Qu'est-ce que la fissuration de type cartographique (faïençage) ?

La fissuration de type cartographique est un réseau de fissures fines et interconnectées qui ne touche que la surface supérieure d’une chaussée en béton. La circulaire FAA AC 150/5380-6C utilise les noms fissuration de type cartographique et faïençage pour la même dégradation.

Noms et formes voisines

• Fissuration de type cartographique et faïençage. La circulaire d’entretien de la FAA définit les deux noms de la même façon. Le manuel de la FAA sur la réaction alcali-silice indique que les deux sont souvent difficiles à distinguer.
• Fissuration en réseau. Le manuel ASR de la FHWA indique que la fissuration de type cartographique est aussi appelée fissuration en réseau (pattern cracking).
• Cartographie des fissures. Ce n’est pas une dégradation. C’est l’action de relever où se trouvent les fissures. Le manuel LTPP de la FHWA utilise des cartes de dégradations qui montrent l’emplacement exact de chaque dégradation sur une section d’essai.
• Alligator cracking. Le manuel ASR de la FHWA donne ce nom comme troisième appellation de la fissuration de type cartographique dans le béton. Dans l’enrobé, la circulaire AC 150/5380-6C l’emploie pour la fissuration par fatigue, qui est une dégradation différente. La charge répétée du trafic provoque la fissuration par fatigue, et les fissures commencent à la base de la couche de surface en enrobé.

Aspect

Le manuel LTPP de la FHWA décrit une série de fissures qui ne pénètrent que dans la surface supérieure de la dalle. Les fissures les plus larges suivent souvent la longueur de la chaussée, et des fissures transversales ou aléatoires plus fines les relient. C’est une dégradation de surface. Les fissures ne divisent pas la dalle comme le fait une cassure d’angle ou une fissure longitudinale.

Le manuel ASR de la FAA ajoute que la fissuration de type cartographique n’est jamais répartie uniformément sur une chaussée. Elle peut aller de quelques fissures à des zones isolées de fissuration en réseau, jusqu’à une fissuration serrée et étendue. La FHWA note que la fissuration de type cartographique due à la RAS apparaît souvent en premier aux angles des dalles.

Causes

Il existe deux groupes de causes.

Cure et finition

La circulaire AC 150/5380-6C indique que le faïençage résulte en général d’une cure ou d’une finition du béton mal réalisées. Le manuel PAVER énumère les mêmes défauts de construction pour l’écaillage : surfinition, ajout d’eau en surface pendant la finition et absence de cure. Une fiche technique de la FHWA sur la cure indique que la cure doit commencer dès que possible après la mise en place, pour éviter une perte d’eau excessive et le dessèchement de la surface.

Réaction alcali-silice

Dans la réaction alcali-silice (RAS), les alcalins du ciment réagissent avec certains minéraux de silice réactive et forment un gel. Le gel absorbe l’eau et gonfle, ce qui peut endommager le béton. La circulaire AC 150/5380-6C qualifie la RAS d’autre source de dégradation associée à la fissuration de type cartographique. Le manuel ASR de la FAA donne trois conditions qui doivent être réunies :

1. Une forme réactive de silice dans les granulats.
2. Une quantité suffisante d’alcalins, principalement issus du ciment.
3. Une humidité suffisante, soit une humidité relative d’au moins 85 % dans les pores du béton.

Si l’une de ces conditions manque, le gonflement néfaste dû à la RAS ne peut pas se produire.

Distinguer les cas

Le manuel PAVER indique que la RAS se distingue de la fissuration de type cartographique et de l’écaillage par des signes visuels de gonflement. Ses indicateurs de RAS sont :

• un gel blanc, brun, gris ou d’une autre couleur, ou des traces aux fissures
• des éclatements de granulats
• une hausse du volume du béton, par exemple un dénivelé de joint, un désalignement des joints ou des matériaux de scellement de joint extrudés

Le manuel donne d’autres indices :

• La RAS est en général présente dans toute l’épaisseur de la chaussée, car elle dépend des matériaux.
• La RAS n’apparaît en général pas dans les premières années suivant la construction. La fissuration de retrait plastique peut apparaître le jour même de la construction et se manifeste dans la première année.
• La RAS présente des fissures perpendiculaires à la face du joint. La fissuration en D se développe en fissures parallèles aux faces des joints.

