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21/04/2018

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Béton à ultra-hautes performances : une technologie prometteuse 2006/04.05

La technologie actuelle du béton permet non seulement de fabriquer du béton sur mesure mais aussi de proposer son utilisation dans d'autres domaines d'application nouveaux. Dans ce contexte, la mise en œuvre de béton à ultra-hautes performances (BUHP) pourrait offrir de multiples perspectives. En effet, ce matériau permet la fabrication d'éléments plus fins dotés d'intéressantes qualités esthétiques.

Une étude est actuellement menée au sein du CSTC, en collaboration avec la Vrije Universiteit Brussel (VUB), afin de mieux cerner les caractéristiques et les applications possibles de cette technologie prometteuse.

1. Généralités

La composition d'un BUHP repose sur une maîtrise avancée de la technologie du béton et, avant tout, sur les principes suivants : Les mélanges ainsi composés peuvent présenter une résistance en compression de 200 N/mm², cette valeur pouvant même encore augmenter en cas de traitement adapté. A titre de comparaison, la résistance en compression d'un béton traditionnel varie de 20 à 60 N/mm².

2. Caractéristiques du béton et phénomène de retrait

Deux compositions de béton ont été étudiées durant la première phase du projet : Ces deux types de béton présentent une résistance en compression de l'ordre de 150 N/mm2. Alors que cette valeur constitue probablement le maximum pour le mélange du type granulat, le mélange du type poudre dispose encore d'une grande marge d'optimisation.

La consistance du béton dépend, quant à elle, de la quantité de superplastifiants ajoutée et peut varier d'une classe S3 à un type autocompactant.

Les deux mélanges de BUHP étudiés sont en outre caractérisés par un développement de la résistance très rapide durant les premières heures (110 N/mm² après 16 heures) et plus lent par la suite.

Le mélange du type poudre présente d'importantes valeurs de retrait et se révèle particulièrement sensible à la cure. Cela peut s'expliquer par l'absence partielle ou totale de ressuage, les conditions climatiques pouvant dès lors très fortement et rapidement influencer le retrait de séchage.

Durant la recherche, les valeurs de retrait suivantes ont été enregistrées pour le mélange du type poudre :
Fig. 1 Résultats des mesures de retrait en environnement sec et humide (¹).
Fig. 1 Résultats des mesures de retrait en environnement sec et humide
(¹) Il ressort clairement de ce graphique que la conservation du béton à un taux d'humidité relative élevé entraîne une diminution sensible du retrait au jeune âge
(²) Environnement humide, simulation d'une cure efficace
(³) Environnement sec, simulation de l'absence de cure
Les mesures de retrait en laboratoire (voir figure 1) ont été réalisées tant en environnement sec (afin de simuler l'absence de cure) qu'en environnement humide (afin de simuler une cure efficace de deux jours en environnement humide).

On constate que la cure entraîne une limitation sensible du retrait total (à l'âge de 7 jours, une diminution de 40 % par rapport au béton non traité a été mesurée). Il s'agit donc d'un aspect important pour les applications futures.

3. Applications possibles

L'utilisation de BUHP s'avère surtout très avantageuse pour les éléments soumis à des sollicitations sévères, tels que les colonnes, rideaux de palplanches, tuyaux de refoulement, éléments de pont, … En effet, ce type de béton présente une résistance en compression plus élevée et permet une mise en œuvre de ces éléments en plus faible épaisseur, voire même une diminution du nombre de colonnes et d'étançons de maintien.
Fig. 2 L’auvent du ‘Zonnestraal’ à Hilversum : exemple d’une construction préfabriquée en BUHP architectonique.
Fig. 2 L'auvent du 'Zonnestraal' à Hilversum : exemple d'une construction préfabriquée en BUHP architectonique.

La littérature fait également référence à l'amélioration du poinçonnement via l'augmentation de la résistance au cisaillement, ce qui offre essentiellement des perspectives en ce qui concerne les systèmes de plancher.

Le BUHP peut également constituer une solution intéressante dans le domaine de la préfabrication, de sorte qu'il devient possible de concurrencer d'autres matériaux. Ceci s'applique en particulier aux éléments de parois fins et aux coffrages perdus pour lesquels il est possible de combiner les exigences constructives à une finition durable et architectonique (voir figure 2).

Le béton à ultra-hautes performances peut également être employé comme revêtement de surface dans le but d'améliorer sensiblement la résistance à l'usure et aux attaques chimiques et ce, tant pour de nouveaux matériaux et bâtiments que dans le cadre d'une réparation du béton.


Article complet


N. Cauberg, ir., conseiller technologique (¹), chercheur, laboratoire 'Structures', CSTC
J. Piérard, ir., conseiller technologique (²), chercheur, laboratoire 'Techno­logie du béton', CSTC

(¹) Guidance technologique 'Prestatiegerichte betonsoorten', subsidiée par l'IWT.
(²) Guidance technologique 'Mise en œuvre des bétons spéciaux', subsidiée par la DGTRE.