Quelques spécificités de l'évaluation de sols industriels à base de ciment

La tendance actuelle à réaliser des sols industriels à base de ciment non seulement dans les bâtiments où seul le caractère fonctionnel compte (bâtiments industriels, p. ex.), mais aussi dans les bâtiments où les exigences sont essentiellement d'ordre esthétique (logements, magasins ou bureaux, p. ex.) confronte nos collaborateurs à un nombre croissant de questions liées à l'aspect de ces revêtements après exécution.
Un grand nombre de paramètres très variés influencent l'aspect final d'un sol en béton coulé in situ. Il est donc utopique d'attendre un aspect uniforme de tels sols, dont la fonctionnalité prime d'ailleurs par rapport à l'aspect esthétique, cette technologie ayant été initialement développée à des fins industrielles (cf. également la NIT 204).

Si l'on opte malgré tout pour un sol en béton dans le cas d'applications non industrielles, il convient de tenir compte des limitations inhérentes à ce type de sol et d'admettre notamment qu'il ne sera guère possible de procéder à des 'corrections' ultérieures sans que ces dernières ne soient visibles.

Planéité

Tableau 1 : Exigences en matière de planéité des sols industriels
Les exigences en matière de planéité dépendent de la destination du sol. En effet, les mêmes exigences ne s'appliquent pas nécessairement pour un hall industriel destiné au stockage en hauteur que pour un entrepôt dans lequel les matériaux sont stockés à même le sol. De plus, il peut s'avérer nécessaire dans certains cas de subdiviser le sol d'un seul et même local en zones de tolérances de planéité différentes (cf. tableau 1).

Lorsqu'il s'agit d'empiler des matériaux à une hauteur élevée au moyen d'élévateurs, des écarts de planéité du sol, même légers, peuvent avoir des conséquences non négligeables. Dans un bâtiment résidentiel, une planéité insuffisante pourrait en outre rendre malaisé le déplacement de meubles. Dans ce cas, il est dès lors conseillé de prescrire une classe de planéité sévère.

Excepté si d'autres exigences de planéité ont été convenues, la classe de planéité IV s'applique aux sols destinés à une utilisation courante (tolérance de ± 9 mm sous la règle de 2 m). A proximité de murs et d'autres obstacles (c.-à-d. à moins de 20 cm), on peut admettre une classe de tolérance inférieure. En ce qui concerne la classe IV, la tolérance est de ± 12 mm sous la règle de 2 m.

Fissuration

Fig. 1 Fissure réparée.
A défaut de pouvoir trouver des indications claires établissant un lien avec des tassements différentiels du support ou des problèmes de stabilité, le phénomène de fissuration d'un sol en béton est généralement dû à un retrait (différentiel) du béton.

Bien que, selon la NIT 204, la largeur de fissuration calculée dans les sols industriels doive être limitée à 0,3 mm, on admet généralement, lors d'un contrôle, une largeur réelle de 0,5 mm (mesurée de préférence à la loupe graduée). En effet, l'apparition localisée de telles fissures dans un sol en béton n'a normalement aucune incidence sur la durabilité du sol (pour autant que les bords des fissures ne soient pas effrités). Des fissures plus larges dont les bords s'effritent devront de préférence être réparées.

L'apparition d'un maillage fermé de microfissures (que l'on appelle également 'faïençage') est le résultat du retrait hydraulique du béton. Comme le faïençage n'a qu'une influence sur l'aspect du sol et qu'il est sans incidence sur le plan structurel, aucune réparation ne doit être effectuée. De plus, de telles microfissures superficielles témoignent en réalité d'une répartition homogène des contraintes de retrait.

La fissuration, conséquence du retrait du béton

Compte tenu de leur composition, les sols industriels à base de ciment subissent un retrait qui donne irrémédiablement lieu à un mouvement de rétrécissement. On distingue à cet égard le retrait plastique et le retrait hydraulique.

Le retrait plastique

Le retrait en phase plastique, qui intervient quelques heures après la mise en place du béton, peut prendre des proportions considérables pour les sols industriels à base de ciment. Ce retrait se produit parce qu'une partie de l'eau de gâchage du béton disparaît par évaporation, ce qui s'accompagne d'une réduction considérable du volume du béton, qui se traduit par l'apparition de fissures relativement larges, souvent sur la totalité de l'épaisseur du sol.

