Béton

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Icône de paronymie Cet article possède des paronymes ; voir : Beton et Betton.
Un mètre cube de béton (représentant la production mondiale annuelle de béton par habitant).

Le béton est un matériau de construction composite fabriqué à partir de granulats naturels (sable, gravillons) ou artificiels (granulats de béton recyclés) agglomérés par un ciment. Le ciment peut être qualifié d'hydraulique, lorsque sa prise se fait par hydratation.

Définitions[modifier | modifier le code]

Le béton est l'union de matériaux de nature généralement minérale. Il met en présence des matières inertes (gravillons et sables) appelées aussi granulats, un liant (ciment, bitume, argile), c'est-à-dire une matière susceptible d'en agglomérer d'autres ainsi que des adjuvants qui modifient les propriétés physiques et chimiques.

  • Lorsque le ciment est employé on obtient un « béton de ciment », l'un des plus fréquemment utilisés à l'heure actuelle.
  • Lorsque l'argile est employée on parle de béton de terre[1], probablement le plus ancien de tous les bétons.
  • Un liant hydrocarboné (bitume) peut également être utilisé, ce qui conduit à la fabrication du béton bitumineux.

Lorsque les granulats utilisés avec le liant hydraulique se réduisent à des sables, on parle alors de mortier. On peut largement optimiser la courbe granulaire du sable, auquel cas on parlera de « béton de sable ».

Le béton de ciment associé à de l'acier permet d'obtenir le béton armé, un matériau de construction courant. Le béton associé à des fibres permet d'obtenir du béton fibré. Le béton est le deuxième matériau minéral le plus utilisé par l'homme après l'eau potable  : 1 m3 par an et par habitant[2].

Histoire[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Histoire du béton.
Le pont du Jardin des plantes de Grenoble, premier ouvrage au monde en béton de ciment coulé, construit en 1855 par Joseph et Louis Vicat.

La première utilisation du ciment remonte au temps des égyptiens. En effet, un des mortiers les plus anciens, composé de chaux, d’argile, de sable et d’eau, fut utilisé dans la conception de la pyramide d’Abou Rawash, érigée aux alentours de - 2600 avant J-C, sous la IVème dynastie, mais également pour d’autres ouvrages. Par la suite, c’est vers le Ier siècle après J-C que les romains ont repris cette technique en l’améliorant avec l’incorporation de sable volcanique de Pouzzoles ou de tuiles broyées. Cette forme de béton est appelée l'Opus caementicium. Ce conglomérat réalisé à partir d'un mélange de mortier de chaux et de tout venant, les caementa, coulé dans un coffrage en bois ou entre deux parois de petit appareil, permettra de réaliser les volumes considérables de maçonneries des aqueducs, ponts, basiliques, etc.. Un système constructif performant, économique, rapide ne nécessitant aucune qualification de la main-d'œuvre, une bonne partie des matériaux étant employés sans préparation préalable[3]. Ce matériau utilisé par les romains a notamment permis la construction du Colisée de Rome.

Il aura ensuite fallu attendre la seconde moitié du XVIIIe siècle, avec les études de l’anglais John Smeaton, pour voir apparaitre les premières réflexions sur l’élaboration des mortiers. Mais ce n’est pourtant qu’en 1818 que Louis Vicat, ingénieur de l’École Nationale des Ponts et Chaussées, a créé le ciment tel qu’on le connait aujourd’hui, avec la première fabrication de manière artificielle et contrôlée des chaux hydrauliques. Et c’est en octobre 1824 que le brevet du ciment fut déposé par Joseph Aspdin, suivi par la création de la marque « ciment de Portland ».

Concernant l’histoire des utilisations du béton, c’est dans les années 1830 que l’on voit apparaitre les premiers développements de ce matériau avec notamment la construction d’une maison de trois étages en béton à Montauban, par l’architecte François-Martin Lebrun, qui fut le tout premier à utiliser le béton comme matériau principal d’un bâtiment. C’est ensuite en 1852 que fut construit le premier immeuble en béton coulé avec fers profilés enrobés, par l’industriel français François Coignet. Sans être totalement du béton armé, c’est la première fois que l’association béton – acier fut utilisée, ce qui constitue le point de départ d’une grande avancée dans l’industrie du béton.

En 1929, c’est Eugène Freyssinet, ingénieur français, qui va révolutionner le monde de la construction en inventant le béton précontraint.

À la fin des années 1980, on voit apparaitre les bétons hautes performances et par la suite, de nouvelles grandes innovations vont voir le jour avec notamment les bétons autoplaçants (BAP) et les bétons fibrés à ultra hautes performances (BFUP).

Le béton de ciment est, à l'heure actuelle, le matériau de construction le plus utilisé au monde.

Béton de terre[modifier | modifier le code]

Les matériaux de base d'un béton de terre sont : l'argile (la plus pure est le kaolin), sable, gravier, eau. Grâce à sa cohésion interne, l'argile joue le rôle de liant, le gravier et le sable sont le squelette interne, l'eau est le lubrifiant. Le béton de terre n'a cependant pas de résistance mécanique suffisante pour autoriser des applications structurales.

L'argile, qui est susceptible de présenter des variations de volume en cas de modification de la teneur en eau, peut être stabilisée par adjonction de ciment Portland, chaux, d'armatures végétales (paille sèche coupée, chanvre, sisal, fibres de feuilles de palmier, copeaux de bois, écorcesetc.), par adjonction d'asphalte, d'huile de coco, etc., pour assurer l'imperméabilisation, par traitement chimique (chaux, urine de bestiaux, etc.), géopolymérisationetc.[1]

Le béton de terre est composé[1]:

d'argile environ 20 % à + ou -5 %
de sable 2 à 5 %
de gravier 45 % à 70 %
d'eau environ 10 % du poids sec

Le béton de terre est mis en œuvre dans les techniques de torchis (sur pan de bois et clayonnage ou dans la technique du pisé), de bauge, de brique de terre crue (ou adobe) ou dans les briques moulées mécaniquement[1]etc.

Béton de ciment[modifier | modifier le code]

Le Béton de ciment est un mélange de ciment de granulats, d'eau et d'adjuvants.

Le ciment[modifier | modifier le code]

Le ciment se compose essentiellement de chaux, de silice, d'alumine et d'oxyde de fer combinés au silicate et aluminate de calcium. Les différents ciments résultent du mélange de clinker, de calcaire, de laitier et de cendres volantes (qui sont des composés à effet pouzzolaniques, mais non considérés comme des pouzzolanes).

