Etude de stabilité vis-à-vis des mouvements de terrain de ...
RECHERCHES SUR L'AGRESSIVITÉ DE L'EAU VIS A VIS DE …
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SOCIÉTÉ CIVILE ÉTOILE -NEUILLY
34, avenue Marceau - 75008 PARIS
RECHERCHES SUR L'AGRESSIVITÉ DE L'EAU VIS A VISDE BÉTONS ENTERRÉS A NEUILLY-SUR-SEINE
(Hauts-de-Seine)
par
Ph. DIFFRE, J. GREFFARD etZ.JOHAN
avec la collaboration
du Service de Contrôle des Eaux de la Ville de Paris
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONALB.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.00.12
Service géologique régional
BASSIN DE PARIS65, rue du général-Leclerc
B.P. 34, 77170 Brie-Comte-Robert
Tél.: (1) 405.27.07
Département LABORATOIRES
B.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex
Tél.: (38) 63.00.12
76 SGN 063 BDP Brie-Comte-Robert, février 1976
RECHERCHES SUR L'AGRESSIVITE DE L'EAU VIS-A-VISDE BETONS ENTERRES A NEUILLY-SUR-SEINE
(HAUTS-DE-SEINE)
par
Ph.DIFFRE, J.GREFFARD et Z.JOHAN
avec la collaboration du Service deContrôle des Eaux de la Ville de Paris
RESUME
Avant d'entreprendre la construction d'un immeuble ä Neuilly-sur-Seine, la S.C.I. ETOILE-NEUILLY a demandé au B.R.G.M. d'étudierles eaux de la nappe et les risques d'altération du béton pour éviterles ennuis constatés dans les sous-sols d'un immeuble construit àproximité : dégagement d'hydrogène sulfuré à la sortie des drains duradier et altération apparente du béton de la paroi moulée.
Les résultats des analyses indiquent une pollution chimique(HoS , Na, matières organiques) et bactériologique (bactéries sul-fato-réductrices) devant être considérée comme dangereuse pour lesbétons ordinaires.
En effet, ces eaux dures et séléniteuses sont sursaturées parrapport à la calcite donc entartrantes et susceptibles d'être àl'origine du processus d'altération du béton. L'étude radiocristallo-graphique et l'examen en lames minces et à la microsonde d'échan-tillons de béton altéré prélevés sur les faces internes, côté at-mosphère, des ouvrages enterrés voisins montrent qu'effectivementle liant du ciment n'est plus constitué uniquement d'aluminosili-cates calciques mais de calcite finement cristallisée formant unvéritable front métasomatique progressant préférentiellement suivantles interfaces : granulat-ciment.
Notre examen s'étant limité à la face interne des parois étu-diées, il nous est impossible de préjuger des phénomènes se passantsur les parties externes, complètement noyées.
Pour diminuer les risques d'altération de l'immeuble projeté,les caractéristiques des eaux de la nappe ne pouvant être modifiées,plusieurs solutions sont possibles :
- diminuer la profondeur des sous-sols
- modifier la qualité du ciment utilisé, sa porosité aux infil-trations
- isoler les matériaux par un traitement hydrofuge.
76 SGN 063 BDP
SOMMAIRE
Pages
1- INTRODUCTION 1
2- GEOLOGIE DU QUARTIER-MINERALISATION DES NAPPES 2
3- ANALYSE DES EAUX SOUTERRAINES 5
3.1- Désignation des échantillons d'eau analysés 53.2- Physico-chimie 93.3- Bactéries mises en évidence 11
4- ETUDE D'ECHANTILLONS DE BETON PRELEVES SUR DES OUVRAGES
ENTERRES VOISINS 124.1- Origine des échantillons étudiés 124.2- Etude microscopique des échantillons de béton 124.3- Détermination des produits d'altération 184.4- Etude microbiologique 19
5- CONCLUSIONS 20
PLANCHES ET FIGURES DANS LE TEXTE
Pl.l- Situation de l'immeuble projeté et points de prélèvements desanalyses étudiées
PI.2- Profil hydrogéologique schématique et profondeur relative desprélèvements d'eau
PI.3- Diagramme d'équilibre par rapport à la calcite et au fer
Fig.1- Béton non altéré - aspect en lame minceFig.2- Béton partiellement altéré - aspect en lame minceFig.3- Béton complètement altéré - aspect en lame minceFig.4- Distribution de Si,A1 et Ca dans le ciment frais étudiée
par balayage à la microsonde électronique
ANNEXES
Annexe 1- Calcul automatique de l'équilibre des eaux par rapportaux minéraux
Annexe 2- Diagrammes de poudres
1 - INTRODUCTION
Avant d'entreprendre la construction d'un immeuble à l'anglede l'avenue du Général de Gaulle et du boulevard du Général Leclercà Neuilly-sur-Seine, la Société civile et immobilière ETOILE-NEUILLYa demandé au Bureau de Recherches géologiques et minières (Servicegéologique régional Bassin de Paris) d'étudier les eaux de la nappesous ce site et les risques d'altération du béton pour éviter lesennuis constatés dans un immeuble récemment construit à proximité(SICOVEB).
Dans les sous-sols de ce dernier immeuble on a noté des déga-gements d'hydrogène sulfuré dans le puisard rassemblant les eaux desdrains du radier et une altération apparente du béton sur la surfaceintérieure de la paroi périmétrale dans des zones maintenues humidespar des fuites d'eau de la nappe à travers cette paroi.
Pour cette étude 9 analyses d'eau et 5 analyses d'échantillonsde béton ont été effectuées au fur et à mesure des possibilités deprélèvements.
Il a été tenu compte, également, des résultats de 9 analysesd'eau antérieures communiqués par le BECIB au cours de l'étude.
Dans le rapport ces analyses sont numérotées dans l'ordre selonlequel elles nous ont été communiquées. Cette numérotation ne corres-pond pas à l'ordre chronologique des prélèvements.
- 2 -
2- GEOLOGIE DU QUARTIER- MINERALISATION DES NÄPPES
Sous le site de l'immeuble projeté,le sous-sol est constitué par
- des alluvions modernes riches en tourbe sur 8 m- des alluvions sablo-graveleuses plus anciennes
de 8 à 15 m- du calcaire grossier de 15 à 20 m- les sables cuisiens de 20 à 31 m- les argiles dites Fausses glaises 31 à 37 m- les sables d'Auteuil de 37 à 45 m- l'argile plastique de 45 à 58 m env.- des mamo-cal caires de 58 à 70 m env.
et la craie.
QUATERNAIRE
LUTETIENYPRESIEN
MONTIEN
Les différents niveaux yprésiens sont riches en cristaux degypse,pyrite et lignite .
Lors des travaux du RER, qui passe sous le terrain de la SCI-ETOILE-NLUILLY, les niveaux sableux ont vraisemblablement été trai-tés par injections.
Toutes ces formations sont baignées par une nappe en communi-cation avec la Seine et reçoivent des eaux de surface plus ou moinspolluées.
Des prélèvements effectués à différents niveaux dans deux son-dages de reconnaissance lors d'une première campagne de 1947avaient indiqué les minéralisations suivantes :
- 3 -
; Situation du; sondage
•: Cote N.G.F. du: prélèvement•: aquifère••: pH: TH en degré :
; total
: permanent
': S04 ) ^ '
: Oxydabilité) |>: au ) c .: KMnO4 ) *: extrait sec)
: température
Avenue Ch., angle rue
+ 18
alluvions
: 7,5
4529
266
4
950
12°
de GaulleB. Pascal
: + 7
' sables: cuisiens
'. 8,2
22
• 13
52
10 :
5 500
12° :
: Berge de la Seine :
: + 17
• alluvions
: 8
30
15
102
4
5 860
12°
: + r¿
: calcaire: lutétien
: 8
: 29
: 15
: 112
6
460
12°
: +6 :
: sables :: cuisiens :
': 8,2 ':
: 19 :
: 9 :
: 43 :
: 4,5 :'
: 320 :
10° :
Les duretés et teneurs en sulfates étaient relativement basses pour larégion.
U bd du gal Ueclerc W^-I^^âf^y//
P L I - Situation de l'immeuble projeté et points de prélèvementsdes anaLyses étudiées.
