Le béton, notre matière grise

Le béton : notre matière grise…

Le béton, matière première de Bonna Sabla, ne cesse de se réinventer. Si la « recette » de base demeure inchangée, elle intègre désormais des molécules chimiques qui en augmentent les performances, le confort d’usage, la durée de vie, etc. Tour d’horizon avec Philippe Henri, Chef du service Etudes Produits chez Bonna Sabla.

Le béton, qu’est-ce que c’est ?

Une roche reconstituée, de la pierre moulable ! Le béton est un produit naturel composé de ciment, de granulats (pierres, sable…) et d’eau. Le ciment est une poudre obtenue par broyage fin de minéraux (argile, calcaire) desséchés dans des fours à très haute température. Il est mélangé aux granulats et à 30 % de son poids en eau – soit 120 litres pour 400 kg de ciment –  pour donner du béton. Mais avec juste 30 % d’eau, on obtient souvent un mélange trop sec pour se mettre en place correctement. On rajoute donc de l’eau et cette eau excédentaire va s’évaporer très progressivement, laissant des vides dans le béton qui sont autant de faiblesses… L’eau est ainsi à la fois la meilleure amie et la meilleure ennemie du béton. L’enjeu est de rajouter aussi peu d’eau que nécessaire pour confectionner un béton résistant.  On y parvient en utilisant des « super-plastifiants » qui sont l’une des catégories d’adjuvants introduits dans la composition du béton ces 30 ou 40 dernières années. L’irruption de ces molécules chimiques, de plus en plus compliquées et qui ont pour but de modifier tant les propriétés finales que la mise en place du béton, a constitué une grande révolution.

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Que cherche-t-on à améliorer avec ces adjuvants ?

Beaucoup de choses… La composition du béton et les procédés de mise en œuvre ont un impact sur la qualité du produit, sur les coûts, sur le confort d’usage etc. Les super-plastifiants jouent sur la rhéologie du béton, c’est-à-dire ses propriétés d’écoulement, mais on utilise également d’autres molécules, pour accélérer le durcissement par exemple. En préfabrication, on cherche en effet à améliorer la rotation des moules, à accélérer le processus pour augmenter la productivité. D’où l’utilisation d’adjuvants permettant de décoffrer plus vite.  Mais l’utilisation de ces molécules demande beaucoup de rigueur, de précision. Elles sont utilisées à doses homéopathiques, de 0,3 à 1,5 % du poids du ciment. Un surdosage pourrait avoir des effets secondaires néfastes. Et il n’y a pas de « recette » universelle : toutes nos usines n’utilisent pas les mêmes ciments et tous les adjuvants ne marchent pas avec tous les liants…

Quelles sont les grandes avancées de ces dernières années ?

En premier lieu, l’utilisation de plus en plus importante des bétons autoplaçants (BAP), beaucoup plus fluides, plus « liquides » grâce à des doses importantes de super-plastifiants. On parle de bétons autoplaçants car ils se mettent en place tout seuls, sans qu’il soit nécessaire de les vibrer pour enlever l’air et améliorer la fluidité. Beaucoup de nos produits peuvent être réalisés en BAP : cadres, murs, poutres, caniveaux et même certains tuyaux. On y gagne (beaucoup) en productivité mais aussi en confort : il n’y a pas de bruit dans les usines puisqu’on supprime l’étape de vibration. Mais il faut pour cela faire évoluer les processus de fabrication et utiliser des centrales à béton équipées de sondes qui mesurent le degré d’hygrométrie des composants et la plasticité du mélange. Le sable peut en effet être plus ou moins mouillé et dès que l’humidité varie, il faut corriger la composition…

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Et les bétons à hautes performances ?

On parle de béton à hautes performances (BHP) dès que sa résistance mécanique à la compression est supérieure à 50 MPa[1] (500 bars, 1kg/cm2) à 28 jours. En améliorant la résistance mécanique du béton, on améliore toutes ses propriétés à la fois. Un béton très résistant aura moins de vide, sera moins poreux, moins perméable, plus durable… Les exigences de nos clients sont de plus en plus élevées : la perméabilité est clé pour les tuyaux, pour les ouvrages d’art – ponts, tunnels -, les produits doivent avoir une durée de vie de 100 ans, de 50 ans en assainissement et jusqu’à 2 000 ou 3 000 ans pour certains produits très spécifiques comme les conteneurs de produits radioactifs ! Dès que la résistance à la compression est supérieure à 90 MPa, on parle de  béton à très haute performance (THP). Les bétons fibrés à ultra-hautes performances (BFUHP) ont une résistance supérieure à 150 Mpa – et pouvant aller jusqu’à 250 MPa. Ils sont donc 5 à 6 fois plus performants que les bétons courants. Et imperméables, compacts, résistants à l’usure et à toutes sortes d’agents agressifs (sulfates, chlorures, gaz carbonique, etc.). Avec leur pourcentage très élevé de fibres métalliques, ils sont également très résistants à la traction ce qui permet de les faire travailler sans armatures d’acier. Mais leur coût élevé (jusqu’à 1€/kg contre 4 centimes/kg pour un béton courant) les réserve pour l’instant à des réalisations de prestige, des résilles ou membranes très fines comme celles de la Fondation Vuitton, du MUCEM ou du stade Jean Bouin.

Points-clés

  • Le béton a bien évolué : performances, confort et palette d’utilisation -> c’est désormais un matériau d’ingénierie
  • Une utilisation de plus en plus importante de bétons autoplaçants (BAP) et à hautes performances (BHP)
  • Des marges de progression dans nos usines : – optimisation de l’utilisation des matières premières (ciments) avec des adjuvants – évolution des outils de production Plus on maîtrise la confection, plus on obtient un produit fiable et pérenne.

[1] mégapascal

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