La fabrication du ciment se décompose en 6 étapes :

  • L’extraction (de calcaire et d’argile)
  • L’homogénéisation
  • Le séchage et le broyage
  • La cuisson
  • Le refroidissement
  • Le broyage

Les granulats[modifier | modifier le code]

Un granulat est composé d’un ensemble de grains minéraux qui, selon sa dimension, se situe dans une famille particulière. Les granulats sont donc triés selon leur granulométrie, c’est-à-dire selon leur diamètre, et peuvent donc appartenir, selon la norme NFP 18-101, à l’une des 5 familles suivantes:

  • Les fines avec un diamètre compris entre 0 et 0,08 mm
  • Les sables avec un diamètre compris entre 0 et 6,3 mm
  • Les gravillons avec un diamètre compris entre 2 et 31,5 mm
  • Les cailloux avec un diamètre compris en 20 et 80 mm
  • Les graves avec un diamètre compris en 6,3 et 80 mm

Les granulats sont les principaux composants du béton (70 % en poids). Les performances mécaniques des granulats vont donc conditionner la résistance mécanique du béton et leurs caractéristiques géométriques et esthétiques, en particulier, l’aspect des parements des ouvrages. Le choix des caractéristiques des granulats (roulés ou concassés, teintes, dimensions) est déterminé par les contraintes mécaniques, physico-chimiques et esthétiques du projet à réaliser et de mise en œuvre du béton (critère de maniabilité, enrobage)[4].

Différents types de granulats[modifier | modifier le code]

Les granulats utilisés pour le béton sont soit d'origine naturelle, soit artificiels. Leur taille variable déterminera l'utilisation du béton (par exemple: les gros granulats pour le gros œuvre). La résistance du béton augmente avec la variété des calibres mélangés.

Parmi les granulats naturels, les plus utilisés pour le béton proviennent de roches sédimentaires siliceuses ou calcaires, de roches métamorphiques telles que les quartzites, ou de roches éruptives telles que les basaltes, les granites, les porphyres.

Indépendamment de leur origine minéralogique, on classe les granulats en deux catégories qui doivent être conformes à la norme NF EN 12620 et la NF P 18-545 (Granulats - Éléments de définition, conformité et codification ):

  1. les granulats alluvionnaires, dits roulés, dont la forme a été acquise par l'érosion. Ces granulats sont lavés pour éliminer les particules argileuses, nuisibles à la résistance du béton et criblés pour obtenir différentes classes de dimension. Bien qu'on puisse trouver différentes roches selon la région d'origine, les granulats utilisés pour le béton sont le plus souvent siliceux, calcaires ou silico-calcaires ;
  2. les granulats de carrière sont obtenus par abattage et concassage, ce qui leur donne des formes angulaires. Une phase de pré-criblage est indispensable à l'obtention de granulats propres. Différentes phases de concassage aboutissent à l'obtention des classes granulaires souhaitées. Les granulats concassés présentent des caractéristiques qui dépendent d'un grand nombre de paramètres : origine de la roche, régularité du banc, degré de concassage… La sélection de ce type de granulats devra donc être faite avec soin et après accord sur un échantillon.

Les granulats allégés par expansion ou frittage, très utilisés dans de nombreux pays comme la Russie ou les États-Unis, n'ont pas eu en France le même développement, bien qu'ils aient des caractéristiques de résistance, d'isolation et de poids très intéressantes. Les plus usuels sont l'argile ou le schiste expansé (norme NF P 18-309) et le laitier expansé (NF P 18-307). D'une masse volumique variable entre 400 et 800 kg/m3 selon le type et la granularité, ils permettent de réaliser aussi bien des bétons de structure que des bétons présentant une bonne isolation thermique. Les gains de poids sont intéressants puisque les bétons réalisés ont une masse volumique comprise entre 1 200 et 2 000 kg/m3.

Les granulats très légers sont d'origine végétale et organique plutôt que minérale (bois, polystyrène expansé). Très légers – 20 à 100 kg/m3 – ils permettent de réaliser des bétons de masse volumique comprise entre 300 et 600 kg/m3. On voit donc leur intérêt pour les bétons d'isolation, mais également pour la réalisation d'éléments légers : blocs coffrants, blocs de remplissage, dalles ou rechargements sur planchers peu résistants. Les bétons cellulaires (bétons très légers) dont les masses volumiques sont inférieures à 500 kg/m3. Ils sont utilisés dans le bâtiment, pour répondre aux exigences d'isolation. Lors de sa réalisation, des produits moussants lui sont incorporées créant des porosités dans le béton. Les bétons de fibres, plus récents, correspondent à des usages très variés : dallages, éléments décoratifs, mobilier urbain.

Béton et recyclage[modifier | modifier le code]

Le béton est un matériau qui permet le réemploi de certain déchets industriels ou domestiques :

  • fumée de silice : résidus de filtration des fumées de fours à arc,
  • laitier de haut fourneau : résidus de fabrication de la fonte et de l'acier servant à la fabrication de certains ciments,
  • sulfonate : composés chimiques issus de l'industrie papetière utilisés sous forme de plastifiant,
  • polyphénols : composés chimiques issus de l'industrie pétrolière utilisés sous forme de plastifiants,
  • farines animales : produit issus du traitement des carcasses animales utilisés par brûlage pour la fabrication du ciment,
  • cendres : utilisation des résidus de brûlage des centrales à charbons sous forme de filer.

Granulométrie[modifier | modifier le code]

Béton.

Si un béton classique est constitué d'éléments de granulométrie décroissante, en commençant par les granulats (NF EN 12620 - spécification pour les granulats destinés à être incorporés dans les bétons), le spectre granulométrique se poursuit avec la poudre de ciment puis parfois avec un matériau de granulométrie encore plus fin comme une fumée de silice (récupérée au niveau des filtres électrostatiques dans l'industrie de l'acier). L'obtention d'un spectre granulométrique continu et étendu vers les faibles granulométries permet d'améliorer la compacité, donc les performances mécaniques. L'eau a un double rôle d'hydratation de la poudre de ciment et de facilitation de la mise en œuvre (ouvrabilité). Un béton contient donc une part importante d'eau libre, ce qui conduit à une utilisation non optimale de la poudre de ciment. En ajoutant un plastifiant (appelé aussi réducteur d'eau), la quantité d'eau utilisée décroît et les performances mécaniques du matériau sont améliorées (BHP : béton hautes performances).

Les résistances mécaniques en compression obtenues classiquement sur éprouvettes cylindriques normalisées, sont de l'ordre de :

  • BFC : bétonnage fabriqué sur chantier : 25 à 35 MPa (méga Pascal), peut parfois atteindre 50 MPa ;
  • BPE : béton prêt à l'emploi, bétonnage soigné en usine (préfabrication) : 16 à 60 MPa ;
  • BHP : béton hautes performances : jusqu'à 80 MPa ;
  • BUHP : béton ultra hautes performances, en laboratoire : 120 MPa.
  • BFUHP : béton fibré à ultra hautes performances

La résistance en traction est moindre avec des valeurs de l'ordre 2,1 à 2,7 MPa pour un béton de type BFC. La conductivité thermique couramment utilisée est de 1,75 W·m−1·K−1, à mi-chemin entre les matériaux métalliques et le bois.

Les adjuvants[modifier | modifier le code]

Un adjuvant est un produit incorporé au moment du malaxage du béton, à une dose inférieure ou égale à 5% en masse de la teneur en ciment du béton pour modifier les propriétés du mélange à l’état frais et/ou durci.

En avril 1998, l’Association Française de Normalisation (AFNOR) publie la norme NF EN 934-2 qui définit les catégories générales propres aux adjuvants. Ces catégories sont au nombre de 3 selon leurs caractéristiques générales :

  • La prise et le durcissement (accélérateurs de prise, accélérateurs de durcissement, retardateurs de prise)
  • L’ouvrabilité (plastifiants, superplastifiants)
  • Certaines propriétés particulières (entraineurs d’air, générateurs de gaz, hydrofuges de masse)

L’ajout d’un adjuvant dépend donc des caractéristiques que l’on souhaite obtenir dans le béton utilisé.