EcheLle : 1 / 5 000
Or-' • ¿
76 SGN 063 BOP
- 5 -
3- ANALYSES DES EAUX SOUTERRAINES
3.1- Désignation des échantillons d'eau analysés
Quatre échantillons ont été prélevés lors du sondage de reconnaissanceSIMECSOL réalisé en décembre 1975 :
éch. 1 - prélevé, à l'air lift, â 14 m de profondeur, â la base desalluvions le 12 décembre 1975
éch. 2 - prélevé, avec une pompe immergée, au niveau des sables cuisiens(20-25 m) le 15 décembre 1975
éch. 3 - prélevé, avec une soupape, dans le piézomètre en place depuis1974, crépine sur toute la hauteur des alluvions, le 15 dé-cembre 1975
éch. 4 - prélevé, avec une pompe immergée, au niveau des sables d'Auteuilvers 40 m, le 18 décembre 197b
Les analyses de ces échantillons ont été effectuées par le Service deContrôle des Eaux de la Ville de Paris.
Six échantillons avaient été analysés antérieurement lors de travauxréalisés dans le voisinage (analyses communiquées par ETOILE-NEUILLY)
éch.5 - prélevé au radier drainant de l'immeuble SICOVEB (eau des sablescuisiens surtout) à la cote NGF + 15, en août 1973
éch.6 - prélevé dans le piêzomëtre de sous-pression ("forage d'étude")de l'immeuble SICOVEB, crépine dans les sables cuisiens, enaoût 1973
éch.7 - prélevé dans un piézomètre au niveau du calcaire lutétien pourl'opération CHATEAU-GARNIER (rue du Chateau) le 31 mai 1974
éch.8 - prélevé dans un piézomètre au niveau des sables cuisiens pourl'opération CHATEAU-GARNIER le 31 mai 7^
éch.8 bis- prélevé dans le puits de pompage CHATEAU-GARNIER (sablescuisiens) le 27 septembre 1974
éch.8 ter- prélevé dans le puits de drainage de l'immeuble CHATEAU-GARNIER(sables cuisiens) le 8 juin 1975
-20-
- » 0 -
-1,0-1
ifTERRAIN ETOILE-NEUIILY.u
Paroi dy iou»-foldu U W d u giniral
Ltcltrc( Projection)
Immoublo SICOVEB ImmeubloCHATEAU-GARNIER
(Projtction)
B
--^--^-ZFjMETWúk^^"—~-
-•30
- •20
-•10
-0 NSF
I
--10
--to
- -so
I—40
100 m
Pl. 2-Profil hydrogiologique schlmatiqut «t profondeur rotativo do* pr^Uvomcnts d'oaux 76 S6N 063 BDP
- 7 -
Cinq nouveaux échantillons ont été prélevés en février 1976 :
éch. 9 - prélevé au 4ème sous-sol de l'immeuble 14 Bd du GénéralLeclerc le 5 février 1976. eau du calcaire ? ou allu-vions ? ou sables cuisiens ?
èch.5 bis - prélevé le 5 février 1976 au même endroit que l'échan-tillon 5
êch.6 bis - prélevé le 5 février 1976 au même endroit que l'échan-tillon 6
Ces échantillons ont été analysés par le Département Laboratoiresdu B.R.G.M.
éch. 10 - prélevé dans un drain sous le RER sous l'avenue Charlesde Gaulle au niveau des sables cuisiens le 18 février 1976l'eau était brunâtre- légère odeur d'h^S
éch. 11 - prélevé dans un drain sous le métro ligne n° 1 à la stationPont de Neuilly, au niveau des alluvions
Les analyses ont été faites par le Service de Contrôle des Eaux dela Ville de Paris.
: Numéros
: t0
odeur
pH sur place
pH au labo'rêsistivité ohm.cm
: TH total ) en
: TAC ) de-. TAC ) grés
:0 cédé par MnO4K
'0 dissous:DCO
. H2S
silice
I HCO3-'. ci-
; s o 4 -. N02-
'. NO3-' F" _
: S" Í. Ca++* (U
. Mg++
! Na+
'. K+
. NH4+
'. Fe\ Mn
: Détergents ABS
: Bactéries col1-formesClostrid.sulfito
: réd.
: Sulfato réduct.. Thiob. thioparus
. Ferro bactériesiAérobies mesophi-
;,=u& ========
: 1
. 11°8
; H2S
'. 8,11965
20
" 22
2.6
29
271
27
56
' 0,2
17
0.4
1134
6.5
0.5
4.8
0.3
>40
innom-brables
2
13°1
H2S
10
9.81070
2.224
83
néant
présence
293
38
152
0
0.4
6,5
1.71964
0.1
1.7
0.03
40
2
+
01050
3
9°
néant
7.2
7,7550
111
45
17
0
32
554
51
560
0.1
215
0,3
410
25
705
0
3,8
0,7
40
+
+
0enrichis
: 4
: 13°'. H2S
'. 7,31355
43
39
' 0,6
0
0.03
10
478
23
57
0
5
0.8
112
4120
6.5
<0.05
1.48
0,04
>40
2
02850
• 5
'. 7,51080
48
33
0,1
2.6
11
405
35
200
traces
traces
0
25160
28
25
4.2
0,8
0.2
0
(colimé
(par 2
(nombre
5 bis
. 14°1
: 7>2
48
14
40
136
20
£0,05
trie pa
) ml)
X
. 6
H2S
7.21070
46
48
0.45
0
32
10
592
33
80
traces
0
0
65150
25
25
3,89
0.1
0
r 100 m
6 bis
14°8
7.4
57
15
58
1.1
160
38
0.5
1)
X
7
8.2
26
32
317
32
311
20
218
4
20
8
> de colonies sur gélose 1 2C
8
7.8
91
21
33
256
89
683
16
8 bis
6.5
63
366
124
370
150
63
103
I°C 72 h)
8 ter
8.21050
53
24
1.1
43
299
0.05
27
traces
<0,05
0
: 9
. 12°5
! 7.3
43
15
47
3
152
28,5
0.2
X
: 10
. 12-7
:nausé-,abonde
! 10270
214
96
310
25
7.6
1070
0
0.7
• 11 :
. 14°3 .
'. 8.1 ;1120 •
51-5 i24°4 \
1.15 [
13.1 ;
220 :
42 :
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11.9 !
53 .
0 '.
0.14 j
tableau I - COMPARAISON CES ANALYSES D'EAU
- 9 -
3.2 - Physico-chimie
Les résultats des analyses sont résumés dans le tableau I ci-contre. Globalement ces eaux sont bicarbonatées et séléniteuses, ce-pendant d'après les échantillons prélevés dans le sondage SIMECSOL,les teneurs en sulfates pour les eaux des sables cuisiens (échantil-lon n° 2, SO4-- = 152 gm/1 ) et les eaux des sables d'Auteuil (échan-tillon n° 4, SO4-- = 57 mg/1) ne sont pas excessives et demeurentinférieures aux teneurs considérées habituellement comme dangereusespour les bétons (1).
En comparant toutes les analyses disponibles on voit que lapollution par la Seine, les égouts ou autres causes empêche d'établirune corrélation avec les profondeurs des prélèvements ou avec la dis-tance au fleuve. L'absence de rapport inter-éléments montre bien qued'autres facteurs importants ont pu modifier le chimisme de ces diffé-rents échantillons. Les teneurs en chlorures de sodium, nitrates etdétergents le prouvent.
Les calculs de l'équilibre chimique par rapport à la calcite, augypse et au quartz (minéraux de l'aquifère) ont été effectués sur leséchantillons 1,2,3,4,5,6,7,8,10 et 11 par un programme mis au point auDépartement Laboratoires du B.R.G.M. (voir annexe 1).
Toutes ces eaux, sauf la 8 qui se trouve en équilibre par rapportà la calcite, sont en en sursaturation par rapport à ce minéral.
Vis-à-vis du quartz et du gypse (lorsque les analyses sont assezcomplètes) on constate un état voisin de l'équilibre ou une légèresursaturation.
Sur un diagramme comportant les courbes d'équilibre par rapport àla calcite et au fer (PI.3), on constate que toutes ces eaux sont en-tartrantes mais conservent un caractère corrosif par rapport au fer.Elles sont donc susceptibles de déposer de la calcite et même d'aug-menter localement la corrosion des parties métalliques si le dépôt en-tartrant n'est pas uniformément réparti.
