Chaire de recherche en partenariat CNRC – RBQ et ses partenaires – Impact de la pyrrhotite sur la durabilité des structures de béton au Canada

Chaire de recherche en partenariat
Domaine: Sciences et génie

 
 
 
Josée Duchesne - Cotitulaire de la Chaire
Josée Duchesne
Professeure titulaire
Faculté des sciences et de génie
Benoît Fournier - Cotitulaire de la Chaire
Benoît Fournier
Professeur titulaire
Faculté des sciences et de génie
 
 

Titulaires

Josée Duchesne

Ingénieure diplômée en génie géologique de l’Université Laval, Josée Duchesne y a également obtenu une maîtrise et un doctorat pour des recherches sur le rôle des ajouts cimentaires dans les réactions alcalis-granulats dans le béton. Depuis 2010, elle est chercheuse directrice du pôle de l’Université Laval au Centre de recherche sur les infrastructures en béton (CRIB). Ses intérêts de recherche sont axés principalement sur la durabilité des bétons et la valorisation de résidus industriels dans les matrices cimentaires. Elle est membre des comités techniques internationaux RILEM TC-AAA (Avoiding alkali aggregate reactions in concrete) et TC-TRM (Tests for reactivity of supplementary cementitious materials).PAE (Performance of Cement Materials in Aggressive Environments) et TC-SCM (Supplementary Cementing Materials).

 

Benoît Fournier

À la suite de son doctorat obtenu à la Faculté des sciences et de génie de l’Université Laval, Benoît Fournier a œuvré comme chercheur scientifique et gestionnaire du programme de technologie avancé du béton de CANMET, chez Ressources naturelles Canada (1990-2007). Ses intérêts de recherche touchent aux divers aspects de la technologie des granulats, à la durabilité du béton et au développement durable dans le domaine des matériaux de construction. Benoit Fournier est directeur du Centre de recherche sur les infrastructures en béton (CRIB). Il est responsable du sous-comité technique de CSA A23 sur les réactions de granulats dans le béton et Work Package Leader au sein du comité technique RILEM TC-AAA (Avoiding alkali aggregate reactions in concrete).

 
 
 

Expertises des titulaires

Béton
Durabilité
Granulats
Réaction alcalis-granulat
Réaction d’oxydation
Minéralogie appliquée

 
 

Objectifs

  • Mettre au point, améliorer et évaluer la robustesse de tests rapides et fiables pour détecter le potentiel nocif des granulats incorporant des sulfures de fer
  • Établir des limites fiables permettant de déterminer la nocivité des granulats à béton en lien avec l’oxydation des sulfures de fer
  • Élaborer des mesures préventives pour l’utilisation sécuritaire des granulats incorporant des sulfures de fer
  • Collaborer à l’établissement de la capacité technique nécessaire pour effectuer, dans divers endroits du Canada, les essais de performance de granulats incorporant des sulfures de fer
  • Proposer des révisions appropriées à la norme CSA A23.1/.2 (Béton : Constituants et exécution des travaux/ Méthodes d’essai et pratiques normalisées pour le béton)
 
 
 

Au cours des dernières années, les propriétaires de nombreuses maisons unifamiliales, d’immeubles à logements et d’édifices commerciaux de la région de Trois-Rivières (Québec) ont fait face à de sérieux problèmes de durabilité de ces ouvrages. Dans chaque cas, le granulat utilisé pour fabriquer le béton contenait des sulfures de fer, notamment de la pyrrhotite. Son oxydation, suivie d’une réaction sulfatique interne, mène à la fissuration de nombreux éléments de béton.

Dans le cadre d’une étude menée récemment, l’équipe des professeurs Duchesne et Fournier a développé un protocole permettant d’évaluer le potentiel de réaction et d’expansion nuisible de granulats incorporant des sulfures de fer. Avancée sans précédent, le protocole a été introduit à titre informatif dans l’Annexe P de la norme CSA A23.1 (Béton : constituants et exécution des travaux) qui devrait être publiée en 2019.

Cependant, des travaux supplémentaires doivent être réalisés pour que l’annexe P et les essais associés forment une exigence de la norme.

La Chaire poursuit donc ces recherches pour améliorer et documenter le protocole d’essai afin d’en préciser les limites. Les  membres des comités techniques responsables de l’élaboration des normes de qualité du béton (p. ex.: CSA A23 – Béton) pourront ainsi prendre une décision éclairée sur le sujet.

 

Mission

Exercer un leadership scientifique national et international dans l’évaluation de la qualité des granulats pour béton en lien avec le problème d’oxydation des sulfures de fer.

 
 
 

Retombées

Les différents essais du protocole ont été développés à partir d’une sélection de granulats dont certains sont à l’origine de problèmes dans des structures. Les valeurs limites proposées dans le protocole ne sont que préliminaires puisqu’elles ont été établies à partir d’un nombre limité de granulats.

Ainsi, les travaux réalisés dans le cadre de cette chaire permettront de mieux évaluer la qualité des granulats pour béton contenant des sulfures de fer afin d’éviter les réactions nuisibles. Les travaux contribueront à fournir les données techniques essentielles à la modification espérée de la norme CSA A23.1/.2 pour qu’elle puisse tenir compte du potentiel d’oxydation des sulfures de fer dans les granulats pour béton.

De plus, la Chaire contribuera à former des chercheurs, des ingénieurs et des techniciens hautement qualifiés dans ce domaine. Les professeurs Duchesne et Fournier comptent également favoriser le transfert technologique vers les partenaires et l’industrie canadienne et ainsi contribuer à la reconnaissance de l’expertise canadienne  à l’international.

 
 
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