La réaction chimique qui permet au béton de ciment de « faire prise » est assez lente : au bout de sept jours, la résistance mécanique à la compression atteint à peine 75 % de la résistance finale. La vitesse de durcissement du béton peut cependant être affectée par la nature du ciment utilisé, par la température du matériau lors de son durcissement, par la quantité d'eau utilisée, par la finesse de la mouture du ciment, ou par la présence de déchets organiques. La valeur prise comme référence dans les calculs de résistance est celle obtenue à 28 jours, équivalent à 80 % de la résistance finale. Également, en présence d'eau, la résistance continuera d'augmenter, très légèrement même après 28 jours.

Il est possible de modifier la vitesse de prise en incorporant au béton frais des adjuvants ou des additifs, ou en utilisant un ciment prompt ou à prise rapide. D'autres types d'adjuvants permettent de modifier certaines propriétés physico-chimiques des bétons. Par exemple, la fluidité du béton peut être augmentée pour faciliter sa mise en œuvre en utilisant des « plastifiants », le rendre hydrofuge par l'adjonction d'un liquide hydrofuge ou d'une résine polymère, ou maîtriser la quantité d'air incluse avec un « entraîneur d'air ». Différents modèles (théorie de la percolation, modèle des empilements granulaires pour les bétons de haute performance) permettent d'expliquer les réactions physiques et chimiques de la « prise ».

La résistance elle-même du béton pourra être améliorée par l'usage d'adjuvant de type super plastifiant qui par amélioration de l'ouvrabilité du béton permet de réduire la quantité d'eau de gâchage et donc la porosité résultante et par défloculation du ciment améliore la réaction de prise. L'usage de produits de type fumée de silice remplissant une double fonction de filer et de liant permet également d'augmenter la compacité et la résistance.

Eau de gâchage[modifier | modifier le code]

Importance du rapport eau/ciment[modifier | modifier le code]

Les dosages de l'eau et du ciment sont deux facteurs importants. En effet, l'ouvrabilité et la résistance sont grandement affectés par ces deux paramètres. Plus le rapport eau/ciment est grand, plus l'ouvrabilité sera grande. En effet, plus il y a d'eau, plus le béton aura tendance à remplir aisément les formes. Le rapport des masses E/C « moyen » est normalement fixé à 0,55. C'est ce rapport qui est le plus souvent utilisé, car le béton obtenu dispose d'une assez bonne ouvrabilité, tout en ayant une bonne résistance.

Le phénomène de ressuage est dû à un rapport eau sur ciment trop élevé. Il se manifeste par l'apparition d'une flaque au-dessus du béton frais. Au niveau des granulats, on observe la présence d'eau à l'interface entre les granulats et la pâte de ciment. La résistance en est réduite, car l'eau s'évapore et il y a des vides entre le granulat et la pâte.

Formulation[modifier | modifier le code]

Le choix des proportions de chacun des constituants d'un béton afin d'obtenir les propriétés mécaniques et de mise en œuvre souhaitées s'appelle la formulation. Plusieurs méthodes de formulations existent, dont notamment :

  • la méthode Baron ;
  • la méthode Bolomey ;
  • la méthode de Féret ;
  • la méthode de Faury ;
  • la méthode Dreux-Gorisse[réf. nécessaire].

La formulation d'un béton doit intégrer avant tout les exigences de la norme NF EN 206-1, laquelle, en fonction de l'environnement dans lequel sera mis en place le béton, sera plus ou moins contraignante vis-à-vis de la quantité minimale de ciment à insérer dans la formule ainsi que la quantité d'eau maximum tolérée dans la formule. De même, à chaque environnement donné, une résistance garantie à 28 jours sur éprouvettes sera exigée aux producteurs, pouvant justifier des dosages de ciments plus ou moins supérieurs à la recommandation de la norme, et basée sur l'expérience propre à chaque entreprise, laquelle étant dépendante de ses matières premières dont la masse volumique peut varier, notamment celle des granulats. D'autres exigences de la norme NF EN 206-1 imposent l'emploi de ciment particuliers en raison de milieux plus ou moins agressifs, ainsi que l'addition d'adjuvants conférant des propriétés différentes à la pâte de ciment que ce soit le délai de mise en œuvre, la plasticité, la quantité d'air occlus, etc.

Classification[modifier | modifier le code]

Le béton utilisé dans le bâtiment, ainsi que dans les travaux publics comprend plusieurs catégories. En général le béton peut être classé en trois groupes (norme NF EN 206-1 articles 3.1.7 à 3.1.9), selon sa masse volumique ρ :

  • béton léger : ρ entre 300 et 1 800 kg/m3;
  • béton normal : ρ entre 1 800 et 2 300 kg/m3 ;
  • béton lourd : ρ > 2 300 kg/m3 ;

Le béton courant peut aussi être classé en fonction de la nature des liants :

  • béton de ciment ;
  • béton silicate (Chaux) ;
  • béton de gypse (gypse) ;
  • béton asphalte.

Lorsque des fibres (métalliques, synthétiques ou minérales) sont ajoutées, on distingue : les bétons renforcés de fibre (BRF) qui sont des bétons « classiques » qui contiennent des macrofibres (diamètre ~1 mm) dans proportion volumique allant de 0,5 % à 2 % ; et les bétons fibrés à ultra hautes performances (BFUHP). Ce sont des bétons (BUHP) qui contiennent des microfibres (diamètre > 50 µm), ou un mélange de macrofibres et de microfibres. Utilisés depuis le milieu des années 1990 dans le génie civil et parfois la réhabilitation d'ouvrages anciens, en milieu littoral notamment[5].

Le béton peut varier en fonction de la nature des granulats, des adjuvants, des colorants, des traitements de surface et peut ainsi s’adapter aux exigences de chaque réalisation, par ses performances et par son aspect.

  • Les bétons courants sont les plus utilisés, aussi bien dans le bâtiment qu'en travaux publics. Ils présentent une masse volumique de 2 300 kg/m3 environ. Ils peuvent être armés ou non, et lorsqu'ils sont très sollicités en flexion, précontraints.
  • Les bétons lourds, dont les masses volumiques peuvent atteindre 6 000 kg/m3 servent, entre autres, pour la protection contre les rayons radioactifs.
  • Les bétons de granulats légers, dont la résistance peut être élevée, sont employés dans le bâtiment, pour les plates-formes offshore ou les ponts.

Étude de la composition[modifier | modifier le code]

Il n’existe pas de méthode de composition du béton qui soit universellement reconnue comme étant la meilleure. La composition du béton est toujours le résultat d’un compromis entre diverses exigences souvent contradictoires. De nombreuses méthodes de composition du béton plus ou moins compliquées et ingénieuses ont été élaborées. Une étude de composition de béton doit toujours être contrôlée expérimentalement ; une étude effectuée en laboratoire doit généralement être adaptée ultérieurement aux conditions réelles du chantier.