On peut en outre faire les constatations suivantes :
a) aux points de prélèvements désignés ci-dessus les eaux des allu-vions et des sables yprésiens véhiculent de l'hydrogène sulfuré
b) les pH en 10 et 2 (points de prélèvements proches l'un de l'autredans les sables cuisiens) ont des valeurs anormalement élevées
c) quelques eaux ont un pouvoir réducteur anormalement élevé :échantillons 3,7,8 et 2, dont les concentrations vont en crois-sant, et correspondant aux niveaux suivants : alluvions,calcairelutétien et sables cuisiens
d) les eaux 11,2,3 et 8 sont anormalement riches en sodium
(1) d'après DURIEZ et ARAMBIDE (Nouveau traité de matériaux de construc-tion. Dunod- Paris 1962) la limite inférieure de nocivité est de100 mg/1 pour le sulfate de magnésium et 200 mg/1 pour le sulfatede calcium.
-.10.
CÛ2 total mmol/l
20
109876
S
4
10,90,80,70,6
0,5
0.3
0.2
0,1
\ .\
\\
\
\
A.GRESSI
• 6
•3•4
.5
\
\
V\
i/FS
•1
)RROSIVE
\\
•2
/
/
S /
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\ /\ I\ i
IV
\
\
\
I1
1
NON CC
CALCIF
\
iRROSIVES
1 AMTES
^»-10 11
pH
PI. 3 - D i a g r a m m e d'équilibre par rapport à l a calcite et au fer
- 11 -
e) les eaux 1,2,4 et 3 ont des teneurs élevées en fer. Au mêmetitre qu'un dépôt irrégulier de calcite sur du fer peutaugmenter ponctuellement la corrosion du végétal, les dépôtsd'hydroxydes de fer peuvent favoriser le développement debactéries sulfato-rëductrices et leur action dépolarisantecathodique augmente le courant des piles d'aération diffé-rentielle engendrées par des dépôts.
3.3- Bactéries mises en évidence
Dans les échantillons 2,3 et 4 prélevés dans le sondage SIMECSOL(aux niveaux sables cuisiens- alluvions- sables d'Auteuil) on a misen évidence la présence de nombreuses bactéries aérobies mésophileset col i formes ainsi que des germes sulfato-réducteurs. Les ferro-bactéries n'ont pas été trouvées à l'examen microscopique.
Dans les échantillons d'eau 5 bis, 6 bis et 9 (venues d'eau dansles sous-sols SICOVEB et 14 Bd du Général Leclerc), on a mis en évi-dence des bactéries oxydant le soufre, peu nombreuses, appartenantessentiellement à l'espèce Thiobacillus thioparus caractéristique desmilieux neutres (pH 4,5 à 8) et de l'oxydation des composés du soufredans les milieux carbonates.
L'échantillon de matières organiques prélevé en grattant le tu-bage métallique du piézomètre de sous-pression cuisien SICOVEB (6 ter)est plus riche en thiobacilles et contient du FeS, forme de bassetempérature (détermination radiocristallographique, voir tableau V de1'annexe 2).
Ces thiobacilles peuvent être responsables de l'oxydation de lapyrite en acide sulfurique et donc de la formation de gypse en pré-sence de carbonate de calcium.
Les résultats obtenus sur l'échantillon 6 ter (présence de FeS)ne constituent pas une contradiction par rapport à l'ensemble desconclusions fournies par la microbiologie.
Ces derniers confirment l'existence d'une population de bacté-ries sulfato-réductrices et indiquent qu'en fonction d'un potentielredox favorable, il peut s'exercer une action oxydante (S -»• SO4 )ou réductrice (SO4" •+ S " ) .
Ceci explique la présence de H2S libre dans les eaux drainéespar le radier.
Cette population bactérienne peut donc pour sa part et localementparticiper à des processus d'altération, oxydation du fer dans dessites pouvant donner lieu à la formation de piles du type aérationdifférentielle ou oxyder la pyrite (Thiobacillus thioparus) dans dessites aérés et contribuer à une altération par acidification localedu milieu (formation d'acide sulfurique).
- 12 -
4- ETUDE D'ECHANTILLONS DE BETON PRELEVESSUR DES OUVRAGES ENTERRES VOISINS
4.1- Origine des échantillons étudiés
éch.l- prélevé le 5 février 1976 sur la face interne de la paroimoulée de l'immeuble SICOVEB au 5ème sous-sol dans unezone maintenue humide par une fuite d'eau de la nappe(échantillon d'eau n° 5) à travers cette paroi - à 1 menviron du plancher
éch.2- prélevé le 5 février 1976 comme l'échantillon 1 â 2,5 mdu plancher
éch.3- prélevé le 18 décembre 1975 sur la face interne de laparoi moulée de l'immeuble du 14 Bd du Général Leclerc(Ministère de l'Environnement) au 4ème sous-sol dans unezone maintenue humide par une fuite d'eau de la nappe(échantillon d'eau n° 9)
éch.4 et 5- prélevés le 15 février 1976 comme l'échantillon 1,mais plus en profondeur dans la paroi dans une saignéefaite au marteau
II faut insister sur le fait que les surfaces reconnues commeétant altérées, et sur lesquelles nous avons prélevé les échantil-lons 1,2 et 3, sont les faces internes des parois côté atmosphèreet non pas les faces externes au contact des terrains aquifères.
4.2- Etude microscopique des échantillons de béton
Le béton non altéré (échantillon n° 5) montre un ciment cons-titué d'une pâte très fine à grains submicroscopiques d'aluminosi-licates de calcium hydratés, englobant une proportion importanted'éléments anguleux de verre (fig. la). L'indice de réfraction élevéde ce verre laisse entrevoir une forte teneur en calcium. Celle-cia été confirmée à la microsonde électronique. En effet, l'analysequalitative de verre révèle la présence de Si.Ca et Al en quantitémajeure; K,Mg,S,Mn et Ti en sont des constituants mineurs.
Entre niçois croisés (fig. lb) la quasi-totalité du ciment estisotrope.
En ce qui concerne le granulat, signalons une proportion impor-tante de galets de calcaires qui peuvent, par endroits, devenir pré-pondérants sur les éléments quartzeux.
Fig. 1 a
Fig. 1 b
Béton non altéré (échantillon n° 5). On observe un ciment à élémentsvitreux, englobant des galets de granulat, parfaitement isotrope entreniçois croisas [1bî, lama mince, 65 x ; lumière naturelle Eià), nicalscroisés (1b).
- 1 4 -
Le processus d'altération du béton est nettement observablesur l'échantillon n° 1. On y aperçoit des parties non altérées àciment parfaitement isotrope mais également des endroits où le ci-ment apparaît, en lumière transmise non analysée, blanchi et plushétérogène (fig. 2a). L'examen entre niçois croisés montre que leciment en ces endroits n'est plus constitué d'aluminosilicates cal-ciques mais de calcite finement cristallisée, trahie par sa forteanisotropie (fig. 2b). Les seuls éléments du ciment d'origine quiéchappent à la transformation sont les éléments de \erre, quoiqu'ilsemble que même eux subissent une dissolution partielle car dansles parties blanchies leur granulométrie est d'une manière géné-rale plus fine que dans le ciment frais.
De plus, l'examen en lame mince révèle que le contact entrela zone non altérée et celle transformée est très net, sans unpassage progressif (fig. 2b). Il s'agit d'un véritable front méta-somatique auquel est soumis le ciment du béton étudié. On constateégalement que la métasomatose progresse, de préférence, suivantl'interface : éléments de granulat- ciment. Ceci s'explique par lefait que cette interface représente une discontinuité importantedu milieu.
Signalons enfin que les éléments calcaires du granulat ne sontpas attaqués dans un béton même fortement altéré. Ceci démontrel'équilibre des solutions métasomatisantés vis-à-vis de CaCO3.
Sur la fig.3, nous donnons l'exemple d'un échantillon entiè-rement altéré (échantillon n° 2). Entre niçois croisés, le cimentse révèle être constitué de CaCÛ3 avec toujours des éléments vi-treux qui subsistent à la métasomatose.
L'examen microscopique n'a pas mis en évidence la présence dugypse, mais ceci s'explique par une forte prépondérance de la cal-cite. Dans une association intime, finement cristallisée, le gypsedevient difficilement décelable. Ceci ne met, en aucun cas, en douteles déterminations faites aux rayons X (voir ci-dessous).
