THÈSE DE DOCTORAT EN COTUTELLE - Université Bordeaux 1

Chapitre 2 La résistivité électrique du bétonfluides interstitiels, généralement l’eau (Telford et al. 1990). La résistivité électrolytique dumatériau est donnée par la loi empirique d’Archie (1942) :ρ = a.ρ w .φ -m .S r-nAvec ρ est la résistivité électrolytique du matériau (en Ω.m), ρ w la résistivité du fluideinterstitiel (en Ω.m), φ la porosité du matériau, Sr le degré de saturation, et « a », « m » et « n »sont des constantes telles que : 0,5 ≤ a ≤ 2,5 ; 1,3 ≤ m ≤ 2,5 et n ≈ 2.Dans le cas du béton, ce phénomène est dominant : la conduction se fait par l’intermédiairede la solution présente dans les pores (Monfore 1968).2.1.2.3. LA CONDUCTION DIÉLECTRIQUELa conduction diélectrique est liée aux déplacements de charges soumises à un champélectrique externe alternatif. Ce troisième mode de conduction est prépondérant au sein desmatériaux très peu conducteurs. Le paramètre le plus important est la permittivité absolue (ε). Leprincipe de la mesure repose sur l’équation suivante :D = ε 0 .E + P = ε 0 .E + η.E = E.(ε 0 +η) = ε.EAvec D le déplacement électrique (en C.m -2 ), E l’intensité du champ électrique (en V.m -1 ), Pla polarisation électrique (en C.m -2 ), η la susceptibilité électrique (en F.m -1 ), ε et ε 0 respectivementla permittivité (ou constante diélectrique) et la permittivité du vide (en F.m -1 ).La constante diélectrique varie significativement en fonction de la quantité de liquide. Pourl’eau, elle prend une valeur élevée (81 pour l’eau douce), alors que dans la plupart des matériauxgéologiques, elle varie entre 5 et 40. La constante diélectrique du béton varie quant à elle de 5 à15 (Dérobert 2003).L’influence de ce type de conduction dans le béton est mineure si on travaille avec dessignaux électriques à basse fréquence (< à 400 Hz) voire continus, ce qui est le cas pour lestechniques de résistivité. Ce mode de conduction est, par contre, exploité par les méthodesélectromagnétiques telles que le radar.2.1.3. MÉCANISMES DE CONDUCTION DU COURANT ÉLECTRIQUE DANSLE BÉTONLe béton est un matériau hétérogène. Du point de vue électrique, il peut être considérésimplement comme un matériau tri-phasique constitué d'éléments solides peu conducteurs (lesgranulats) qui baignent dans un milieu conducteur (la pâte de ciment) et dont la porosité estpartiellement composée d’air (non conducteur).Whittington et al. (1981) ont montré que la conduction électrique dans le béton est dueessentiellement à la pâte de ciment. Les ions libres se déplacent dans les pores, conduisant ainsiun courant électrique. La circulation du courant peut alors suivre trois chemins (Figure 2. 2) :23