales de l’ITBTP, intitulées : « Calcul, réalisation et étanchéité des réservoirs, cuves, bassins, châteaux d’eau enterrés, semi-enterrés, aériens ouverts ou fermés ».
[Encart :
En matière d’étanchéité il convient de rappeler quelques définitions :
Étanchéité : caractéristique d’un ouvrage qui lui permet de s’opposer au passage de l’eau ou d’un fluide.
Imperméabilisation : traitement qui a pour but de rendre un matériau imperméable ou d’en réduire la perméabilité.
Revêtement d’imperméabilisation : c’est un écran intérieur adhérent à son support et pouvant assurer l’étanchéité mais ne résistant pas à une fissuration appréciable du support (> 0,1 mm).
Revêtement d’étanchéité : c’est un revêtement plastique élastoplastique ou élastique appliqué à l’intérieur de la structure et pouvant s’adapter aux fissurations (annoncées) des ouvrages (> 0,1 mm).]
Les Recommandations Professionnelles définissent ainsi quatre classes d’étanchéité.
- Classe A : ouvrages dont l’étanchéité est assurée par la structure seule.
- Classe B : ouvrages dont l’étanchéité est assurée par la structure complétée par un revêtement d’imperméabilisation.
- Classe C : ouvrages dont l’étanchéité est assurée par un revêtement d’étanchéité, la structure n’assurant qu’une fonction mécanique.
- Classe D : ouvrages construits à l’aide d’éléments préfabriqués ; ce ne sont en fait que des ouvrages de classe B ou C nécessitant des techniques spéciales pour l’exécution des joints de construction.
L’étanchéité dans la masse
Le béton armé peut assurer seul l’étanchéité d’un ouvrage, mais cela nécessite la mise en œuvre rigoureuse d’un béton de qualité. Or tout le monde connaît les difficultés des chantiers où il est difficile de maîtriser tous les paramètres (température à l’exécution, approvisionnement, etc.).
Ainsi l’emploi d’adjuvants est indispensable pour assurer l’ouvrabilité du béton, sa fluidité mais aussi sa compacité à l’état durci. On utilisera donc pour ce faire des adjuvants normalisés tels que : retardateurs, accélérateurs, entraîneurs d’air, fluidifiants, plastifiants, réducteurs d’eau, hydrofuges, mais aussi des additifs d’un type nouveau : les fumées de silice (voir encadré) qui, combinées avec un fluidifiant-réducteur d’eau, confèrent au béton des propriétés exceptionnelles :
[Photo: Fig. 1 : Évolution des résistances à quantité de ciment égale (MPa).]
[Photo: Fig. 2 : Essai accéléré de carbonatation – 6 mois équivalent à 20 ans en milieu naturel (procès-verbal d’essai du C.E.R.I.L.H. n° 11.691).]
[Photo: Fig. 3 : Essai accéléré d’expansion, norme ASTM C 441.]
• imperméabilité, grâce aux cristallisations supplémentaires créées entre les fumées de silice et la chaux libérée lors de l’hydratation du ciment (tableau I) ;
• augmentation importante de sa résistance mécanique due à l’augmentation de la compacité du béton (figure 1) ;
• augmentation de sa résistance aux phénomènes de dégradations physico-chimiques (carbonation, chlorures, sulfates, gel...) (figure 2) ;
• prévention des risques d’« alcali-réaction » du béton (risque non négligeable en ce qui concerne les ouvrages hydrauliques) (figure 3).
Mais tout ceci ne suffit pas, les mises en œuvre délicates touchant l’exécution de points particuliers tels que reprises de bétonnage, pénétrations, joints de construction doivent être réalisées avec le plus grand soin de manière à éviter toute fuite inopportune.
[Photo: Fig. 4 : Étanchéité de l’enduit épais.]
[Photo: Fig. 5 : Étanchéité de l’enduit mince.]
[Photo: Fig. 6 : Étanchéité de l’enduit pelliculaire.]
[Photo: Fig. 7 : Traitement des fissurations.]
[Photo: Fig. 8 : Joints de construction soumis à la sous-pression.]
[Photo: Fig. 9 : Joints de construction dans la masse des bétons.]
Les revêtements d’imperméabilisation
Les revêtements d’imperméabilisation n’acceptent qu’une microfissuration du support inférieure à 0,1 mm : dans ce cas, les fissures existantes doivent donc être traitées suivant des techniques particulières suivant la nature des produits utilisés.
Revêtements d'imperméabilisation à base de liants hydrauliques
Ce sont les techniques les plus couramment employées dans les ouvrages neufs comme en réparation, pour assurer l'étanchéité des ouvrages. On en distingue trois types examinés ci-dessous.
Revêtements épais (d’épaisseur > 25 mm) (figure 4).