Dans un souci d'expliquer le phénomène d'un remplacement méta-somatique du ciment, nous nous sommes efforcés d'élucider le pro-blème de la présence éventuelle de la chaux libre. La répartition deCa, Al et Si dans le ciment non altéré a été étudiée à la microsondeélectronique (fig.4). Elle montre une distribution fortement hété-rogène de Al et Si, entre les éléments vitreux nettement visibles. Ce-pendant, la distribution de Ca est relativement homogène; quelquespoints à teneurs plus fortes en Ca correspondent également aux pointsoù Si ou Al sont présents. On peut donc les attribuer aux silicatesou aluminates calciques.
- 15 -
Fig. 2 a
Béton partiellement altéré (échantillon n° 1) . La partie altéréeest blanchie et anisotrope (2b). Les éléments vitreux [isotropes)échappant à la transformation. On observa également que la métaso-matosa progressa suivant l'interface granuldt-ciment.
Laus mince, 65 x ; lumière naturelle (2a) ; niçois croisés (Zb)
- 16 -
Jpt
Fig. 3 a
Fig. 3 b
Béton complètement altéré téchantillon n° 2). Le ciment est entiè-rement transferirá en CaCO (3b) ; les éléments vitreux subsistent.
Lams mince, 65 x ; lumière naturelle ÍZal ; niccls croisés (3b).
» 17 -
Si
Fig. 4 . -. '
Distribution de Si, Ai, et Ca dans le ciment frais, étudiée
par balayage à La microsonde électronique.-
LR carré a 150 ttan de côtâ.
- 18 -
4.3- Détermination des produits d'altération
Ces déterminations ont été effectuées en utilisant les mé-thodes suivantes :
- diffraction des rayons X sur poudres (méthode de Debye-Scherrer)Conditions expérimentales : rayonnement CuKa , chambre de 240 mmde circonférence, appréciation visuelle des intensités (tableauxen annexe 2)
- spectrométrie infra-rouge
- déterminations microchimiques qualitatives.
Les deux dernières méthodes ont servi à confirmer les résultatsobtenus par analyse radiocristallographique.
Deux zones distinctes sont observables sur cet échantillon :la première, de couleur verdâtre,correspond à la partie peu altérée.L'examen aux rayons X ne révèle aucune phase cristalline, à l'ex-ception de quelques traces de CaC0"3 (calcite).
La zone suivante, gris-beige, devient très pulvérulente à lasurface. Elle est constituée de CaCÛ3 bien cristallisé prédominant,avec du quartz très subordonné (tableau I). La quantité de quartzaugmente vers la profondeur ce qui conduit à la formation d'unezone de transition encore consistante formée de quartz et de cal-cite.
Cet échantillon n'est constitué que de produits d'altérationparmi lesquels on peut distinguer deux types :
1. Croûtes à structure zonée parfois concentrique. Leur diagrammede poudre (tableau II) montre qu'il s'agit de CaCO pur. Les prélè-vements effectués sur des parties plus consistantes ont permis demettre en évidence une association de SÍO2 (quartz) et de CaCC>3 ,avec toutefois CaCC^ nettement prépondérant. Notons que sur le dia-gramme de Debye-Scherrer apparaissent quelques raies de diffractiontrès faibles que nous n'avons pas réussi à interpréter (tableau III,raies marquées d'un astérisque).
?.. Agrégats gris-blanc, très pulvérulents constitués de gypse(CaS04.2H20) avec des impuretés de CaC03 et de SÍO2 (tableau IV).
- 19 -
La détermination aux rayons X révèle que la couche d'altéra-tion attenant à la paroi est formée de CaCOß pur. Quant à la couchesuperficielle de la croûte d'altération, elle est également consti-tuée de calcite mais cette dernière renferme des accumulations lo-cales arrondies de 2 à 4 mm environ, de gypse pur.
L'étude radiocristallographique montre que ces deux échantil-lons sont quasi-identiques. Les clichés mettent en évidence lequartz en quantité prépondérante et le fond continu très élevé permet de supposer la présence d'une phase amorphe aux rayons X dansune proportion importante. Quelques raies supplémentaires très faibles ont été observées. Leurs distances réticulaires (d) sont lessuivantes (en Â) :
7,623,0352,7322,586
1,9111,863
GCa + G
G
CaCa
Elles correspondent aux raies les plus intenses de CaC03 (Ca)et de CaS04.2H20 (G).
Il est à souligner que la présence du gypse, en quantité faibleest ainsi décelée dans les échantillons prélevés en profondeur,dansune saignée, échantillons qui n'apparaissent pas altérés à l'oeil nuou à la loupe binoculaire.
4.4- Etude microbiologique
Elle a montré la présence, très discrète, de Thiobacillusthioparus et Thiobacillus thiooxidans sur les échantillons 1 et 2,
- 20 -
5 - CONCLUSIONS
L'examen des résultats fournis par l'analyse de différentsprélèvements d'eau indique une pollution importante des eaux sou-terraines prélevées dans ce quartier. Il est impossible de discer-ner toutes les causes probables de cette pollution, notamment leseffets des injections de produits dans les terrains pour la cons-truction des ouvrages voisins, sans connaître la nature des pro-duits utilisés. Cependant, la pollution due à l'infiltrationd'eaux usées apparaît indéniable et il semble que l'on doive yattacher une grande importance.
En fonction des éléments présents en solution, et de leurconcentration, on peut faire les observations suivantes :
La plupart de ces eaux sont en sursaturation par rapport àla calcite et au gypse, donc susceptibles de déposer ces miné-raux et d'être les vecteurs du processus d'altération du béton misen évidence par les études pétrographique, radiocristallographiqueet à la microsonde. L'examen des échantillons de béton altéré prélevéssur les faces internes, côté atmosphère, des ouvrages enterrés voi-sins montrent qu'effectivement le liant du ciment n'est plus cons-titué uniquement d'aluminosilicates calciques mais aussi de calcitefinement cristallisée. Par contre, les éléments calcaires du granu-lat ne sont pas attaqués.
Cependant, les eaux des différents niveaux ont un caractèrecorrosif par rapport au fer en atmosphère désaéré.
La métasomatose mise en évidence peut modifier les propriétésmécaniques du matériau mais aussi la texture, la porosité et faci-liter des processus de corrosion des parties métalliques.
La présence d'H2S semble liée à l'existence d'une population debactéries sulfato-réductrices mise en évidence dans les trois niveauxaquifères prélevés par le sondage SIMECSOL. Suivant le potentieloxydo-réducteur, elle peut localement participer à un processus d'al-tération : dégagement d'H2S, production d'acide sulfurique.
Pour diminuer les risques d'altérations de l'immeuble projeté,on peut envisager plusieurs solutions :
1- réduire la profondeur des sous-sols
2- adopter un type de fondations permettant de réaliser le béton dansles meilleures conditions et d'empêcher au mieux l'infiltration etles circulations capillaires des eaux de la nappe par un traite-ment hydrofuge préventif
3- utiliser des ciments mieux adaptés dans leur composition et leurtexture
4- mettre en place des parois préfabriquées plus faciles à protégerd'une façon efficace, côté terrain, avec des enduits à étendreavant la mise en place dans le terrain.
- ANNEXES -
ANNEXE la
CALCUL AUTOMATIQUE DE L'EQUILIBRE DES EAUX PAR RAPPORT AUX MINERAUX
I- Données nécessaires
- température du prélèvement (0 à 100°C)
- teneurs des ions majeurs en mg/1
- valeur du pH
- conversion des données analytiques en moles/1 etmilliéquivalent (ME)
- force ionique de la solution : 1= £ ? Z¿ *V¿
- coefficients d'activité pour les différentes espèces à latempérature du prélèvement :
log is, s-A(f)Zl\Tí - + B(T)I
- pourcentage des différentes espèces en solutions par rapport
à la somme des cations et des anions
- balance électrique % ME cations = £Me anions
- concentration totale en mg/1 (salinité)
- pression de CO2 à l'équilibre à la température du prélèvement,concentration en C02 dissous (H2CO3), concentration en CO 3 "ou HC03~ .
Ces différentes concentrations sont calculées à partir du pH mesuréet de la concentration en HCO3" ou CO3" dosé par les réactions d'équi-libre de la chaine carbonique
aH2C03 = K] (T) p C02
aHC03 . aH+ = K2 (T) . aH2CO3
a C 0 3 " . aH+ = K3 (T) . aHCO3
- calcul du C02 total
- équilibre par rapport aux minéraux quartz, calcite, gypse àla température du prélèvement.