Le manuel ASR de la FAA indique que la RAS et d’autres mécanismes se ressemblent souvent beaucoup. Il juge une identification positive pratiquement impossible par la seule inspection visuelle, et indique que l’étude en laboratoire est indispensable. Le manuel PAVER est du même avis : le carottage et l’analyse pétrographique du béton sont la seule méthode définitive pour confirmer la RAS. Une photo de la surface ne peut pas trancher la cause.

Est-ce structurel ?

Selon le manuel ASR de la FAA, le faïençage dû à une finition ou une cure mal réalisées n’affecte pas l’intégrité structurelle du béton. Une fissure structurelle est une dégradation différente. Le manuel PAVER indique que les fissures longitudinales, transversales et diagonales de faible gravité sont en général liées au gauchissement ou au frottement. Les fissures de gravité moyenne ou élevée sont en général des fissures de travail et constituent des dégradations structurelles majeures.

La RAS est différente. L’étude de la FAA qui sous-tend son manuel a confirmé que la RAS peut nuire à la performance à long terme des chaussées aéroportuaires. La cause compte donc avant qu’on qualifie la fissuration de bénigne.

Pourquoi c’est important sur un aérodrome

La circulaire AC 150/5380-6C indique que le faïençage peut mener à un écaillage de la surface. L’écaillage est la perte du mortier de surface. Dans le manuel PAVER, le risque de corps étrangers (FOD) que présente l’écaillage augmente avec sa gravité. À gravité élevée, un balayage courant ne suffit plus à éviter les problèmes de FOD. Le manuel précise aussi que l’écaillage se poursuit jusqu’à ce que la profondeur touchée soit enlevée ou épuisée.

Notation

Le manuel PAVER note la RAS selon la largeur des fissures et selon les signes de dégradation :

• Faible. Fissures en surface serrées, en général de 1 mm ou moins, avec peu ou pas de signe de mouvement.
• Moyenne. Un réseau de fissures plus larges, en général de 1 mm ou plus, que des fissures plus fines peuvent subdiviser. Quelques fragments et éclatements peuvent se produire.
• Élevée. Fragments de béton desserrés ou manquants, avec un fort potentiel de FOD, ou surface de dalle fortement dégradée qui exige une réparation immédiate.

Les fissures de retrait PAVER (73) sont une dégradation différente. Ce sont des fissures fines, longues de quelques pieds seulement, qui ne traversent pas toute la dalle.

Que faire

Le tableau 6-2 de la circulaire AC 150/5380-6C est le guide rapide de réparation des problèmes de surface des chaussées rigides. Il ne comporte aucune entrée pour le faïençage ni pour la fissuration de type cartographique. Les actions découlent de la cause :

• Faïençage. Le consigner et surveiller l’apparition d’un écaillage, car la circulaire AC 150/5380-6C indique que le faïençage peut mener à un écaillage. Le manuel PAVER ne compte l’écaillage de faible gravité que si davantage d’écaillage doit survenir dans 2 à 3 ans.
• RAS suspectée. Prélever des carottes pour analyse pétrographique. Le manuel ASR de la FAA recommande des carottes provenant de différentes zones de la chaussée, car la RAS peut être très localisée. Il indique aussi que la gravité des fissures en surface peut ne pas correspondre aux dégâts à l’intérieur.
• RAS confirmée dans un béton existant. Le manuel ASR de la FAA indique que le lithium est efficace pour limiter l’expansion ultérieure, et que son effet dépend de la profondeur de pénétration. Pour les chaussées aéroportuaires, il cite l’application en surface (mise en flaque ou pulvérisation), la perméation sous vide et l’injection sous pression comme les méthodes les plus pratiques. Il ne recommande pas l’injection sous pression si la RAS a gravement endommagé la structure.
• Béton neuf. Le manuel ASR de la FAA cite comme mesures préventives des granulats non réactifs, un ciment à faible teneur en alcalins, des limites sur la teneur en alcalins du mélange et des ajouts cimentaires.

Lors d’une inspection d’aérodrome

L’inspecteur note où se trouve la fissuration, quelle part de la dalle elle couvre, et si des traces, des éclatements, un écaillage ou un mouvement de la dalle sont présents. Ces signes déterminent si la notation porte sur l’écaillage ou sur la RAS. Quand la RAS est soupçonnée, un échantillon de carotte est prélevé pour analyse pétrographique.