Une méthode de composition du béton pourra être considérée comme satisfaisante si elle permet de réaliser un béton répondant aux exigences suivantes : Le béton doit présenter, après durcissement, une certaine résistance à la compression. Le béton frais doit pouvoir facilement être mis en œuvre avec les moyens et méthodes utilisés sur le chantier. Le béton doit présenter un faible retrait (source de fissurations internes et externes : phénomène de « faïençage ») et un fluage peu important. Le coût du béton doit rester le plus bas possible. Dans le passé, pour la composition du béton, on prescrivait des proportions théoriques de ciment, d’agrégat fin et d’agrégat grossier. Mais l’élaboration des ciments ayant fait des progrès considérables, de nombreux chercheurs ont exprimé des formules en rapport avec les qualités recherchées :

  • minimum de vides internes, déterminant une résistance élevée ;
  • bonne étanchéité améliorant la durabilité ;
  • résistance chimique ;
  • résistance aux agents extérieurs tels que le gel, l’abrasion, la dessiccation.

Sur un petit chantier où l’on fabrique artisanalement (et souvent bien) son béton, on utilise un dosage dit « standard » de 350 kg de ciment par m³ de béton. La composition de 1 m3 de béton « standard » est donc de :

  • 350 kg de ciment
  • 680 kg de sable (granulométrie de 1 à 5 mm)
  • 1 175 kg de gravier (granulométrie de 6 à 15 mm).

soit des proportions proches de 1-2-3. C'est-à-dire que pour un volume de ciment, on a deux volumes de sable (350 kg × 2) et trois volumes de graviers (350 kg × 3). C'est la fameuse règle du 1-2-3 qui va de la granulométrie la plus fine (le ciment) à la plus grosse (le gravier).

En pratique, on achète souvent un mélange déjà fait de sable et de gravier qu'on appelle "paveur". La formule 1,2,3 devient alors une pelle de ciment pour 5 pelles de paveur. La quantité d’eau de gâchage varie trop souvent au gré du savoir-faire du maçon, la nature de ciment, l’humidité du granulat passant après la consistance du béton à obtenir. Le béton peut varier en fonction de la nature des granulats, des adjuvants, des colorants, des traitements de surface, et peut ainsi s’adapter aux exigences de chaque réalisation, par ses performances et par son aspect. La composition d’un béton et le dosage de ses constituants sont fortement influencés par l’emploi auquel est destiné le béton et par les moyens de mise en œuvre utilisés.

Essai de gâchage[modifier | modifier le code]

Béton frais : mesure Δ (contrôle des dosages effectifs) mesure plasticité (contrôle de la consistance) mesure teneur en air (contrôle des vides). Fabrication éprouvette (contrôle de β moyen). Béton durci : mesure Δ, mesure β cube, évolution scléromètre, évolution essai gel, perméabilité, essais spéciaux…

Corrections[modifier | modifier le code]

En fonction des observations, des mesures faites lors de l’essai de gâchage et des résistances mécaniques obtenues, il sera nécessaire d’effectuer des corrections.

  1. Consistance : Lors de l’essai de gâchage, il est recommandé de ne pas ajouter tout de suite la quantité d’eau totale E prévue. Il est préférable d’ajouter seulement 95 % de E, de mesurer la consistance, puis d’ajouter de l’eau jusqu’à obtention de la consistance prescrite.
  2. Dosage en ciment : Si le dosage en ciment effectivement réalisé est incorrect, on devra le corriger. S’il faut rajouter (ou enlever) un poids ΔC de ciment pour obtenir le dosage désiré, on devra enlever (ou rajouter) un volume absolu équivalent de sable, soit un poids ΔC égal à : Si ΔC est important, il faudra aussi corriger la quantité d’eau.
  3. Résistances mécaniques : Si les résistances mécaniques sont insuffisantes, il faudra avoir recours à l’une ou à plusieurs des possibilités suivantes :
  • Augmenter le dosage en ciment (au-delà de 400 kg/m3, une augmentation de dosage en ciment n’a plus qu’une très faible influence sur l’accroissement de résistance).
  • Diminuer le dosage en eau sans changer la granulométrie ;
  • Corriger la granulométrie et réduire la quantité d’eau ;
  • Utiliser un autre type de granulats ;
  • Utiliser un adjuvant et réduire la quantité d’eau ;
  • Utiliser un ciment à durcissement plus rapide.

Il faudra en tous cas toujours veiller à ce que la consistance du béton permette une mise en œuvre correcte.

Utilisations du béton de ciment[modifier | modifier le code]

Bloc de béton aggloméré[modifier | modifier le code]

Le bloc de béton aggloméré a été inventé par François Coignet. Sa première utilisation a été faite pour la maison de François Coignet en 1853. L'église Sainte-Marguerite au Vésinet, réalisée en 1855 par l'architecte L. A. Boileau suivant le procédé Coignet de construction de béton aggloméré imitant la pierre, fut le premier bâtiment public non industriel réalisé en béton en France. Cette église fut très critiquée lors de sa réalisation en raison de sa morphologie mais aussi du procédé Coignet qui a provoqué très rapidement des marbrures noires sur les murs (en raison de présence de mâchefer dans le béton). C'est un matériau imitant la pierre.

Béton armé[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Béton armé.
Le béton armé a été utilisé dès la Seconde Guerre mondiale pour la réalisation de dispositifs défensifs tels que bunkers ou lignes antichars (ici des hérissons tchèques de la ligne Siegfried).

Le ciment armé a été inventé par Joseph Monier qui en a déposé les brevets dès 1870. On peut citer aussi les barques de Lambot (1848) en ciment armé de 5 à 6 cm d'épaisseur et dont deux exemplaires existent toujours. On se reportera pour plus de précision au livre Joseph Monier et la naissance du ciment armé paru aux éditions du Linteau (Paris, 2001). C'est ensuite en 1886 que François Hennebique va étudier et améliorer l'invention de Joseph Monier pour ensuite l'utiliser pour la construction en 1899 du premier pont civil en béton armé de France, le pont Camille-de-Hogues à Châtellerault.

De façon intrinsèque, le béton de ciment possède une bonne résistance à la compression, mais une faible résistance à la traction. Aussi est-il nécessaire, lorsqu'un ouvrage en béton est prévu pour subir des sollicitations en traction ou en flexion (par exemple un plancher, un pont, une poutre…), d'y incorporer des armatures en acier destinées à s'opposer aux efforts de traction et à les reprendre. Les armatures mises en œuvre peuvent être soit en acier doux (l'acier doux est généralement lisse, il n'est plus guère utilisé aujourd'hui en béton armé que dans la confection des boucles de manutention préscellées pour son aptitude aux pliages-dépliages successifs sans perte de résistance) soit en acier haute-adhérence (aciers HA anciennement dénommés TOR) dont les caractéristiques mécaniques sont de l'ordre du double de celles des aciers doux.