Le coefficient SATURATION représente le logatithme du produit desactivités des ions considérés pour un minéral donné sur la constantede dissociation de ce minéral.
ANNEXE lb
Par exemple, pour la cal ci te :
Ca + + + C 0 3 " = CaC03
aCa++ . aC0 3— = K cal ci te (T)
SATURATION : log (aCa++ . a C 0 3 ~ / K cal cite (T) )
Lorsque ce coefficient est égal à zéro, le minéral est àl'équilibre. S'il est négatif, la solution est sous-saturée vis-à-vis de ce minéral, s'il est positif, la solution est sur-saturéele minéral devrait précipiter.
ECHMMTH.LÜH NUMERO : 1
flUñLYiE CKIHIOUE LES EHUX
ANNEXE lc
F O F C : . Iùi'.iaUrl: O.&iJ
CGEF. HC-ÏVIÏËCH2+- O.rö7 r'.G2 + =HH4+= O.-rjil ñL3 + =HC03-= ô.?24 CL- =
T E M F E R H T U R E : ll.SOO
0.747 FE3O.526 H+=0.922 HUS-= 0.922
K + = Ü.922SÛ42--= 0.727
0H-= 0.923CO3- 0.730
CHT ICHS
CR2+MG2+FE3+K+Hfl+MH4+ñL3+
MG--L
il4...-C' .
0.0.
.Ut'ö300500. 000580000
M.'L 161X
-3.344-4.666-3.773-2.336-4.5560.000
ME
0.9050.2530. 1661.4790.82S0.006
9.0915.36252.1460.979y. 000
Non dosé
T0TRL=- +- 0.142
SILICE-H4S1C4' CrlG-'L> = 29 .OO0
fiNIOHS
3042-C032-HCQ3-CL-N03-
«1 U 1
•
COHCENTRRTION
HG.--L55.000 'O.GOO271.00627.000Í7.000
M/L-3.0.
-3.-3.
riL. — — — — — — — — — —
TÛTSL EH MG/L= 456.
10 tX234600352119562
380
ME1. 1670.6004.4430.7610.274
+- 22.340
Fn y.!7.5T"8ô . 0 v - jít.S¿5•* i ¿ — 7
— fi "̂ X -'V i O O w
H2C03<M/L> = 1 Oí-4.044 +- 0.4044.573 +- 0.223
*** PH MESURE = 3.100 +- 0.465
P. C02 C.HLC.= 10Î-2.751 +- 0.275
C02 T0THL ÍM.M0LES/L) = 4.559 +- 9.223
EQUILIBRE P H R RfiFPCRT fiUX M I H E R H U X H 11.S00 DEGRES
CiURPTZ S-"ÍTÜRHTIO!!= 0.700 +- 0.035
EQUILIBRE FH?. F:fiDPüRT WA MINEPñUX ñ 25 DEGRES
0URRT2SIO?
ShTURñT10M= 0.4SO +- 0.024-fi.5üú <•- 0.025
•'//<'.'// /////' S / S S/'' S /////.-'////,' j
ECHKHTILLOH HUMERO : 2 ANNEXE Id
RNHLYSE CHIMIQUE DES Eñux
FORCE IONIQUE: O. oil
COEF. fiCTIVITECfl2 + = 0.f"74 MG2 + = 0.689NH4+= 0.S97 RL3 + = 0.441HC03-= 0.901 CL-= 0.39S
TEMPERHTURE: 13.000
FE3 + = 0.411 K+= 0.898 Hfi+= 0.901H+= 0.914 S042-= 0.653 C03= 0.662H03-= 0.S93 OH-= 0.900
CflTIONS
CR2+MG2+FE3+K+HR+NH4+RL3+
MG'L6.5O01.7001.7004.000196.0000.1000.000
M/L lQtX-3.739-4.155-4.517-3.990-2.069-5.2550.000
TOTRL=-
ME8.0.0.0.3.0.0.
> 9.
325140091102525006000
190
PM >'.3.5371.5230.9941.11392.7730.0600.000
.+- 0.459
SILICE-H4SI04 <MG/L>= Non dosé
RHIOHS
S042-C032-HC03-CL-H03-
MG/L152.0000.000293.00038.0000.000
TOTflL= •
M/L 10tX-2.8000.000
-2.318-2.9700.000
ME3.1670.0004.8031 . 0700.000
- - > 9.040
PM •/.35.0280.00053.13111.8400.000
+- 0.452
COHCEHTRRTION TOTñL EN MG.-L= 693.006 +- 34.650
*** PH MESURE = 9.800 +- 0.490
P. C02 CñLC.= 10t-4.432 +- 0.443H2CO3<M/L)=10t-5.741CO3£-(M/L>=10T-2.791
+- 0.574+- 0.140
C02 TOTñL ai.MOLES/L) = 6.425 +- 0.321
EQUILIBRE FfiR RRPPORT RUX MIHERRUX fl 13.000 DEGRES
CRLCITEGYPSE
S,~l¡URHT'iOH= 1.354 +- 0.135SflTURf|TIÜH = -2.0S4 +- O.20S
EQUILIBRE PRR RñPPORT RUK MINERRUX ñ 25 DEGRES
RHUYDRIÜI^-I^.VOJ: +- 3.643
SMTURñTI0N=-2.242 +- 0.208
/ , ' / / . - ' / / / . • ' . ' / . • • • , / , ' / • • • / / / . • • • / • • - / . - ' , • • / / / / / / , • - • ' - / . - ' / / / / / / / / / / . - • • . - ' . - • • . • • • • / / / / / / / / / / /
ECHñHTILLON HUMERO : 3ANNEXE le
flUfiLYSE CHIMIQUE DES EñUX
FORCE IONIQUE: 0.G43
COEF. ñCTIVITECFH2+- 0.517 MG2+= O. 543NH4 + = ij.022 ñL3 + = 0.272HC03-= 8.836 CL-= 8.327
TEMPERRTURE: 9.000
FE3+= 0.226 K+= 0.S27 Hfl+= 0.836H+= C.S68 3042-= 0.432 C03= 0.491H03-= 0.S27 0H-= 6.831
CflTIOHS
Cñ2+MG2+FE3+K+Nñ+HH4+ñL3+
MG/L418.80825.8883.8885.88878.80O8.8888.888
TOTñL=- - - - - •
M/L 18-tX-1.939-2.988-4.167-3.893-2.5168.8888.008
ME26.5002.8588.2048. 1283.8456.6808.000
- > 25.934
PM '/.79.0467.9348.7876.49311.7406.0086.066
+- 1.297
SILICE-H43I04 <MG/L)= 32.688
fiNIONS
S042-C032-HC03-CL-N03-
MG/L568.8888.888554.88051.888215.000
M/L 10tX-2.2340.008-2.842-2.843-2.468
ME11.6678.8889.6821.4373.468
PM •/.45.4798.00035.4035.60O13.518
TOTfiL=- > 25.653 +- 1.283
CONCEHTRfiTIÜN TOTñL EH MG/L= 1925.
