Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Liant hydraulique, le ciment permet la mise au point d’une grande variété de produits (dont les bétons) répondant aux besoins des concepteurs, des utilisateurs et des exploitants de l’ensemble des bâtiments, des ouvrages d’art et des infrastructures de transport. Par cohésion avec des sols ou des granulats, le ciment permet l’obtention de matériaux rigides et durs, aux performances mécaniques élevées. Après avoir retracé ses origines, cet article détaille les procédés de fabrication du ciment, ainsi que les différentes phases conduisant à sa prise. Ensuite, sont exposés les différents critères, ceux mesurés sur la poudre, et ceux mesurés sur la pâte. Pour terminer, le cheminement qui a conduit à une normalisation européenne des ciments est présenté.
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As a hydraulic binder, cement enables the design of a wide array of products (including concrete) meeting the needs of designers, users and operators of all transportation buildings, works and infrastructure. By bonding with soil or aggregates, cement produces rigid and hard materials with high mechanical performances. After retracing its origin, this article looks closely at cement production processes and at the various phases leading to setting. This is followed by an examination of various criteria, measured on both powder and paste. In conclusion, the approach leading to European standardization of cements is presented.
Auteur(s)
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Joseph ABDO : Docteur ingénieur de l'École des mines de Paris et ingénieur de l'École nationale des ponts et chaussées - Directeur délégué Routes, Cimbéton, Paris
INTRODUCTION
Le ciment est un « liant hydraulique ». Par « liant », il est sous-entendu une matière susceptible d'en agglomérer d'autres. Le qualificatif «hydraulique» précise, d'une part, que ce liant durcit à froid par gâchage à l'eau, sans addition d'un autre corps réactif et, d'autre part, qu'il durcit, non seulement dans l'air, mais également dans l'eau.
Notons au passage qu'un liant « pouzzolanique » a besoin d'une activation pour acquérir ce caractère d'hydraulicité. La substance qui va jouer le rôle d'activant est le plus souvent de la chaux (chaux ajoutée ou libérée par la réaction de prise d'un liant hydraulique). En d'autres termes, un liant pouzzolanique activé à la chaux ajoutée est un liant hydraulique. Mais aussi, un liant pouzzolanique, mélangé à un liant hydraulique, devient-il un liant hydraulique du fait de la chaux libérée par la réaction de prise du liant hydraulique.
Mélangé à certains sols ou granulats, et en présence d'eau, le ciment crée progressivement une cohésion croissante au sein du mélange qui se traduit par l'obtention de matériaux rigides et durs à performances mécaniques élevées, compatibles avec les exigences souhaitées d'un matériau de construction. En fonction de la nature des constituants utilisés et de leurs proportions dans les mélanges réalisés, cette poudre magique qu'est le ciment permet la mise au point d'une grande variété de produits répondant ainsi aux besoins des concepteurs, des utilisateurs et des exploitants des ouvrages, ceci dans des domaines aussi divers que le bâtiment, les ouvrages d'art, le génie civil et les routes. À cet égard, on peut citer le béton (ou plutôt les bétons), matériau de construction le plus utilisé dans le monde, mais aussi tous les matériaux traités aux liants hydrauliques employés dans la construction des infrastructures de transport (routes, chaussées, terrassements, plate-formes industrielles ou aéroportuaires, etc.).
À ce stade, deux questions viennent naturellement à l'esprit du lecteur : « De quoi est fait un ciment ? » et « Comment l'homme a-t-il découvert le ciment ? »
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VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 1983 par Ghislain CROYÈRE
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Différents types de ciment3. Naissance de l'industrie cimentière
La première usine de ciment a été créée par Dupont et Demarle en 1846 à Boulogne-sur-Mer. Le développement n'a pu se faire que grâce à l'apparition de matériels nouveaux : four rotatif et broyeur à boulets, en particulier.
Les procédés de fabrication se perfectionnèrent sans cesse. En 1870, pour produire une tonne de clinker (constituant de base du ciment), il fallait 40 heures. Actuellement, il faut environ 3 minutes. En France, avant la dernière guerre, la production était faible, comme l'indiquent les statistiques suivantes :
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1880 : 100 000 t ;
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1920 : 800 000 t ;
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1938 : 3 800 000 t.
Le ciment s'est surtout développé à partir de 1950 (7,4 Mt) du fait de l'essor du béton et des besoins de la reconstruction. La production a progressé de façon régulière jusqu'en 1974, date à laquelle le niveau le plus haut a été atteint avec 33,5 Mt. En 2006, elle était de 24 Mt.
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Le ciment d'aujourd'hui est un produit très élaboré, aboutissement de technologies très avancées.
La cimenterie de jadis a fait place, de nos jours, à des usines de plus en plus automatisées. En particulier, la préhomogénéisation du cru permet de reconstituer en quelque sorte une carrière idéale, gage de fabrication d'un produit toujours plus constant. Une salle de contrôle centralisée perçoit la vie entière de la cimenterie. Tous les paramètres de fabrication sont enserrés dans des limites étroites et des organes de régulation viennent déclencher, si nécessaire, des séquences correctives.
Parallèlement, les laboratoires de l'industrie cimentière disposent de moyens de recherche toujours accrus et d'instruments de contrôle toujours plus perfectionnés qui garantissent la régularité dans le temps de la qualité du ciment (figures 1 et ).
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En outre, l'industrie cimentière, consciente de l'enjeu stratégique et universel du développement durable, a été parmi les premières à mettre en œuvre, au niveau du processus de fabrication, un engagement volontaire de réduction des impacts environnementaux. En effet, produits industriellement à partir de ressources naturelles abondantes, l'argile et le calcaire, le ciment nécessite beaucoup d'énergie pour sa fabrication (1 450 oC)....
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Naissance de l'industrie cimentière
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BOUNIOL (P.) - Bétons spéciaux de protection. - [BN 3 740] (2001).
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(2) - ROSSI (P.), GAVOIS (L.), RAOUL (G.) - Traitement des matériaux. - [C 5 362] (2007).
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(3) - BLAZIT (P.), JDID (E.A.), YVON (J.) - Fragmentation. Applications aux substances industrielles. - [J 3 053] (2007).
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(4) - BAROGHEL-BOUNY (V.) - Nouvelle approche de la durabilité du béton. Indicateurs et méthodes. - [C 2 245] (2005).
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(5) - GEOFFRAY (J.M.) - Qualité du béton. Exigences normatives. - [C 2 275] (2006).
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(6) - CUSSIGH (F.) - Bétons auto-plaçants (BAP). - [C 2 217] (2007).
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NORMES
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« Ciment-partie 1 : composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants ». - • AFNOR, NF EN 197-1 -
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« Liants hydrauliques – Ciment alumineux fondu ». - • AFNOR, NF P15-315 -
-
« Liants hydrauliques – Ciment prompt naturel ». - • AFNOR, NF P15-314 -
-
« Ciments à maçonner MC ». - • AFNOR, NF EN 413-1 -
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« Liants hydrauliques. Ciment pour travaux à la mer (PM) ». - • AFNOR, NF P15-317 -
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« Liants hydrauliques. Ciments à faible chaleur d'hydratation initiale et à teneur en sulfures limitée ». - • AFNOR, NF P15-318 -
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« Liants hydrauliques. Ciments pour travaux en eaux à haute teneur en sulfates ». - • AFNOR, NF P15-319 -
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