Béton précontraint[modifier | modifier le code]

Le béton possède des propriétés mécaniques intéressantes en compression alors que la résistance en traction est limitée (environ 1/10e de la résistance à la compression). Lorsque les sollicitations deviennent très importantes, l'alourdissement de la section de béton armé devient prohibitif (en général au-delà de 25 m de portée pour une poutre). C'est ainsi qu'il devient intéressant de créer une compression initiale suffisante pour que le béton reste entièrement comprimé sous les sollicitations ; ainsi toute la section du béton participe à la résistance : c'est le principe du béton « précontraint ».

Le béton « précontraint » est une technique mise au point par Eugène Freyssinet en 1928 et testée sur des poteaux préfabriqués destinés au support de câbles électriques. Ultérieurement, le champ d'application du béton précontraint s'est considérablement élargi. Le béton précontraint convient aussi bien à des petites dalles préfabriquées qu'à des ouvrages de très grandes portées (100 mètres ou plus). Lorsque le béton précontraint subit des sollicitations de signe opposé à la précontrainte, le béton se décomprime ; les variations de tensions dans les armatures sont quasiment négligeables compte tenu de la forte inertie de la section de béton rapportée à celles des aciers. En pratique, les règlements modernes (BPEL, Eurocodes) autorisent de légères décompressions du béton sensiblement dans la limite de sa résistance en traction. Ceci pose problème dans certains domaines (enceinte de béton de réacteur nucléaire par exemple, où des déformations différées anormales du béton ont été constatées dans les années 1980-1990 ; anomalies « que les modèles de calcul réglementaires ne prenaient pas en compte d'une façon satisfaisante » ont été constatées [6]. Ces anomalies ont en France justifié une vaste étude sur ces bétons par EDF, avec des modélisations du « comportement réel en fluage des enceintes déjà construites »[6]).

Les aciers utilisés pour la mise en compression du béton sont des câbles (à torons) ou des barres de très haute résistance à la rupture. Selon que cette tension appliquée aux armatures est effectuée avant la prise complète du béton ou postérieurement à celle-ci, on distingue la précontrainte par « pré-tension » et la précontrainte par « post-tension ».

  • Dans la « pré-tension » (le plus souvent utilisée en bâtiment), les armatures sont mises en tension avant la prise du béton. Elles sont ensuite relâchées, mettant ainsi le béton en compression par simple effet d'adhérence.Elle est très souvent réalisée en usine, avec des machines spécifiques. les prédalles ou les poutrelles préfabriquées sont réalisées avec cette technique. Elle ne permet pas d'atteindre des valeurs de précontrainte aussi élevées qu'en post-tension.
  • La « post-tension » consiste à disposer les câbles de précontrainte dans des gaines incorporées au béton. Après la prise du béton, les câbles sont tendus au moyen de vérins de manière à comprimer l'ouvrage au repos. Cette technique, relativement complexe, est généralement réservée aux grands ouvrages (ponts) puisqu'elle nécessite la mise en œuvre d'encombrantes « pièces d'about » (dispositifs mis en place de part et d'autre de l'ouvrage et permettant la mise en tension des câbles).

L'équilibre des efforts est obtenu par un tracé judicieux des câbles de précontrainte sur l'ensemble de la poutre ou de l'élément concerné de telle sorte que les sections de béton restent (quasiment) entièrement comprimées sous l'effet des différentes actions. Par exemple, au milieu d'une poutre isostatique, à vide, la précontrainte sera conçue de telle sorte que la contrainte du béton soit maximale en fibre inférieure et minimale en fibre supérieure (dans ces conditions, une contre-flèche peut apparaître à vide). Une fois la poutre soumise à sa charge maximale, la précontrainte en fibre inférieure sera presque annulée par la tension de charge, alors que dans la partie supérieure la compression sera largement plus importante que dans une poutre en béton armé classique.

Autres techniques de renforcement[modifier | modifier le code]

On peut améliorer la résistance mécanique (post-fissuration) du béton de différentes manières :

  • en y incorporant des fibres (0.5 à 2% en volume). L'incorporation de celles-ci dans le béton rend ce dernier davantage ductile (moins fragile). Différents types de fibre peuvent être utilisés avec des propriétés spécifiques. C'est surtout le rapport entre la longueur et le diamètre des fibres (élancement) qui aura une influence sur les performances finales du béton fibré. On obtient ainsi un « béton fibré », souvent mis en œuvre par projection (tunnels) ou couramment utilisé pour les dallages industriels par exemple.

Pour les applications architecturales ou quand la corrosion des armatures est potentiellement dangereuse, les ciments à renfort fibre de verre, dits « CCV » (composites ciment-verre), sont utilisés depuis la fin des années 1970. Ils allient une matrice riche en ciment et des fibres de verre alcali résistantes (3 à 6 % en masse totale du mélange humide) et peuvent être préfabriqués en produits minces, donc légers[7],[8].

Autres utilisations[modifier | modifier le code]

L’invention du premier « bateau-ciment » par le Français Joseph Lambot remonte à 1848. Dans les années 1970, aux États-Unis, a lieu la première compétition de canoës de béton. Depuis, près de 200 universités américaines participent chaque année à l’événement, et ce type de compétition s’est exporté dans de nombreux pays tels que la France depuis 2000, le Canada, l’Allemagne, le Japon ou encore l’Afrique du Sud.

Béton bitumineux[modifier | modifier le code]

Le béton bitumineux (aussi appelé enrobé bitumineux) est composé de différentes fractions de gravillons, de sable, de filler et utilise le bitume comme liant. Il constitue généralement la couche supérieure des chaussées (couche de roulement). L'enrobé est fabriqué dans des usines appelées « centrales à enrobés », fixes ou mobiles, utilisant un procédé de fabrication continu ou par gâchées. Il est mis en œuvre à chaud (150 °C environ) à l'aide de machines appelées « finisseurs » qui permettent de le répandre en couches d'épaisseur désirée. L'effet de « prise » apparaît dès le refroidissement (< 90 °C), aussi est-il nécessaire de compacter le béton bitumineux avant refroidissement en le soumettant au passage répété des « rouleaux compacteurs ». Contrairement au béton de ciment, il est utilisable presque immédiatement après sa mise en œuvre.

Le bitume étant un dérivé pétrolier, le béton bitumineux est sensible aux hydrocarbures perdus par les automobiles. Dans les lieux exposés (stations services) on remplace le bitume par du goudron. Le tarmacadam des aérodromes est l'appellation commerciale d'un tel béton de goudron (rien à voir avec le macadam, dépourvu de liant).

Pratique industrielle[modifier | modifier le code]

Fabrication[modifier | modifier le code]

Le béton peut être confectionné dans une bétonnière mobile (électrique ou thermique) pour les petites quantités. Mais il est aussi fabriqué dans des centrales à béton ou dans des usines de préfabrication qui utilisent directement le matériau produit en fabriquant des éléments en béton. Si nous sommes en présence d’un chantier qui demande de grandes quantités, une centrale mobile est parfois installée directement sur le chantier; ce qui permet d’augmenter le débit de livraison au chantier. De plus, cela nécessite moins de camions malaxeurs (couramment appelés camions-toupie) pour le transport du béton étant donné que la distance parcourue est plus courte. Cependant, elle nécessite une grue sur le chantier.