***.PH MESURE = 7.70O +- 0.385
+- 96.290
P. C02 CflLC.= 10T-2.124 +- O.212
C02 TOTñL Í:M.MOLES.--L> = 9.529 +- 8.476
H2CO3(M/L>=10T-3.378 +- O.338+- 8.227
EQUILIBRE FfiR RfiPPORT RUX MIHERñUX ñ 9.888 DEGRES
QUñRTZCñLCITEG'.'PSE
SñTURRTIOH= 0.794SñTURñTIOH= 1.140SñTURñTION= 0.039
+- 0.040+- 0. 114+- O.0O4
EQUILIBRE F'fiR RñPPORT fiUK MIHERñUX R 25 DEGRES
QUfiRTZS102RHHVDRI
SHTURñTION^ 0.524SñTURRTI0H = -0.45t.SfiTURñTIOM = -0. 127
+- 0.026+- 0.023+- 8.004
/ / / / / / / / / / . • / / / / / / i
ECHñNTILLÜH HUMERO : 4 ANNEXE If
flNñLYSE CHIMIQUE DES EflUX
FORCE IOKI QUE: 0.015
TEMFERRTURE: 13.6QÖ
COEF. fiCTIVITECfi2+= 0.639 MG2+= 0.657 FE3+= 0.364 K + = 0.834NH4+= 0.332 RL3+= 8.393 H + = 6.904 S642-= 6.619HC03-- 0.338 CL-= 6.384 N03-= 0.334 0H-= 6.386
Hfi+= 6.338C03= 0.624
CfiTIONS
CFI2+MG2+FE3+K+Nfl+NH4+RL3+
MG-'L112.00941.0001.4866.50020.0000.000
M-'L-2.553-2.773-4.577-3.779-3.0610.0000.000
ME5.6063.3746.6796. 1666.8766.6666.666
PM Ü55.56033.4430.7831.6433.6220.0000.000
TOTñL=- > 19.090 +- 0.505
SILICE-H4SI04 <MG/L>= 10.600
FIN IONS
S042-C032-HC03-CL-N03-
MG/L57.0000.000478.00023.0665.000
TOTfiL=
M/L 10tX-3.2260.000
-2.106-3.139-4.093
ME1.188'6.6667.3366.6480.681
- - > 9.752
PM '/.12.1773.06636.3536.6446.827
+- 0.488
CONCENTRATION TOTfiL EN MG--'L= 753.930 +- 37.699
*** PH MESURE = 7.306 +- 0.365
P. C02 CfiLC.= 10î-1.731 +- 6.173H2C03<M/L) = 10t-3.646 +- 6. 364C032-aVL) = 16î-5.654 +- 6.253
C02 TOTfiL ÍM.M0LES/L) = 3.757 +- 0.433
EQUILIBRE PfiR RñPPORT ñUX MINERñUX fi 13.000 DEGRES
QURRTZCñLCITEGYPSE
SñTURñTION= 0.217 +- 0.611SRTURñTION= 0.273 +- 0.O23SñTURflTI0N=-1.323 +- 0.132
EQUILIBRE PfiR RRFPORT flUX MINERñUX fi 25 DEGRES
QIJRRT2S102fiNHYDRI
SRTURRTION= 0.013SñTURñTION=-0.962SflTURflTION=-1.482
+- O.OOl+- 0.043+- 0.132
/ / / / / / / / / / . - • / / / . - / / / / / / / / / / / / / . - • / ' / / / • / / / / / - ' / . - • . - / / / . - • / / / . - / / / / / / / / .
ECHñüTILLON HUMERO : 5 ANNEXE lg
RHRLYSE CHIMIQUE DES EfiUX
FORCE I OH I QUE: 6.619
COEF. fiCTIVITECR2+= 0.612 MG2 + = 9.632HH4+= 0.870 fiL3+ = 6.367HC03-= 0.377 CL-= 0.S73
TEMPERfiTURE: 14.000
FE3+= 6.330 K+= 0.573 Hñ+= 6.877H+= 6.S96 S042-= 6.539 C63= 6.595H03-= 6.873 0H-= 6.875
CfiTIONS
CR2+MG2+FE3+K+NR+NH4+RL3+
MG/L160.00028.0800.2004.20025.0000.8000.006
M/L 10tx-2.398-2.933-5.446-3.969-2.964-4.352
TÜTñL=-
ME8.6662.3050.0110.1071.0370.6446.666
> 11.555 +- 6.
PM '/.69.23719.9456.0930.9369.4116.3856.000
SILICE-H4SI04 <MG-'L)= 11.060
RNIONS
S042-C032-HC03-CL-H03-
MG/L260.0000.000405.00035.0000.000
M/L-2.6816.000-2.178-3.0060.000
ME4. 167
6.6390.9860.000
PM '/.35.3350.00056.3048.3610.000
TOTflL=- > 11.792 +-• 0.598
COMCEHTRflTION TOTflL EH MG/L= 869.260 +- 43.466
*** PH MESURE = 7.508 +- 0.375
P. C02 CflLC.= 10-Î-2.0O8 +- 6.261
C02 TOTfiL (M.M0LES/L) = 7.119 +- 6.356
H2CO3(M/L>=10+-3.331 +- 6.333+- 6.245
EQUILIBRE PflR RRPPORT flUX MINERfiUX fi 14.000 DEGRES
QURRTZCflLCITEGYPSE
SRTUF:HT IÜH= 0.241SñTURRTIOH= 0.557SHTURHTIOH=-0 .665
+- 0.012+- 0.656+- 6.067
EQUILIBRE PñR RRPPORT fiU'Ä M INERRUÍ : fl 25 DEGRES
QURRTZS102RHHYDRI
SRTURÍ |T IOH= 0.059SRTURRTI0H=-6.921SflTURRTIOH=-0.322
+- 0.603+- 0.046+- 0.067
/ / / / / / • / /
ECHANTILLON NUMERO ANNEXE lh
fiNflLVSE CHIMIQUE DES ERUX
FORCE IONIQUE: 0.017
COEF." flCïIVITECR2+ = 0.621 MG2+= 9.640MH4+= 0.374 fiL3+= 0.37SHC03-= 0.881 CL-= 0.877
TEMPERATURE: 14.300
FE3+= 0.342 K+= 0.377 Hfi+= 0.831H + = 0.39? S042-= 0.í'6ñ C03= 0.605N03-= 0.377 0H-= 0.379
CfiTIONS
Cfi2+MG2+FE3+K+Nfi+NH4+
MG/L150.00025.0900. 1003.80025.0009.0000.000
M/L 10tX-2.426-2.988-5.747-4.012-2.964-3.3010.000
ME7.2.0.0.1.0.0.
500053005097037500000
PM '/.66.63113.2940.0480.8649.6684.4450.000
TClTRL=- > 11.248 +- 0.562
SILICE-H4SI04 <MG/L>= 10.000
HNIONS
S042-C032-HC03-CL-N03-
MG/L30.0000.000592.00033.0000.000
M/L-3.0790.000-2.013-3.0320.000
ME1 6670.0009.7050.9300.000
PM ''.13.5490.00078.3947.5570.000
TOTRL=- > 12.301 +- 0.615
CONCENTRñTION TOTflL EN MG/L= 927.900 +- 46.395
*** FH MESURE = 7.200 +- 0.360
P. C02 CflLC.= 10t-1.537 +- 0.154H2CO3ÍM/L>=10t-2.S70 +- 0.287CO32-(M/L>=10î-5.029 +- 0.251
C02 TOTñL <M.M0LES/L> = 11.063 +- 0.553
EQUILIBRE PfiR RflPPORT m'A MINERñUX R 14.800 DEGRES
QURRTZCRLCITEGYPSE
SRTURRTION= 0.136SRTURñTION= 0.414SRTURRTION=-1.078
+- 0.0O9+- 0.041+- 0.108
EQUILIBRE PRR RflPPORT RUX MINERflUX R 25 DEGRES
QURRTZS102RHHYDRI
SRTURRTION= 0.018SflTURfiTION=-0.962SflTURflTIOH = -1.234
+- 0.001+- 0.043+- 0.108
' / / . • • • / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / . . - • / / / / • / / / / / /
ECHflUTILLÜN NUMERO : 7
fiHñL.VSE CHIMIQUE DES EñUX
ANNEXE lj
FORCE I UNIQUE: 0.921
COEF. fiCTIVITECñ2+= 0.597 MG2 + = 0.619NH4+= 0.863 ñL3+= 0.351HC03-= 0.371 CL-= Ö.366
TEMPERHTURE: 14.680
FE3+= 9.312 K + = 6.366 Nfl+= 0.871H+= 0.892 S042-= 0.573 CG3= 0.579HÜ3-- 0.366 OH-= 0.869
CflTIONS
Cñ2+MG2+FE3+K+NR+HH4+fiL3+
MG/L218.0004.0090.0008.00029.0000.0000.000
M/L 10tX-2.264-3.7340.000
-3.689-3.061
0.000
ME100.0.0.0.0.0.
. 900329000205870000000
PM '/.83.5912.6760.0001.6637.0710 . 0000.000
TOTRL=- > 12.304 +- 0.615
SILICE-H4SI04 <MG/L>= Non dosé
flNIONS
S042-C032-HC03-CL-NÛ3-
MG/L311.0000.000317.00032.00020.000
TOTfiL= •
M/L 10tX-2.4900.000
-2.284-3.045-3.491
ME6.4790.0005.1970.9010.323
- > 12.900
PM500.406.2.
