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Dr. Salim Guettala Bétons Innovants II Cours 2ème année Master Académique Matér

Dr. Salim Guettala Bétons Innovants II Cours 2ème année Master Académique Matériaux en Génie Civil Cours (Bétons Innovants II) Dr. Salim Guettala 1 Les nouveaux bétons Les bétons ont connu, ces dix dernières années, une évolution technologique considérable. La compréhension des phénomènes physiques, chimiques et physico-chimiques qui sous- tendent le comportement du béton, les évolutions de la chimie minérale et organique en particulier ont permis des avancées spectaculaires en matière de formulation, de maitrise de la rhéologie des bétons à l’état frais et de durabilité des bétons à l’état durci. Les nouveaux bétons offrent des résistances mécaniques exceptionnelles, répondent à tous les enjeux actuels en matière de mise en œuvre, de sécurité, de santé, de confort et d’esthétique, en alliant compétitivité économique, durabilité, et respect de l’environnement. Sommaire 1. Les bétons légers ; 2. Les bétons de bois ; 3. Les bétons de chanvre et à fibres végétales ; 4. Les bétons lourds ; 5. Les bétons compactés au rouleau ; 6. Les bétons hydrofuges ; 7. Les bétons réfractaires ; 8. Les bétons à base de granulats recyclés ; 9. Les bétons architectoniques (esthétiques) ; 10. Les bétons de ciment blanc ; 11. Les bétons de sable ; 12. Les bétons auto-nettoyants et dépolluants ; 13. Les bétons armés par des aciers en inox ; 14. Les bétons à bas pH ; 15. Les coulis d’injection. 1. Les bétons légers Les bétons légers permettent de réaliser un gain de poids pour l'ouvrage auquel ils sont destinés. Ils sont également utilisés pour l'isolation thermique, la conductivité variant dans le même sens que la densité. Les bétons légers sont obtenus en jouant sur la composition (bétons caverneux) ou sur l'emploi de granulats allégés (des billes de schiste expansé, d'argile expansée ou de polystyrène, voire des particules de liège ou de bois remplacent les gravillons habituels). Des adjuvants comme les entraîneurs d'air peuvent aussi être ajoutés pour un allègement maximum. On peut également créer des vides par une réaction provoquant un dégagement gazeux : c'est le cas du béton cellulaire. Les bétons légers offrent une densité très inférieure à celle d'un produit classique : de 300 à 1800 kg/m3, contre 2300 kg/m3 pour un béton classique. Pour certains bétons légers, elle peut descendre jusqu'à des densités voisines de 0,4kg/m3. La résistance d'un béton léger est très inférieure à celle d'un béton traditionnel. Pour les densités les plus basses, il ne peut être question de béton "structurel" mais seulement de béton de "remplissage". Cours (Bétons Innovants II) Dr. Salim Guettala 2 2. Les bétons de bois (Qui absorbent les bruits) Les écrans acoustiques en béton sont la solution reconnue, par traitement à la source, particulièrement efficace, économique, esthétique et pérenne aux problèmes générés par les bruits routiers, autoroutiers et ferroviaires. Les écrans les plus utilisés sont constitués de béton de bois. Les bétons de bois sont constitués de fibres de bois enrobés dans une matrice cimentaire (éventuellement teintés dans la masse par des pigments). Leurs performances leur confèrent une grande efficacité pour l’absorption de l’énergie sonore. Ils sont utilisés pour la réalisation d’écrans acoustiques de type absorbants. La variété des textures, des teintes et des formes permet une offre très diversifiée :  panneaux appliqués sur support béton armé,  dalles habillant les parois pour la réalisation d’ouvrages neufs,  dalles ou dallâtes habillant les parois pour améliorer les performances d’ouvrages existants réfléchissants,  panneaux autoportants formant écran,  dalles habillant les extrémités de tunnels ou de tranchées couvertes. Et une parfaite intégration architecturale des écrans dans leur site d’accueil. 3. Les bétons de chanvre et à fibres végétales Le béton de chanvre est de plus en plus recommandé en éco-construction car le chanvre est une plante renouvelable qui pousse vite, sans traitement ni engrais, et qui se montre économe en eau. Le chanvre sert principalement à produire du papier ou du textile sain et solide. Il ne demande ni extraction, ni cuisson, et son poids plume diminue les frais de transport. Domaine d'application : Si le béton est vraiment léger, le mur ou l'enduit seront isolants. Dans un mur-sandwich, une couche de 20 ou 30 cm de béton allégé suffira à isoler la maison. Évidemment, cela dépend des autres composants du mur-sandwich mais on peut compter sur les bétons végétaux pour accomplir leur tâche. - Le béton allégé peut aussi servir au remplissage entre des solives de plancher, ou bien dans la cale d'une péniche pour colmater les espaces