Il existe deux types de méthodes pour fabriquer le béton prêt à l'emploi (BPE): (Dry-Batch) et le (Pré-Mix) . Le Dry-batch consiste à mélanger les agrégats et adjuvants chargés par convoyeurs directement dans le camion-toupie. Cette méthode nécessite que la bétonnière malaxe pendant 5 minutes. Le Pré-Mix consiste à mélanger les agrégats et adjuvants dans un malaxeur dans l’usine pour ensuite le déverser dans le camion-toupie qui est prête à faire sa livraison. Attention, il faut livrer le béton sur le chantier avant qu'il n'ait commencé à prendre.

Acheminement[modifier | modifier le code]

Camion-pompe à béton en action lors de travaux de rénovation d’un hôtel de Ploumanac’h, Perros-Guirec.

Le mode, la durée et les conditions de l’acheminement du béton sont des éléments déterminants dans sa formulation. Ils ont chacun une influence particulière sur sa manœuvrabilité et sa qualité. Le béton se transporte soit par des moyens manuels (seau, brouette…), soit, pour de grandes quantités, par des moyens mécaniques. Dans ce cas, il est généralement transporté depuis la centrale à béton par camions malaxeurs appelés « toupies » dont la capacité est de 4 m3 maximum pour un camion 4 x 2 ou 4 x 4, 6 m3 maximum pour un camion 6 x 4, 8 m3 maximum pour un camion 8 x 4, et 10 m3 pour un camion semi-remorque 2-essieux de 38 tonnes. Au Québec les capacités varient : 5 m3 pour un camion 10 roues, 7 à 8 m3 pour un camion 12 roues, 10 m3 pour un semi-remorque 2-essieux, et 13 m3 pour un semi-remorque 3-essieux. Une fois sur le chantier, il est transvasé soit dans des bennes à béton (350 litres à 3 m3 et à volant ou à manchette) qui sont levées à la grue pour être ensuite vidées dans le coffrage, soit dans une pompe à béton qui est accouplée à un mât de distribution du béton. Certaines toupies sont aussi équipées d’un tapis convoyeur (standard, télescopique, avec une goulotte rotative en bout de tapis), pouvant aller jusqu’à 17 m.

Le béton peut aussi être projeté à l’aide d’un compresseur pneumatique, cette technique est très utilisée pour réparer des ouvrages en béton. Le temps de prise du béton commence à partir du mélange et malaxage, à sa fabrication. Le transport entame donc ce temps et doit être le plus rapide possible pour préserver un maximum de manœuvrabilité du béton pendant sa mise en place. En général la durée moyenne pour le transport et la mise en œuvre du béton est de deux heures, au-delà de cette durée, les centrales à béton ne garantissent plus la qualité car le béton a déjà commencé à faire prise. La température lors du transport est aussi importante. La rapidité de prise du béton est fortement influencée par la température ambiante. Lors du malaxage il est ainsi possible d’utiliser de l’eau froide par très grosses chaleurs et de l’eau chaude par temps froid. Certain camions sont également calorifugés

Mise en œuvre[modifier | modifier le code]

Coulage d’une dalle en béton.

Les propriétés rhéologiques du béton à l’état frais peuvent permettre de distinguer différents types de béton :

  • béton vibré : nécessite une vibration (aiguille vibrante, banche vibrante...) pour une bonne mise en place dans le coffrage ; chasser les "vides" et resserrer le matériau autour des armatures.
  • béton compacté au rouleau : béton très raide qui est mis en place à l’aide d’un rouleau compresseur (utilisé principalement pour les chaussées, les pistes d’atterrissage ou les barrages[9]);
  • béton projeté : béton raide mis en place par projection sur une surface verticale ou en surplomb (il existe deux techniques : la projection par voie humide et la projection par voie sèche) ;
  • béton tapissé : concerne tous les types de béton du plus sec au plus fluide qui est acheminé à l'aide d'un tapis convoyeur à béton.
  • béton pompé : béton fluide qui peut être acheminé sur plusieurs centaines de mètres à l’aide d’une pompe à béton ;
  • béton auto-plaçant et béton auto-nivelant : bétons très fluides qui ne nécessitent pas de vibration, la compaction s’effectuant par le seul effet gravitaire.

De façon courante, le béton est coulé dans un coffrage (moule à béton). Pendant son malaxage, son transport et sa mise en œuvre, le béton est brassé et de l’air reste emprisonné en lui. Il faut donc enfoncer des aiguilles vibrantes dans le béton pour faire remonter ces bulles d’air en surface. La vibration a aussi pour effet de couler plus facilement le béton dans le coffrage, de répartir ses agrégats et son liant autour des armatures et sur les faces et les angles qui seront visibles, de le rendre homogène mécaniquement et esthétiquement. Le béton est coulé par couches d’environ 30 cm pour la simple raison qu’un vibreur courant fait 30 cm de haut. Lorsque l’on enfonce un vibreur dans le béton, il faut atteindre la couche inférieure pour la marier avec la dernière couche sans poches jointives. La cure du béton est importante au début de sa prise. Elle consiste à maintenir le béton dans un environnement propice à sa prise. Il faut éviter toute évaporation de l’eau contenue dans le béton (par temps chaud et/ou venteux), ce qui empêcherait la réaction chimique de prise de se faire et mettrait donc en cause la résistance du béton.

Il faut aussi éviter les chocs thermiques. La réaction exothermique du béton, éventuellement ajoutée à une forte chaleur ambiante fait que le béton pourrait « s’autocuire ». À l’inverse il faut protéger le béton du froid ambiant pour que la réaction chimique du béton s’amorce et qu’elle s’entretienne pendant un laps de temps minimum (jusqu’à 48 heures pour les bétons à prise lente). Dans le cas de grands froids, les coffrages sont isolés (laine de verre ou tentes chauffées) et doivent rester en place jusqu’à ce que le béton ait fait sa prise.

Vieillissement[modifier | modifier le code]

Selon sa composition (alcali-réaction ou réaction sulfatique interne), ses additifs et selon les conditions de sa préparation (température, etc.) ou de son coulage ou selon les contraintes qu’il a subies (attaques chimiques, séismes, vibrations, chocs thermiques, etc.), le béton vieillit plus ou moins bien. De nombreux tests et études portent sur la durabilité des bétons. En particulier, la caractérisation des matériaux par acoustique ultrasonore permet de détecter des changements structuraux du matériau.

Un des maux qui affectent le plus fréquemment le béton est sa carbonatation. Il s’agit d’une réaction chimique entre le CO2 de l’atmosphère et le ciment du béton, qui attaque son alcanilité et le rend moins basique (passant de 12 à environ 9) ce qui est suffisant pour ne plus protéger les aciers. Lorsque l’acier n’est plus protégé par la barrière basique de 12, celle-ci se corrode et gonfle, ce qui fait éclater le béton les enrobant. Les armatures ne sont alors plus protégées et la résistance mécanique est compromise.