+- 0.645
.227000.285983501
COHCEHTRñTIOH TOTñL EN MG/L= 930.000
*** PH MESURE = 8.209 +- 0.410
+- 46.500
P. C02 CfiLC.= 10T-2.820 +- 0.282H2CO3<M/L>=10t-4.142 +- 0.414C032- CM/L) = 10t-4.291 +- 0.215
C02 TOTñL U1.M0LE3/L) = 5.320 +- O.266
EQUILIBRE F'ñR RñPPORT ñUX MIHERñUX ñ 14.600 DEGRES
CñLCITEGYPSE
SH7URñTION= 1.273 +- O.127SñTURñTIOH=-0.362 +- 9.036
EQUILIBRE PRR RñPPORT ñUX HINEPñUX fi 25 DEGRES
HHHVIiRI SñTURñTIOH=-0.519 +- O.036
/ / / / / / / / . • • • / / / / / / / / / / / / . / / / / / / / , • • ' / / / / / / / / / / / / /
ECHñt-JTILLON HUMERO : 81
RHRLYSE CHIMIQUE DES ERUX
ANNEXE Ik
FORCE IONIQUE: 0.02?
COEF. ACTIVITECñ2+= 0.568 MG2 + = 0.593NH4 + = 0.549 fiL3 + = 0.321HCö3-= 0.359 CL-= Ô.S53
TEMPERATURE: 14.000
FE3+ = 0.279 K + = 0.853 Hfl+ = 0.859H + = 0.383 S042-= 0.540 C03= 0.54?Nñ3-= 0.S53 0H-= 0.856
CfiTIOHÍ
Cñ2+MG2+FE3+K+Nñ+NH4+BL3+
MG/L150.00063.0O00.0000.000103.0000.0000.000
M/L 10tX-2.426-2.5860.0000.000 •-2.3490.0000.000
TOTRL=-
ME7.5005.1850.0000.0004.4800.0000.000
> 17.165 +- 0.358
PM43300.0.260.0.
'/.. 693.207000000.100000000
SILICE-H4SI04 c M G.••'!_:>= Non dosé
RNIONS
S042-C032-HC03-CL-N03-
MG/L370.O000.000366.000124.0000.000
M/L-2.0.
-2.-2.0.
COHCEHTRfiTIOH TOTRL EN MG.-L= 1176
10tX414000222457000
. O00
G
+- 58
ME7.7080.0006.0003.4930.000
17.201
.800
PM V.44.8130.00034.38120.3060.000
+- 0.866
P. C02 CRLC.= 10t-1.068 +- 0.10?
C02 TOTflL <M.M0LES/L) = 10.670 +- 0.503
EQUILIBRE PñR RfiPPORT flUX MINERñ'JX R 14.000 DEGRES
CflLCITEGYPSE
S H T u k h 'í IO N = - Û. i 51 + - O. O 5 5SñTURF(TIÜN = -0.497 +- 0.050
+- O. 239+- O. 295
EQUILIBRE PRR RfiPPORT fiUX MIHERñUX R £5 DEGRES
hnH'i'ílR't £R rüRh"! 1 u n - - - ü . C54 +•• ü . O S
/ / / / / ( • • ' . - • • . • •• / / . - • • . - • • . - • • / / . - • • • / . • • • / / / / / / / / / / . - • • / / •••"••••' . • • • . • • / • • / • . - • • / / / / ' , • • • / / / / / / / . •
ECHÑNTILLOH NUMERO : 16 ANNEXE
RHfiLYSE CHIMIQUE DES EñUX
FORCE IONIQUE: 0.054
COEF. flCTIVITECFi2: + = 0.475 MG2 + = 0.510HH4 + = 0.799 ñl.3 + = 0.234HCû3-= 0.815 CL-= 0.305
FE3+- 0.186 K+= 0.S95 Hfl+= 0.815H+= 0.855 S042-= 0.435 C63 = 0.445H03-- 0.805 0H-= 0.310
CfiTIONS
Cfi2+MG2+FE3+K+Nñ+NH4+fiL3+
MG.--L25.0907.60O0.70026.40O1070.0000.0000.000
M-'L-3.204-3.505-4.902-3.171-1.3320.0000.000
ME1.0.0.0.460.0.
250626033675.542000000
M y.2.5441.2730.0771.37494.7326.0006.600
TOTfiL=- > 49.130 +- 2.457
SILICE-H4SI04 <MG/i_>= Non dosé
flNIONS
S042-C032-HC03-CL-N03-
MG-'L310.000
2610.00074.0066.666
TOTfiL=-
10tX-2.4910.000
369-2.6810.000
-1
ME6.4586.66642.7872.6850.000
PM %12.5820.06683.3574.0616.000
> 51.330 +- 2.566
CONCENTRfiTION TÜTRL EH MG/L= 4123.700 +- 206.185
*** PH MESURE = 10.000 +- 0.506
P. C02 CflLC.= 10t-3.698 +- 6.370H2CO3<M/L>=10+-5.158 +- 0.516C032- < M-'L ) = 16t-1. 368 + - 6. 068
C62 TOTflL (M.M6LES/L) = 35.662 +- 4.283
EQUILIBRE PflR RñPPORT ñUK MIHERRUX fl 25 DEGRES
CñLCITE SñTURRTION= 3.113 +- 6.311
Uïi-'SE SRTURñ"! ]0H = -1.53ö +- ó. 153
EQUILIBRE F'RR RflPPORT ñUX MIHERñUX ñ 25.000 DEGRES
/ / / / . ' ' / • / . • • • , • • • • • . • ' / / • • • / . • ' / s / . - ' . - ' / / / / / / / / / / / / / / / . ' ' / / / . - • / / . ' • / / . - ' . - ' / • / / / / / / / / / / / / / / / . '
ECHANTILLON NUMERO : 11
ñNfll.YSE f.HIMiCÜJE EES EfiUX
ANNEXE Im
FORCE IONIQUE: 0.019
COEF. fiCÏIVITECñ2+= O. ¿03 MG2 + = 0.624UH4 + = O. 86? ñL3 + = 0.357HC03-= 0.874 CL-= 0.869
FE3+= 6.320 K+= 6.869 Hñ+= 0.S74H+= Ö.S93 5042-= 0.536 C03= 0.536NÜ3-= 0.S69 0H-= Ö.372
CfiTIONS
Cfi£+MG2+FE3+K+Nfi+HH4+ñL3+
MG/L172.00011.9600. 14013.40053.00O
0.000
M/L-2.36?-3.310-5.601-3.465-2.6370.8.000
ME8.0.
2.0.0.
600979008343305000000
PM '/.70.2908.0050.0612.80118.8420.0000.000
TOTfiL=- > 12.235 +- 0.612
SILICE-H4SI04 <MG/L>= 13.100 . -
flNIOHS
S042-C032-HC03-CL-N03-
MG/L220.0000.000298.00045.00042.000
M/L-2.6400.000
-2.311-2.89?-3.169
TOTRL=
ME4.5830.0004.8351.2680.67?
11.414
PM400.42115.
+- 0.571
/..157000. 802.106935
CONCENTRATION TOTfiL EN MG-'L= 863.540 +- 43.427
*** PH MESURE = 8.30O +- 0.415.
P. C02 CfiLC.= 10t-2.890 +- 0.289H2CO3O1/L> = lS-t-4.350 +- 0.435C032-ai/L> = 10t-4. 118 +- 0.2O6
C02 TÜTfiL ÍM.M0LE3/L> = 5.006 +- 0.250
EQUILIBRE PRR RñPPORT ñUK MINERfiUX fl 25 DEGRES
CflLCITEQUñRTZ
SfiTURRTION= 1.423SRTURñTION= 8. 135
+- 0.142+- O.OO?