Etant donné les particularités de l'exécution des sols industriels, des mesures de protection ne peuvent être prises qu'après finition de la surface qui, elle-même, n'est réalisée qu'à la fin de la prise du béton. Pendant ce délai, l'évaporation rapide de l'eau de gâchage peut provoquer une fissuration du béton encore dans sa phase plastique.

Le retrait hydraulique

Par retrait hydraulique, on entend la réduction de volume qui se produit lors du durcissement du béton, c.-à-d. lors de la formation proprement dite des cristaux de ciment, à la suite de l'évaporation de l'eau qui n'a pas été 'utilisée' lors de la prise. En théorie, ce processus de retrait est extrêmement long : dans la pratique, on peut estimer toutefois qu'une partie importante de ce retrait sera terminée après 1,5 à 2 ans.

Nuances de teintes

Fig. 2 Nuances de teintes dues aux produits de cure.
L'homogénéité d'aspect des sols non pigmentés est influencée par l'uniformité de la teinte du ciment, la constance de la composition du béton et du mélange de la couche d'usure, du dosage en eau, des conditions de durcissement et de la carbonatation du ciment. L'application, le séchage et le comportement des produits de cure en surface peuvent également jouer un rôle à cet égard (cf. figure 2).

La mise en œuvre d'un produit de cure en épaisseur uniforme est loin d'être aisée et l'usure de cette couche se fera de manière irrégulière. En outre, certains produits de cure peuvent favoriser l'accrochage de salissures.

Pour les surfaces pigmentées, l'uniformité de teinte dépend en outre de la répartition du pigment dans la masse de ciment ou de sa qualité (stabilité, …).

Des variations de teintes peuvent également apparaître à des endroits difficilement accessibles (dans les coins et le long des murs, p. ex.), lorsque le parachèvement a été effectué manuellement.

La plupart des facteurs d'influence ne pouvant pas toujours être maîtrisés complètement, on peut donc considérer que ces variations de teintes sont inhérentes aux sols industriels. Si l'on souhaite quelque peu dissimuler ces variations de teintes, il est possible de les recouvrir en appliquant un coating ou une cire.

Emission de poussières

Fig. 3 Emission de poussières sur un sol industriel réalisé depuis peu.
Il n'est pas étonnant de constater une émission de poussières accrue dans le cas de sols en béton, essentiellement au début (en raison de l'usure du produit de cure, de l'apparition d'efflorescences, de laitance, …) (cf. figure 3). Souvent, l'émission de poussières diminue 'spontanément' au fur et à mesure de l'utilisation du sol. Dans l'intervalle, il conviendra de procéder à un entretien périodique adapté.

Si l'émission de poussière constitue une gêne importante, on pourra envisager l'application d'un produit d'imprégnation approprié sur le sol.

Décollement de la couche d'usure

Fig. 4 Décollement de la couche d'usure d'un sol industriel.
Le décollement de la couche d'usure est généralement dû aux paramètres suivants : la quantité de quartz, son saupoudrage et son talochage tardifs, la présence d'une couche de mortier à la surface du béton, l'influence de l'eau de ressuage et l'utilisation de certains adjuvants.

Le fait qu'une couche d'usure se décolle ou sonne creux est un phénomène plutôt local qui se manifeste généralement assez rapidement après la réalisation. Les zones qui manquent d'adhérence ou qui rendent un son creux doivent être éliminées soigneusement, puis réparées (à l'aide d'un mortier résineux, p. ex.). Il faut toutefois tenir compte du fait que de telles réparations locales sont en général très visibles.

Rôle de certains adjuvants dans le décollement de la couche d'usure

L'utilisation d'entraîneurs d'air est l'un des paramètres qui peut intervenir dans le délaminage de la couche superficielle d'un sol industriel à base de ciment. C'est la raison pour laquelle la littérature déconseille quelquefois le parachèvement mécanique du béton auquel on a ajouté cet adjuvant. A remarquer cependant qu'il n'est pas exclu que certains superplastifiants présentent un effet secondaire analogue. Dans le cas d'un sol en béton lissé, il faut dès lors toujours veiller à ce que la teneur en air du béton (indépendamment du type d'adjuvant utilisé à cet effet) ne soit pas excessive.





I. De Pot, ing. et S. Vercauteren, ing., conseillers, division 'Avis techniques', CSTC