creux. Dans ce type de cas, il n'est pas nécessaire de mettre autant de chaux car le mélange est contenu dans des caissons et quatre ou cinq pelles de chaux aérienne pour une bétonnière de mélange suffiront à le maintenir en place et à décourager les rongeurs d'y loger. Cours (Bétons Innovants II) Dr. Salim Guettala 3 - On emploie aussi souvent ces bétons allégés pour la rénovation de planchers anciens. Lorsqu'ils sont très déformés, on peut ainsi créer une chape de ré-agréage bien plate avant de poser un nouveau revêtement de sol. Elle sera légère et ne viendra pas surcharger le plancher existant. Précisons que, dans les maisons anciennes, le poids des planchers, souvent énorme, est calculé pour assurer la statique du bâtiment. Démonter un plancher lourd et le remplacer par un autre plus léger peut provoquer des désordres structurels majeurs. Mieux vaut prendre conseil auprès d'un architecte avant de lancer ce genre de travaux importants. Avantages / Caractère généraux : Le béton de chanvre a d'excellentes propriétés isolantes, aussi bien thermiques que phoniques. Il est très durable, ne se tasse pas, régule l'humidité ambiante, et n'est jamais attaqué par les rongeurs, les champignons ou les moisissures, sous réserve d'une formulation ou d'un traitement adéquat. De plus, la chaux est assainissant et contribue à la qualité de l'air à l'intérieur des habitations. Sans parler uniquement de béton de chanvre, les bétons à fibres végétales en règles générales sont de plus en plus utilisés, pour un souci d'ordre écologique, et pour tous les intérêts en termes d'amélioration de l'isolation thermique et acoustique des bétons. Eléments de formulation : Ce sont les débris de la tige, la chènevotte, qui sont utilisés dans le bâtiment pour faire des bétons allégés tandis que la fibre, elle, pourra être cardée pour faire de la laine isolante. Il faut environ un mètre cube de chènevotte pour deux cents kilos de liant, chaux de préférence, pour obtenir un béton solide et compact. Quelques sociétés ont d'ailleurs mis au point des liants spéciaux car il faut que la chaux pénètre bien la chènevotte. Pour les bétons, certains fabricants ajoutent de la pierre ponce, de la pouzzolane ou autres roches capables d'équilibrer les influences biotiques de notre environnement. Pour un béton à autre fibres végétales, on utilisera en moyenne 30 à 50 kg/m3 de fibres végétales, très peu de sable et de graviers (sinon pas). 4. Les bétons lourds Les bétons lourds sont réalisés à partir de granulats très denses et utilisés pour leur haute densité dans la protection contre les radiations ou la réalisation de culées et de contrepoids. Les bétons lourds sont réalisés à base de granulats spéciaux de densité élevée (barytine, magnétite, hématite, plomb...). Les bétons lourds possèdent une masse volumique supérieure à 3000 kg/m3 et peut atteindre 6 000 kg/m3 contre 2300 kg/m3 pour un béton classique. Les bétons lourds et très lourds sont utilisés notamment dans les domaines suivants :  Protection contre les rayonnements nocifs (centrales nucléaires, salles de radiologie...).  Protection contre les explosions (salles anti-déflagrantes).  Réalisation de lests, de culées et de contrepoids. Cours (Bétons Innovants II) Dr. Salim Guettala 4 5. Les bétons compactés au rouleau Le pavage en béton compacté au rouleau (BCR) est composé de ciment, de granulats, d’adjuvants, d’eau et d’ajouts cimentaires si requis, qui nécessite l’apport d’une énergie de compactage externe pour être bien consolidé. C’est un béton à faible teneur en eau, sans affaissement, mis en place et compacté par des équipements de terrassement en couches minces 25 cm. Le BCR n’est pas armé et sa mise en place se fait sans coffrage. Du point de vue structural, un revêtement en BCR est un ouvrage rigide au même titre que toute autre dalle de béton et est soumis aux mêmes critères de conception. Domaine d'application : Les revêtements en BCR ont plusieurs domaines d’applications tant en milieu industriel qu’en milieu urbain. Ils sont, par exemple, utilisés pour les aires de triage et d’entreposage de bois, les gares intermodales de conteneurs, etc. On peut également le retrouver dans les grands ouvrages de Génie Civil et de travaux publics comme les barrages, les stationnements, ...etc. Avantages / Caractères généraux :  Résistance aux charges lourdes ;  Durabilité de la chaussée pour plusieurs années ;  Performance excellente à l’analyse du cycle de vie ;  Très bonne résistance à l'abrasion ;  Utilisation en tout temps, même en période de dégel ;  Entretien simple ;  Imperméabilité aux liquides (eau, huile, essence, etc.) ;  Diminution des coûts d'entretien des équipements, machinerie ou véhicules puisque moins uploads/Ingenierie_Lourd/ betons-innovants-ii.pdf