+- 0.061
EQUILIBRE PHR RfiTPORT ñUX MINERñUÍÍ ñ £5.000 DEGRES
QUfiRTZ SñTURñTIOH= 6.135 +- 0.007
' / .• • ' / / / / / / / / / / / / / / • , - / / / • ' / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /
TABLEAU I ANNEXE 2 a
DIAGRAMME DE POUDRE-
Echantillon n° 1cliché HLT
d(A)
4,218
3,852
3,349
3,035
2,853
2,690
2,492
2,286
2,090
1,914
1,871
1,818
1,625
1,600
1,520
1,502
1,470
1,438
1,419
I base 10
1
4
3 - 4
10
1
1
3
4
3 - 4
4
4
< 1
< 1
1 - 2
1
< 1
< 1
1
< 1
CALCITERéférence ASTM
N° 2 4-27
d(A)
3,852
3,030
2,834
2,495
2,284
2,094
1,926-1,907
1,872
1,625
1,604
1,524
1,506
1,440
1,416
I base 100
29
100
2
7
18
27
4 - 1 7
34
2
15
3
2
5
3
QUARTZRéférence Peacock
d(A)
4,25
3,34
1,817
I base 10
6
10
5
ANNEXE 2bTABLEAU II
DIAGRAMME DE POUDRE
Echantillon n° 2Altération en croûtes
concentriquesblanc-beige assez consistantes
Cliché HLQ
d(A)
3,858
3,035
2,843
2,492
2,286
2,095
1,916
1,876
1,623
1,604
1,524
1,507
1,471
1,439
1,421
I base 10
4
10
1
4 - 5
5
<\» 5
6
6
2
3
3
1 - 2
1
3
2
Calcite
Référence ASTM 24-27
d(A)
3,852
3,030
2,834
2,495
2,284
2,094
1,926 - 1,907
1,872
1,625
1,604
1,524
1,506
1,440
1,416
I base 100
29
100
2
7
18
27
4 - 1 7
34
2
15
3
2
5
3
TABLEAU III ANNEXE 2c
DIAGRAMME DE POUDRE
Echantillon nc 2Croûte plus consistante
Cliché HLS
d(A)
9,730 *
7,080 *
5,573 *
4,173
3,864
3,509
3,349
3,186 *
3,038
2,817
2,583 *
2,543
2,482
2,348 *
2,286
2,095
2,007 *
1,967
1,910
1,868
1,809
1,619
1,597
1,519
1,437
1,419
I base 10
2
2
2
2
3
< 1
4
< 1
10
< 1
1
< 1
1 - 2
< 1
3
3
< 1
< 1
3
3 - 4
< 1
< 1
1
1 - 2
1 - 2
1
Calcite
Réf. ASTM 24-27
d(A)
3,852
3,030
2,834
2,495
2,284
2,094
1,926 - 1,907
1,872
1,625
1,604
1,524
1,440
1,416
I base 100
29
100
2
7
18
27
4-17
34
2
15
3
5
3
Quartz
réf. Peacock
d(A)
4,25
3,34
2,46
2,28
2,13
1,977
1,817
1,542
1,455
1,419
I base 10
6
10
3
3
3
2
5
4
2
1
raies non interprétées
TABLEAU IV
DIAGRAMME DE POUDRE
ANNEXE 2d
Echantillon nc 2Iteration poudreuse
gris-blanc
Cliché HKT
d(A)
7,628
4,293
4,03"+
3,815
3,577
3,349
3 ,195
3,057
2,870
2,769
2,673
2,575
2,481
2,294
2,210
2,145
2,079
2,023
1,987
1,889
1,799
1,705
1,668
1,615
I base 10
10
10
< 1
2
1
3
1
9-10
3
< 1
2 - 3
« 1
1 - 2
1
1
< 1
2
< 1
< 1
2
2
< 1
< 1
< 1
GypseRéférence A . S . T . M .
N° 6-0046
d(A)
7,56
4,27^4,28
3,79
3,163
3,059
2,867
2,786
2,679
2,591
2,495
2,216
2,139
2,080
2,073
1,990
1,89 8-1,879
1,812-1,796
1,664
1,621
I base 100
100
51-90
21
3
57
27
5
28
4
6
6
1
10
8
4
16-10
10-4
4
6
Quartz
Référence Peacock
d(A)
4,25
3,34
2,46
2,28
2,23
2,13
1,977
1,817
1,672
I base 10
6
10
3
3
2
3
2
5
3
Calcite
Référence A . S . T . M . 2 4 - 2 7
d(A)
3,030
2,284
2,094
1,872
I base 100
100
18
27
34
TABLEAU V ANNEXE 2e
DIAGRAMME DE POUDRE
Echantillon 6 ter prélevésur le tubage du piézomètre
I
9
10
< 1
< 1
< 1
4
3
2
1
d (A)
5,13
3,00
2,85
2,76
2,69
2,305
1,829
1,740
1,512
FeSA.S.T.M. 15-37
I
100
80
80
( 40( 80
40
20
d (A)
5,03
2,97
2,31
( 1,838( 1,808
1,725
1,524
RECHERCHES SUR L'AGRESSIVITE DE L'EAU VIS-A-VISDE BETOMS ENTERRES A NEUJLLY-SUR-SEINE
(HAUTS-DE-SEINE)
par
Ph.DIFFRE, J.GREFFARD et Z.JOHAN
avec la collaboration du Service deContrôle des Eaux de la Ville de Paris
RESUME
Avant d'entreprendre la construction d'un immeuble à Neuilly-sur-Seine, la S.C.I. ETOILE-NEUILLY a demandé au B.R.G.M. d'étudierles eaux de la nappe et les risques d'altération du béton pour éviterles ennuis constatés dans les sous-sols d'un immeuble construit àproximité : dégagement d'hydrogène sulfuré à la sortie des drains duradier et altération apparente du béton de la paroi moulée.
Les résultats des analyses indiauent une pollution chimique(M?S , iia, matières or^air^es) et bactériologique (bactéries sul-falo-réductrices) devant être considérée comme dangereuse pour lesbétons ordinaires.
En effet, ces eaux dures et séléniteuses sont sursaturées parrapport à la calcite donc entartrantes et susceptibles d'être äl'origine du processus d'altération du béton. L'étude radiocristallo-graphique et l'examen en lames minces et à la microsonde d'échan-tillons de béton altéré prélevés sur les faces internes, côté at-mosphère, des ouvrages enterrés voisins montrent qu'effectivementle liant du ciment n'est plus constitué uniquement d'aluminosili-cates calciques mais de calcite finement cristallisée formant unvéritable front métasomatique progressant préférentiellement suivantles interfaces : granulat-ciment.
Notre examen s'étant limité à la face interne des parois étu-diées, il nous est impossible de préjuger des phénomènes se passantsur les parties externes, complètement noyées.
Pour diminuer les risques d'altération de l'immeuble projeté,les caractéristiques des eaux de la nappe ne pouvant être modifiées,plusieurs solutions sont possibles :
- diminuer la profondeur des sous-sols
- modifier la qualité du ciment utilisé, sa porosité aux infil-trations
- isoler les matériaux par un traitement hydrofuge.
76 SGN 063 BDP
RECHERCHES SUR L'AGRESSIVITE DE L'EAU VIS-A-VISDE BETONS ENTERRES A NEUILLY-SUR-SEINE
(HAUTS-DE-SEINE)
par
Ph.DIFFRE, J.GREFFARD et Z.JOHAN
avec la collaboration du Service deContrôle des Eaux de la Ville de Paris
RESUME
Avant d'entreprendre la construction d'un immeuble à Neuilly-sur-Seine, la S.C.I. ETOILE-NEUILLY a demandé au B.R.G.M. d'étudierles eaux de la nappe et les risques d'altération du béton pour éviterles ennuis constatés dans les sous-sols d'un immeuble construit àproximité : dégagement d'hydrogène sulfuré à la sortie des drains duradier et altération apparente du béton de la paroi moulée.
Les résultats des analyses indiquent une pollution chimique(HoS , Na, matières organiques) et bactériologique (bactéries sul-fato-réductrices) devant être considérée comme dangereuse pour lesbétons ordinaires.
En effet, ces eaux dures et séléniteuses sont sursaturées parrapport à la calcite donc entartrantes et susceptibles d'être âl'origine du processus d'altération du béton. L'étude radiocristallo-graphique et l'examen en lames minces et à la microsonde d'échan-tillons de béton altéré prélevés sur les faces internes, côté at-mosphère, des ouvrages enterrés voisins montrent qu'effectivementle liant du ciment n'est plus constitué uniquement d'aluminosili-cates calciques mais de calcite finement cristallisée formant unvéritable front métasomatique progressant préférentiellement suivantles interfaces : granulat-ciment.
Notre examen s'étant limité à la face interne des parois étu-diées, il nous est impossible de préjuger des phénomènes se passantsur les parties externes, complètement noyées.
Pour diminuer les risques d'altération de l'immeuble projeté,les caractéristiques des eaux de la nappe ne pouvant être modifiées,plusieurs solutions sont possibles :
- diminuer la profondeur des sous-sols
- modifier la qualité du ciment utilisé, sa porosité aux infil-trations
- isoler les matériaux par un traitement hydrofuge.
76 SGN 063 BDP