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Irlande: la raison de dégâts de construction élucidée
Dans le comté de Donegal, au nord-ouest de l'Irlande, les murs en béton de milliers de maisons sont parcourus de fissures qui nécessitent des réparations coûteuses, voire une démolition. Une teneur trop élevée en mica dans le béton a longtemps été soupçonnée d'en être la cause. Mais des chercheurs de l'Empa ont identifié le véritable coupable: la pyrrhotine.
Depuis des années, le béton instable cause des dommages massifs à de nombreuses maisons dans le comté de Donegal, un problème sur lequel se penche également une task force du gouvernement irlandais depuis avril 2016. Les coûts des dommages et des indemnisations devraient en effet s'élever à trois milliards d'euros.
À l'occasion d'une conférence spécialisée qui s'est déroulée à Letterkenny le 15 novembre dernier, Andreas Leemann, chef du groupe de recherche "Technologie du béton" à l'Empa, a présenté les résultats d'analyses sur le béton instable, effectuées en collaboration avec le chercheur en environnement Paul Dunlop de l'Ulster University et d'autres spécialistes, contredisant l'hypothèse largement répandue jusqu'à présent et selon laquelle une forte teneur en mica rendrait le matériau de construction vulnérable aux dommages dus au gel lorsque ses pores sont remplis d'eau.
Mais des analyses détaillées d'échantillons de béton de quatre maisons concernées ont montré qu'un minéral appelé pyrrhotine, composé de fer et de soufre, est présent en grande quantité dans le matériau de construction. Elle y déclenche apparemment une cascade de réactions fatale. Lorsqu'elle est oxydée par l'oxygène présent dans la pâte de ciment du béton, la pyrrhotine libère du soufre, qui entraîne à son tour la formation d'ettringite. Si cette dernière se forme normalement lors du durcissement du ciment, le surplus engendré par l'oxydation de la pyrrhotine entraîne une dilatation qui finit par provoquer des fissures dans le béton. De plus, la libération de soufre supplémentaire forme de la thaumasite, réduisant réduit la résistance du béton en dissolvant des composants importants tels que les hydrates de silicate de calcium, avec pour résultat la désintégration du matériau de construction.
Travail de détective
Pour démontrer les mécanismes de dommages à l'intérieur de ce béton spécial, l'équipe de l'Empa a dû effectuer un véritable travail de détective - des tests de matériaux traditionnels aux modélisations thermodynamiques en passant par des examens complexes au microscope électronique à balayage et aux rayons X. Des recherches dans les données météorologiques ont également été effectuées afin de mettre à mal la théorie courante des dommages causés par le gel en raison d'une teneur trop élevée en mica.
Mais l'examen visuel sur place avait déjà contredit cette hypothèse. Les fissures typiques dues au froid sont parallèles aux murs, alors qu'ici elles sont seulement perpendiculaires aux murs. Il s'est aussi avéré que les caractéristiques météorologiques n'étaient pas non plus en faveur de la cause du gel. Des phases météorologiques propices au déclenchement de tels dommages se sont produites trop rarement dans le climat atlantique de la région. En outre, on constate un élargissement des fissures dans les maisons concernées même pendant les mois d'été.
Valeurs limites dépassées dans les réglementations de construction de l'UE
Mais pourquoi la nouvelle explication par la teneur en pyrrhotine et ses conséquences a-t-elle été ignorée auparavant ? Pour Andreas Leemann, cette possibilité n'est tout simplement pas prise en compte dans la norme de construction irlandaise IS 465 concernée. En revanche, la norme européenne correspondante EN 12620 prescrit qu'une éventuelle teneur en pyrrhotine dans les matériaux de construction doit être prise en compte dans la teneur en soufre. Selon le chercheur, la teneur en soufre des granulats du béton dans des échantillons prélevés dépassait la valeur limite autorisée par l'UE d'un facteur 4 à 7.