Les bases

Claude PRECHEUR

Le béton

Le béton est le matériaux le plus utilisé dans le monde et le plus économique.

  • Façonnable à volonté et à température ambiante.
  • Ne nécessite pas de cuisson.
  • Accessible à tous.
  • Grande longévité.
  • Il peut être coulé sur place ou préfabriqué.
  • Bilan environnemental favorable au développement durable.
  • Matériau très bien adapté aux futures réglementations thermiques.
  • Bâtiments à basse consommation.

Le béton est composé de :

  • de ciment et d’ajouts,
  • de granulats,
  • d’ajouts,
  • d’eau,
  • d’air.


Formulation du Béton Principe fondamental

  • Formuler un béton consiste à intégrer des paramètres essentiels tels que :
    — la qualité des matériaux disponibles,
    — la nature du projet à réaliser,
    — les moyens de mise en oeuvre disponibles sur le site,
    — la qualité de l’environnement dans lequel va “vivre” l’ouvrage à réaliser,
    — les conditions de mise en oeuvre (besoin d’ouvrabilité, résistance à jeune âge, …),
    — les conditions climatiques (température, hygrométrie, vent, etc.),
    — les délais de réalisation.
  • En vue de satisfaire aux objectifs :
    — de durabilité,
    — d’esthétique,
    — de résistances mécaniques,
    — d’étanchéité,
    — d’isolation thermique (été comme hiver),
    — d’isolation phonique,
    — environnementaux (développement durable),


Fabrication et transport du béton

  • Mode et durée de mélange : dans tous les cas, le béton est mélangé environ 1 à 2 min, mais son transport s’effectue de 5 min à 2 h, d’où des contraintes différentes.
  • Le Béton Prêt à l’Emploi (BPE) : le besoin de maintien d’ouvrabilité est nécessaire car le transport en toupie peut être long. Le besoin de résistances mécaniques est nécessaire au décoffrage (16 h à 24 h).
  • Le béton en Préfabrication : le besoin de maintien d’ouvrabilité est faible car le coulage s’effectue en général dans les 15 à 30 min. En revanche, le besoin de performances mécaniques est très élevé à jeune âge, de 6 h à 15 h en général, il est associé parfois à un étuvage.
  • Le béton sur chantier : situation combinée des 2 exemples précédents.

Le cadre normatif

La norme NF EN 206-1 s’applique à tous les bétons de structure, qu’ils soient des Bétons prêts à l’emploi, des bétons réalisés sur chantier ou des bétons destinés à la préfabrication de produits en béton. Elle contient des règles précises concernant la spécification, la fabrication, la livraison et le contrôle de la conformité des bétons.

Les granulats

  • finition
    On appelle granulats les matériaux d’origine minérale, gravillons, sables, sablons et fillers qui entrent dans la composition des bétons. Ils sont spécifiés dans la norme XP P 18-545 Granulats. Les granulats doivent êtres propres et comporter des éléments : fins, moyens et gros.
Fillers D < 2 mm ,avec plus de 70% ≤ 0,063 mm, et plus de 85% ≤ 0,125 mm
Sables D ≤ 4 mm et d = 0 mm
Gravillons 4 ≤ D ≤ 63 mm et d ≥ 4 mm

D = diamètre maximal du granulat
d = diamètre minimal du granulat
Exemple : granulat 4/10 = 4 mm / 10 mm
Les granulats les plus utilisés dans la confection d’un béton sont les 0/4 à 05/20, ils peuvent provenir d’un concassage ou être alluvionnaires.

Ils ne doivent surtout pas contenir ni argile, ni terre afin de préserver l’adhérence des cristaux hydratés du ciment.

Le ciment les plus couramment utilisés en France

  • CEM I
    Pour le béton armé en général coulé sur place ou préfabriqué, le béton précontraint, les béton à décoffrage rapide, mise en service rapide (de préférence classe R), le bétonnage jusqu’à une température extérieure entre 5 et 10 °C et le béton étuvé ou auto-étuvé.
  • CEM II / A ou B
    Ces ciments sont les plus couramment utilisés.
    CEM II/A ou B classe R : travaux nécessitant une résistance initiale élevée (décoffrage rapide par exemple). Béton en élévation, armé ou non, d’ouvrages courants. Fondations ou travaux souterrains en milieux non agressifs ; dallages, sols industriels ; maçonneries ; stabilisation des sols.
    En milieux agressifs, des CEM II de qualité PM-ES peuvent être utilisés.
  • CEM III / A,B ou C ; CEM V / A ou B
    Travaux souterrains en milieux agressifs (terrains gypseux, eaux d’égouts, eaux industrielles…). Ouvrages en milieux sulfatés : les ciments utilisés sont tous ES, ciments pour travaux en eaux à haute teneur en sulfates, conformes à la norme NF P 15-319 ; Maçonneries et chapes : les CEM III/A et CEM V/A peuvent être utilisés. Travaux à la mer : les ciments utilisés sont tous PM, ciments pour travaux à la mer, conformes à la norme NF P 15-317. Travaux en béton armé ou non hydrauliques et souterrains (fondations). Travaux nécessitant une faible chaleur d’hydratation ; bétons de masse ; une stabilisation des sols.




Fabrication du ciment

Le ciment est fabriqué à partir de calcaire pour 80% (craie) et de l’argile pour 20%.
A cela il faut ajouter :

  • De l’oxyde de fer (forme minérale, ils donnent aux sols leurs couleurs jaune brun ou grisâtre.)
  • De l’alumine : (oxyde d’aluminium, de formule chimique Al2O3, est un composé chimique qui existe à l’état naturel dans la bauxite.
  • De la silice : (Minéral dur se trouvant dans de nombreuse roche. elle représente 27% de la croûte terrestre).

Plus la quantité de ciment est importante, plus le béton est résistant.

L’eau

Définition Norme NF EN 1008

  • L’eau potable convient pour la fabrication du béton, elle ne nécessite aucun essai.
  • Les eaux de forage et les eaux de ruissellement de surface doivent faire d’essais (essais l’objet chimiques, temps de prise et de résistances).
  • Toutes les eaux recyclées (d’unités de production béton) doivent faire l’objet d’un contrôle.
  • L’eau de mer est interdite dans les bétons armés et précontraints.
  • Les eaux usées sont interdites pour tous les bétons.

Son rôle : Permettre l’hydratation de la pâte de ciment (pour hydrater 100 kg de ciment, 25 L d’eau sont nécessaires. Mouiller la surface des granulats pour la pâte de ciment puisse y adhérer. Favoriser la maniabilité du béton, sans excès, c’est-à-dire en respectant les limites prescrites selon la NF EN 206-1.

Le dosage

Le dosage en ciment donne la résistance au béton. La quantité d’eau et ajouts donnent la maniabilité. Le volume de graviers la solidité et le sable l’homogénéité.Ci-dessous un tableau, à titre indicatif de dosage pour béton suivant les travaux à exécuter.

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  • Fabrication et transport du béton
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  • Fabrication du ciment
  • L’eau
  • Le dosage
  • Le séchage
  • Le cadre normatif
  • Les 3 points importants de la norme
  • Les adjuvants
  • Béton autoplaçant (BAP) vertical et horizontal
  • Bétonnage par temps chaud
  • Bétonnage par temps froid
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  • Table d’essai d’étalement
  • Attention : Respecter les paramètre de formulation


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