Contact avec l’eau potable[modifier | modifier le code]

Dans un château d'eau ou un réservoir d’eau potable, les bétons sont soumis à des contraintes non rencontrées habituellement sur des bâtiments. Le béton seul (sans adjuvant) est normalement apte au contact avec l’eau potable. Pour respecter les exigences de la norme EN 206-1 et obtenir les caractéristiques physico-chimiques requises pour un réservoir (résistance mécanique et chimique, porosité, durabilité, etc.), l’utilisation d’adjuvants est devenue indispensable (il s’agit de molécules ou de polymères à propriété antigel, de plastifiants, de résine, de fumées de silice, d’hydrofuge, etc.). Pour éviter que ces produits se diffusent plus tard dans l’eau, ces adjuvants doivent être certifiés aptes pour contact avec l’eau potable.

L’eau potable, en étant légèrement acide ou très faiblement minéralisée, est agressive pour le béton des parois. L’eau dissout progressivement la chaux du ciment, cela entraîne une augmentation de la porosité du béton et une légère élévation du pH de l’eau, sans conséquence majeure sur la qualité de l’eau. En revanche, en devenant poreuse, la surface de béton peut alors favoriser le développement d’un biofilm. Des résines étanches, certifiées aptes au contact alimentaire et eau potable, peuvent alors être utilisées. Les joints des canalisations peuvent aussi parfois relarguer dans l’eau des nutriments d’origine organique pouvant stimuler la croissance de certaines bactéries. « Certains matériaux de revêtement interne de grosses conduites ou de réservoirs relargueront pour leur part des polymères ou des adjuvants, ou des solvants ce qui se traduira par l’apparition de saveurs désagréables »[10],[11].

Autres causes de dégradation[modifier | modifier le code]

En France, des documents spécifiques, recommandations et fascicules de documentation, synthétisent des principes de prévention pour des problématiques de durabilité en complétant les normes européennes. Il s'agit:

  • Recommandations pour la prévention des désordres dus à l'alcali-réaction[12]
  • Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel[12]
  • Définitions et classifications des environnements chimiquement agressifs, recommandations pour la formulation des bétons (FD P 18-011)[13]
  • Recommandations pour la prévention des désordres liés aux réactions sulfatiques internes[14]

Corrosion des armatures[modifier | modifier le code]

Elle se manifeste pour le béton armé par des tâches de rouille à la surface du béton, mais aussi par de la délamination. L'acier des armatures se transforme en oxyde de fer, ce qui augmente le volume des armatures et provoque la dégradation du béton qui enrobe ces armatures.

Alcali silica réaction[modifier | modifier le code]

Si les granulats utilisés contiennent de la silice mal cristallisée, on peut observer une réaction alcali granulats qui se manifeste par un gonflement au niveau microscopique qui peut entraîner des dégradations au niveau macroscopique.

Recyclage[modifier | modifier le code]

Le béton peut être recyclé lors des chantiers de démolition : il est alors concassé, la ferraille en étant extraite par aimantation. Il peut être utilisé essentiellement dans la confection de remblais[2]. Les gravillons obtenus peuvent être aussi réincorporés dans du béton neuf dans des proportions variables (maximum de 5 % en France, tolérances plus élevées dans d’autres pays)[2]. Si cette proportion est trop importante, le béton résultant est moins solide[2].

Aspect[modifier | modifier le code]

Le béton peut être teinté dans la masse en y incorporant des pigments naturels ou des oxydes métalliques. Il peut aussi être traité à l'aide d'adjuvants pour être rendu hydrofuge (il devient alors étanche, empêchant les remontées capillaires). L'ajout de différents matériaux (fibres textiles, copeaux de bois, matières plastiques…) permet de modifier ses propriétés physiques. Son parement pouvant être lissé ou travaillé, le béton de ciment est parfois laissé apparent (« brut de décoffrage ») pour son aspect minimaliste, brut et moderne. Le béton utilisé en revêtement de grandes surfaces (esplanades, places publiques…) est souvent désactivé : on procède en pulvérisant, à la surface du béton fraîchement posé, un produit désactivant qui neutralise sa prise. Un rinçage à haute pression permet alors, après élimination de la laitance, de faire apparaître, en surface, les divers gravillons constitutifs.

Moulé ou « banché » (c'est-à-dire coulé dans une banche : un moule démontable mis en place sur le chantier et démonté après la prise), le béton peut prendre toutes les formes. Cette technique a permis aux architectes de construire des bâtiments avec des formes courbes. Elle permet aussi de réaliser les tunnels. En technique routière, le béton extrudé, mis en œuvre à l'aide de coffrages glissants, permet de réaliser des murets de sécurité, des bordures et des dispositifs de retenue sur des linéaires importants.

Données techniques[modifier | modifier le code]

Énergie grise[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Énergie grise.
  • parpaing : 410 kWh/m3
  • béton armé : 1 850 kWh/m3

Classes de résistance[modifier | modifier le code]

En application de la norme[15], les bétons de masse volumique normale et les bétons lourds sont classés selon leur résistance à la compression, ce classement[16] est de la forme Cx/y.

x désigne la résistance caractéristique exigée à 28 jours, mesurée sur des cylindres[17] de 150 mm de diamètre sur 300 mm de haut ; y désigne la résistance caractéristique exigée à 28 jours, mesurée sur des cubes de 150 mm de côté.

La résistance caractéristique est définie par la norme comme étant la valeur de résistance en dessous de laquelle peuvent se situer 5 % de la population de tous les résultats des mesures de résistance possibles effectués pour le volume de béton considéré (fractile de 5 %). Cette résistance caractéristique, une pression, est exprimée en MPa ou en N/mm².

Les classes de résistance normalisées sont C8/10, C12/15, C16/20, C20/25, C25/30, C30/37, C35/45, C40/50, C45/55, C50/60, C55/67, C60/75, C70/85, C80/95, C90/105 et C100/115.

Pour les bétons légers le classement est de la forme[18] LCx/y (art. 4.3.1 tableau 8), les classes de résistance normalisées sont LC8/9, LC12/13, LC16/18, LC20/22, LC25/28, LC30/33, LC35/38, LC40/44, LC45/50, LC50/55, LC55/60, LC60/66, LC70/77 et LC80/88.

Importance économique[modifier | modifier le code]

Avec une production annuelle de cinq milliards de mètres cube, il est le matériau le plus consommé au monde (selon les pays, 5 à 10 fois la consommation de métaux, 10 à 30 fois celle de carton ou plastique)[19]

En France[modifier | modifier le code]

Ce secteur tient une place économique importante, dans le secteur public, comme dans le privé. Il subit la crise de 2008, mais bien moins qu'en Espagne ou au Portugal selon les producteurs[20],[21]. Si l'on considère la vente de béton prêt à l’emploi comme un indicateur d'activité, l'Italie, l’Allemagne et la France ont été en 2011 les 3 plus gros producteurs de ces bétons, avec plus de 40 millions de mètres cubes chacun[21].

Selon les relevés d’enquête de FIB-UNICEM[22], et les producteurs[21]. En 2005, le béton prêt à l'emploi représentait 39 365 800 m3 vendus, pour 3 365 407 000 euros dont 3 048 000 euros à l’exportation dans 542 entreprises ou sections d’entreprises, par 7 914 salariés (dont 4 310 cadres & ETAM), effectuant 6 164 000 heures de travail, pour une masse salariale brute (hors cotisations sociales) de 206 749 000 euros. En 2008, la fabrication de produits en béton représentait 29 829 000 tonnes vendues, pour 3 146 757 000 euros dans 708 entreprises ou sections d’entreprises, par 20 526 salariés (dont 6 077 cadres et ETAM), effectuant 23 003 000 heures de travail, pour une masse salariale brute (hors cotisations) de 535 769 000 euros. La fabrication de supports en béton armé représente 120 700 tonnes vendues, pour 34 045 000 euros dans 9 entreprises ou sections d’entreprises, par 260 salariés (dont 131 cadres & ETAM), effectuant 225 000 heures de travail, pour une masse salariale brute (hors cotisations) de 6 866 000 euros.