Ils sont aussi dénommés « traditionnels » parce qu'ils étaient utilisés alors même que la chimie du Bâtiment n'existait pratiquement pas. Cette technique dérivée du DTU 14.1 « Cuvelage » consiste en l'application de trois couches de mortier confectionné le plus souvent sur le chantier, et comportant :
- • un gobetis d'accrochage, constitué de ciment et de sable grenu, à raison d’un rapport 1/1 en volume et gâché à consistance crémeuse avec une solution d'eau et de résine de synthèse ;
- • un corps d’enduit hydrofugé, dosé à 500 kg de ciment au m³, d'une épaisseur de 15 à 20 mm ;
- • un enduit de finition hydrofugé, dosé à 350 kg de ciment au m³, sur une épaisseur de 15 à 20 mm.
[Tableau 1 : Porosimétrie au mercure (procès-verbal d'essais au L.E.R.M. n° 88.02.102)
Béton témoin : porosité 8,5 % — surface spécifique 5,2 m²/g
Béton traité au Sikacrete HD : porosité 6 % — surface spécifique 2,5 m²/g]
Revêtements minces (d'épaisseur comprise entre 4 et 25 mm) (figure 5).
Ces revêtements sont constitués de mortiers prêts à l'emploi modifiés par des polymères de synthèse (prédosés ou non) que l’on applique manuellement ou mécaniquement sur une épaisseur généralement comprise entre 4 et 6 mm.
Revêtements pelliculaires (d'épaisseur inférieure à 4 mm) (figure 6).
Ces revêtements sont constitués de mortiers prêts à l'emploi modifiés par des polymères de synthèse prédosés que l'on applique à la brosse, au rouleau, voire par projection sur une épaisseur d’environ 2 mm.
Revêtements d'imperméabilisation à base de polymères de synthèse
Ces revêtements sont d'une manière générale beaucoup plus onéreux que ceux à base de liants hydrauliques ; de ce fait, ils ne sont appliqués que dans des cas particuliers, lorsque les agressions chimiques sont importantes (cas des bacs de rétention et des bassins de stations d'épuration...).
Quelle que soit la technique de revêtement mise en œuvre, il est indispensable de traiter avec soin les points particuliers : traversées de revêtement, fissures, joints.
Traitement des joints et fissures
Les mouvements des joints et fissures dans les ouvrages hydrauliques sont souvent sous-estimés, mais ils sont pourtant très importants, en particulier lorsqu'ils se produisent dans les circonstances suivantes :
- • lors de la vidange des bassins,
- • sous l'effet de la variation de niveau,
- • dans le cas de vibrations (par exemple, lors de la mise en route des convoyeurs de charges).
De plus, le joint doit pouvoir résister à des pressions d’eau continues, à des agressions chimiques diverses (en particulier dans les stations de traitement ou d’épuration).
L’ensemble de ces contraintes impose la mise au point de techniques de traitement adaptées. Ainsi pour des joints et fissures de faible amplitude, non soumis à des sous-pressions d’eau ni à des pressions hydrauliques trop importantes, il est possible d’utiliser des mastics polyuréthannes ou silicones élastomères de première catégorie (figure 7).
Dans le cas de joints et fissures fortement sollicités et/ou soumis à des sous-pressions, il est nécessaire d’utiliser des systèmes plus élaborés, du type de la bande Hypalon collée avec une colle époxydique à hautes performances. Dans la plupart des cas ce système est réalisé en engravure (figure 8).
Dans le cas d’une construction neuve on peut éviter l'application de tels systèmes par la mise en place de bandes d’étanchéité en PVC au moment du coulage du béton (figure 9).
Les revêtements d’étanchéité
Du fait de leur coût élevé ces revêtements ne sont appliqués que dans des cas particuliers : supports très dégradés, réservoirs en maçonnerie...
Les produits utilisables dans ce cas sont divers et variés ; des membranes bitumineuses préfabriquées en passant par des revêtements à base de polymères de synthèse (époxy, polyuréthanne, polyester...) jusqu'aux membranes préfabriquées en PVC ou hypalon.
Le choix de la technique à employer dans ce cas dépend de beaucoup de facteurs, dont : la facilité de la mise en œuvre, la nécessité d’alimentarité du revêtement, du support, etc.).
Conclusion
Réaliser l'étanchéité d’un ouvrage nécessite une étude rigoureuse de tous les paramètres pouvant influer sur la qualité de l'étanchéité, et notamment de ceux-ci :
- • les supports sont-ils de bonne qualité ?
- • l’ouvrage a-t-il été conçu en classe A, B, C ou D ?
- • de quel délai dispose-t-on pour réaliser l’étanchéité ?
- • les conditions atmosphériques à intervenir au moment de l'application peuvent-elles influencer le résultat ?
- • quelles sont les contraintes, chimiques, mécaniques, thermiques à respecter ?
- • l'entretien de l’ouvrage implique-t-il des contraintes supplémentaires auxquelles devra résister l’étanchéité ?
