Numerical study of the linear polarisation resistance technique applied to reinforced concrete for corrosion assessment

Abstract

The linear polarisation resistance (LPR) technique is increasingly being implemented to assess the corrosion rate of steel reinforcements in concrete. However, a lack of reliability is often observed experimentally. In order to improve the physical comprehension of the LPR technique, FEM simulations were performed. Several measurement devices using annular and rectangular probe geometries were simulated and the numerical experimentation allowed the relevance of RILEM recommendations for on-site measurements to be tested. It was shown that the LPR measurement using annular counter-electrodes with confining devices was a real three-dimensional physical problem and the non-uniform distribution of the polarising current on the steel surface is actually a major source of error since it is not taken into account by the usual protocols. Moreover, it was found that some complexity was induced by the use of guard-rings. La technique de résistance de polarisation linéaire (Rp) est utilisée de plus en plus fréquemment pour évaluer la cinétique de corrosion des aciers dans le béton armé. Cependant, la technique souffre d’un manque de fiabilité. Afin de mieux appréhender la physique de la mesure, des simulations numériques ont été réalisées. Plusieurs dispositifs ont été simulés. Ces expériences numériques ont permis d’éprouver la robustesse du protocole RILEM dédié à la mesure de Rp in situ. Les résultats montrent que les mesures réalisées au moyen de sondes annulaires constituent un problème physique tridimensionnel qui doit être mieux pris en compte par le protocole RILEM. En particulier, la distribution non uniforme du courant polarisant constitue une source d’erreur importante dans la mesure où elle n’est pas considérée dans la recommandation RILEM. Enfin, les simulations ont révélé une forme de complexité supplémentaire induite par l’utilisation d’anneaux de garde pour le confinement du courant polarisant.