En 2011 la France a produit 41,3 millions m3 de béton prêt à l’emploi en 2011, soit une hausse de +10,4 % (explicable pour 3 à 4 % par un « effet de rattrapage de 3 mois d’intempéries subis en 2010 » mais alors que la moyenne européenne a été de +2,7 %) ; La France est située après l'Italie (51,8 millions m3, -4,8 %) et l’Allemagne (48 millions m3, +14,3 %). La construction en béton est dopée en Italie, Allemagne et Autriche notamment, par l'habitude de fabriquer des routes en béton. Avec 0,638 m3 de béton par habitant et par an en 2011 la France est au-dessus de la moyenne communautaire (0,613 m3), loin derrière l’Autriche (1,254 m3/habitant) qui utilise beaucoup de béton pour construire des routes[21]. La France disposait en 2011 d'environ 1 800 centrales à béton employant 14 500 personnes et 6 500 camions toupies[21]. En 2011, 22 % des bétons étaient pompés (jusqu'à 30 % dans les départements du Sud-Est) Avec 1 800 pompes à béton, c'est plus qu'en Italie (2 400 camions pompes) et un peu moins qu'en Allemagne (1 600 camions pompes)[21]. La livraison est plus rapide et ne nécessite pas de grue, mais avec moins d'emplois (3 personnes contre 5)[21].

Recherche et développement[modifier | modifier le code]

Le CERIB, Centre d'études et de recherches de l'industrie du béton manufacturé[23], est créé en France en janvier 1967, (publication au journal officiel[24], au vu de la loi sur les Centres Techniques Industriels 48-1228 du 22 juillet 1948), actuellement financé par une taxe parafiscale sur les produits en béton et en terre cuite[25], qui travaille de concert avec le CIMBETON (Centre d'information sur le ciment et ses applications) et le CSTB (Centre scientifique et technique du bâtiment), le CTMCC (Association des Centres Techniques des Matériaux et Composants pour la Construction) et l'EFB (École Française du Béton) et le SFIC (Syndicat Français de l'Industrie Cimentière).

En 2007 à l'université de Leeds, John Forth et son équipe ont mis au point le « bitublock ». À base de 95 % de verre brisé, ferrailles et cendres, ce block serait six fois plus résistant que le béton classique.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c et d René Vittone, Bâtir : manuel de la construction, PPUR Presses polytechniques, 10 juin 2010 (ISBN 978-2880748357), consulter en ligne.
  2. a, b, c et d Amaury Cudeville, « Recycler le béton », Pour la Science, octobre 2011, p. 17-18.
  3. Stefano Camporeale, Hélène Dessales, Antonio Pizzo. Arqueología de la construcción. CSIC, 2008 Consulter en ligne
  4. « Site d'infociments, collection technique Cimbéton »
  5. Thierry KUBWIMANA, Nicolas BOURNETON, Nicolas ROUXEL, Aldéric HAUCHECORNE Utilisation des bétons fibrés à ultrahautes performances en site portuaire (p. 685-692) DOI:10.5150/jngcgc.2010.079-K (Lire en ligne)
  6. a et b Jean-Michel Torrenti (1995) différé du béton dans les enceintes de centrales nucléaires : analyse et modélisation Laurent Granger 1 1995-02-15, Feed HAL:tel-00520675 (Thèse de Doctorat de l'École Nationale des Ponts et Chaussées), 406 pages
  7. P. Faucon, « Les composites ciment verre : Un matériau pour accéder à de nouveaux marchés », dans Congrès international du béton manufacturé No5, Paris, Fédération de l'industrie du béton,‎ 1996, 560 p. (résumé), p. II.59-II.71
  8. Thierry Lucas, « Les composites ciment-verre s'immiscent dans le B-TP », L'Usine nouvelle, no 2970,‎ 30 juin 2005 (lire en ligne)
  9. Barrage de Petit-Saut
  10. Ghislain Loiseau et Catherine Juery, mis à jour par Jean-luc cellerier et Jean-Antoine Faby ; La dégradation de la qualité de l’eau potable dans les réseaux, Fonds national pour le développement des adductions d’eau ; Office International de l’Eau, SNIDE, PDF, 98 pages
  11. Schulhof P., Cabridenc R., Chedal J. Qualité de l’eau dans les grands réseaux de distribution, TSM, 1990, no 11, 561-594
  12. a et b http://madis-externe.ifsttar.fr/exl-php/cadcgp.php?CMD=CHERCHE&VUE=ifsttar_internet_recherche_experte&MODELE=vues/ifsttar_internet_recherche_experte/home.html&query=1
  13. http://www.boutique.afnor.org/norme/fd-p18-464/beton-dispositions-pour-prevenir-les-phenomenes-d-alcali-reaction/article/819017/fa176300
  14. http://dtrf.setra.fr/notice.html?id=Dtrf-0004269
  15. Norme NF EN 206-1 Béton Partie 1 : Spécification, performances, production et conformité. Cette norme n'est pas librement accessible sur l'internet mais vendue par l'AFNOR
  16. NF EN 206-1, art. 4.3.1 tableau 7
  17. Avant l'homologation de la norme NF EN 206-1, les éprouvettes cylindriques, couramment utilisées en France, avaient comme dimensions 16 cm de diamètre sur 32 cm de haut. À partir de la norme NF EN 206-1, ces cylindres doivent avoir des dimensions conformes à la norme NF EN 12390-1 (Essai pour béton durci Partie 1 : Forme, dimensions et autres exigences relatives aux éprouvettes et aux moules), soit 150 mm de diamètre sur 300 mm de haut.
  18. C comme Concrete et LC comme Light Concrete
  19. conférence de Paul Acker à l'Université de tous les Savoirs, 01/10/2000
  20. L’organisation européenne du béton prêt à l’emploi (ERMCO ou European Ready Mixed Concrete Organization)  ; chiffres de production pour l’année 2011
  21. a, b, c, d, e, f et g BatiActu, Béton prêt à l’emploi : pourquoi la France résiste à la crise (2012-08-29)
  22. Site de l'UNICEM
  23. Site du CERIB
  24. JO du 14 janvier 1967
  25. Décret no 2000-1278 du 26 décembre 2000 portant création d’une taxe parafiscale sur les produits en béton et en terre cuite

Annexes[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Sous la direction de Jean-Pierre Ollivier et Angélique Vichot pour l'ATILH - La durabilité du béton - Presses de l'école des Ponts et Chaussées - Paris - 2008 (ISBN 978-2-8597-8434-8)
  • Cimbéton, cahier des modules de conférence pour les écoles d'architecture - Janvier 2009 - Histoire du béton, naissance et développement 1818-1970