Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le béton est fabriqué à partir de ciment, de granulats et d'eau. Et ses propriétés dépendent directement de sa formulation. Un besoin de propriétés spécifiques peut aboutir à des modifications de formulation. Cet article présente tous les aspects liés à la formulation, depuis le choix des composants, jusqu'aux méthodes utilisées. Et il conclut sur les méthodes de contrôle par l'essai des bétons obtenus.
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Gérard BERNIER : Maître de Conférences à l’École nationale supérieure de Cachan
INTRODUCTION
Le béton, depuis son origine, a été réalisé à partir des composants de base que sont : le ciment, l’eau et les granulats. Les romains le confectionnaient à partir de chaux, de céramique écrasée et de sable volcanique (Vitruvius « de Architectura » 1er siècle av. J.C.). Le Panthéon de Rome, an 124 après J.C., est couvert par une gigantesque coupole en béton [1]De Architectura..
Si le matériau est plastique donc moulable lors de sa fabrication, il acquiert ses propriétés au cours du temps. Une fois mature, le béton doit être considéré comme un composite constitué de granulats et d’une pâte de ciment durcie, dont les propriétés dépendent, pour une grande part, de sa formulation.
L’évolution des connaissances du matériau, les exigences nouvelles en matière de propriétés ont incité les chercheurs et les utilisateurs à introduire dans les formulations de nouveaux « produits » afin d’obtenir des propriétés singulières. Ainsi assiste-t-on à une explosion de la gamme des bétons pour répondre aux demandes des industriels. En retour, les maîtres d’œuvre, s’appropriant les connaissances de ces nouveaux matériaux, proposent des ouvrages innovants. Il s’agit réellement d’une révolution dans la mesure où le matériau est conçu en fonction d’un nombre de critères de plus en plus important et par conséquent des formulations différentes seront définies pour chaque ouvrage.
Toutefois, il ne faut pas se faire d’illusion, la formulation élaborée résulte le plus souvent d’un compromis répondant au mieux aux propriétés recherchées. Après avoir établi la composition théorique, et bien souvent avec l’aide de l’expérience, il sera nécessaire de réaliser et de faire évoluer la formule en laboratoire, avant de la tester dans un processus industriel jusqu’à la mise en œuvre.
Pour éviter des formulations de béton inadaptées, le législateur encadre de plus en plus celles-ci en définissant des limites de formulation. Les dernières normes européennes à statut de normes françaises (ou, à défaut, les normes françaises en vigueur) seront prises pour référence dans ce document. L’évolution rapide de ce domaine incitera donc le lecteur à prendre en compte les dernières normes en vigueur sur ce sujet.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de août 1984 par Michel ADAM, Joseph BENSIMHON, Guy COQUILLAT, Jacques DARDARE, Georges DREUX, Jean-François FERRIOT, Francis GORISSE, René LESAGE, Roger LACROIX
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Contrôles des formulations de béton3. Formulation
La diversité des bétons actuels, aux propriétés extrêmement variables, ne permet pas d’imaginer un principe de formulation commun. Généralement, la formulation sera orientée vers les propriétés principales demandées au matériau et adaptée en fonction des propriétés secondaires recherchées. Il faut donc raisonner par catégorie de béton même si certains principes communs peuvent être retenus.
• Le ciment : liant indispensable qui induit de nombreux effets secondaires, recherchés ou non, lors de l’hydratation. C’est le composant le plus onéreux du béton. En conséquence on cherchera souvent à en limiter la quantité.
• L’eau : elle entre dans la réaction chimique avec le liant pour former les hydrates, mais est toujours largement excédentaire par rapport aux besoins du ciment. Ces excédents introduisent une porosité résiduelle dans le matériau qui dégrade l’ensemble des propriétés (durabilité, résistance...).
• Le squelette : cette phase, généralement amorphe, occupe la majorité du volume. Elle participe aux propriétés générales du matériau frais et durci. Son coût réduit permet d’obtenir des bétons à des prix faibles.
3.1 Les trois principes de formulation des bétons
La formulation de la majorité des bétons est généralement établie pour atteindre trois objectifs principaux :
-
Obtenir une résistance mécanique : propriété répondant aux fonctions principales du matériau dans l’ouvrage. La qualité de la pâte (rapport C/E) conditionne la résistance (voir note (1) § 3.2.1, ainsi que les § 3.2.2 et 3.2.3). En effet, c’est elle qui apporte la cohésion à l’ensemble. On distingue trois domaines...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - VITRUVE (traduction) - De Architectura. - (De l’architecture), Édit. Perrault, Édit. Nizard, Paris 1852 www.archi-med.com/pdf/textes/pouzzolane.pdf
-
(2) - * - Maturométrie [Béton hydraulique] C 2 235, § 4.1.
-
(3) - * - Retrait [Béton hydraulique] C 2 235, § 1.4.
-
(4) - * - Retrait thermique [Béton hydraulique] C 2 235, § 2.2, C 2 240, § 3.4.
-
(5) - * - Retrait hydraulique du béton après durcissementC 2 240, § 3.3.
-
(6) - BARON (J.), OLLIVIER (J.P.) - La durabilité des bétons. - Collection ATILH, École française du béton, Presses de l’École nationale des ponts et chaussées (1992).
-
...
ANNEXES
Dans les Techniques de l’Ingénieur, traité Construction (déjà cités dans l’article)
TOURENQ (C.) - Granulats sables, graviers et concassés de carrières. - C 902 (1989).
ROSSI (P.) - Bétons de fibres métalliques (BFM). - C 2 214 (1998).
ADELINE (R.) - Béton de poudres réactives. - C 2 216 (1999).
GEOFFRAY (J.-M.) - Béton hydraulique. Mise en œuvre. - C 2 230 (1996).
MUREZ (M.) - Béton architectonique. - C 2 232 (2000).
ACKER (P.) - Prise et durcissement des bétons. Les effets thermomécaniques. - C 2 235 (1998).
GODART (B.) - Le ROUX (A.) - Alcali-réaction dans le béton. Mécanisme, pathologie et prévention. - C 2 252 (1995).
PERCHAT (J.) - Règles BAEL. Bétons de granulats légers artificiels. - C 2 318 (1998).
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Thèses
De LARRARD (F.) - Structures granulaires et formulation des bétons. - Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (2000).
UNG QUAC (H.) - Théorie de la dégradation du béton et développement d’un nouveau modèle d’endommagement en formulation incrémentale. - Ecole nationale des Ponts et Chaussées (2003).
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NF EN 206-1...
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