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COUVERTURE 53 coques alvéolaires pour un auvent ultrafin en béton

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COUVERTURE 53 coques alvéolaires pour un auvent ultrafin en béton

L’utilisation en préfabrication foraine du BSI Ceracem a permis de donner forme à la structure complexe, élancée et aérienne qui couvre la barrière de péage de Millau.

L’apparence de l’acier, la forme de l’acier mais… ça n’est pas de l’acier. Inspirée d’une publicité, cette maxime résume bien les enjeux de la technique mise actuellement en place par les équipes d’Eiffage TP, sur le chantier de la barrière de péage du futur viaduc de Millau (Aveyron). L’auvent de couverture, imaginé et dessiné par l’architecte Michel Herbert est, en effet, une structure de 98 x 28 m (surface couverte) à la géométrie particulièrement complexe. Le volume à génératrices hélicoïdales, en forme d’aile de parapente géante, présente une section entièrement gauche, inscrite entre deux arcs de cercles qui pivotent en permanence !

Le point remarquable de cet ouvrage réside dans son extrême finesse, l’épaisseur de la coque étant comprise entre 20 et 85 cm. Autrement dit, l’occasion rêvée pour exploiter et mettre en avant les capacités techniques du BSI Ceracem (1), un Bfuhp (béton fibré à ultrahautes performances) mis au point par Eiffage, en collaboration avec Sika.

Un comportement ductile proche de l’acier

Rappelons que cette nouvelle génération de bétons, issue de la technologie des BPR (bétons de poudres réactives) inventée par Pierre Richard, l’ancien directeur scientifique de ­Bouygues, offre des caractéristiques hors du commun en termes de compacité, de durabilité et de résistance à la compression, puisque les 800 MPa auraient déjà été atteints en laboratoire ! Mais ce sont surtout les performances à la traction directe qui font de ces bétons un produit révolutionnaire puisque le matériau présente un comportement ductile proche de celui de l’acier. Pour Jean-Marie Dolo, responsable méthodes d’Eiffage TP, le BSI Ceracem ne mériterait plus l’appellation de béton :« Il faudrait plutôt parler de matériau à matrice cimentaire resserrée ». Et René-Gérard Salé, directeur commercial d’Eiffage, d’ajouter : « Ses concurrents ne sont pas les bétons mais plutôt l’acier, la fonte et les résines ». Ce Bfuhp, plus onéreux qu’une formulation traditionnelle, est toutefois réservé aux applications complexes.

Préparation délicate pour formulation sensible

Dans la pratique, « la formulation est adaptable en fonction de chaque projet », précise Vincent Bruno, le responsable préfabrication de Sika. Le mélange retenu pour Millau est, sur le papier, un B165 – qui atteindrait plutôt, dans la réalité, entre 180 et 200 MPa à 10 jours ! – qui affiche une résistance à la traction directe de 8,8 MPa. « C’est la première fois que le produit est mis en œuvre dans une telle complexité de dimensions, de masse et de géométrie », souligne par ailleurs Michel Herbert. Dans la pratique, la centrale – qui a nécessité 6 mois d’études et qui produira au total 800 m3 du matériau – est munie d’un malaxeur ORU à double train valseur. Le moteur de 55 kW, équipant la version standard, a été remplacé par un modèle de 75 kW à variateur de vitesse. « Les impératifs de malaxage nécessitent une puissance accrue, la durée étant également plus longue, puisqu’un cycle complet prend 20 minutes contre environ 3 minutes pour un béton classique » explique Jean-Marie Dolo. La « partie noble » du BSI Ceracem, qui est livrée sous forme de « big-bags » de 1 200 kg en provenance de l’usine Sika, se présente sous la forme d’un mélange sec (Prémix) constitué principalement de ciment, de fumées de silice, d’agrégats et de sables de bauxite. Les sacs sont stockés dans un hangar sous température (20°C) et hygrométrie (inférieure à 30 %) contrôlées, tout comme les fibres métalliques. L’approvisionnement s’effectue en « big-bags » de 500 kg, vu la précision de la formulation et son extrême sensibilité à l’eau. « Toutes les pesées s’effectuent au millième près, les 195 l d’eau par m3 étant introduits avec une tolérance de 0,1 l », révèle Jean-Marie Dolo. La centrale produit ainsi 3 m3/h de Bfuhp, chaque bétonnage de voussoir s’effectuant en 15 opérations. L’auvent est constitué de 53 ­éléments de 28 m de longueur, dont le poids oscille entre 40 et 55 t, chacune de ces énormes vertèbres creuses comportant treize alvéoles de 1,80 m de large. Ces dernières sont réalisées à partir de blocs de polystyrène fabriqués sur mesure et faisant office de coffrage perdu. Les voussoirs sont coulés verticalement, eu égard à la fluidité du mélange qui est quasi analogue à celle d’un BAP (béton autoplaçant).

Fabrication d’une benne

Le double effet floculant résulte de l’adjuvantation (superplastifiant Viscocrete 5 400 F) garantissant un maintien de rhéologie à 15 h, dans un coffrage métallique géant conçu par Pieri. L’outil, qui est capable d’encaisser une pression en pied de 6 t/m2, est installé sur une aire spéciale, à proximité du futur viaduc. Le coulage s’effectue selon la technique des joints conjugués, le voussoir (n-1) servant de fond de coffrage pour l’élément suivant, afin de garantir une géométrie parfaite. « La réaction de prise fortement exogène du matériau nous permet de nous affranchir de tout système chauffant. Une simple enveloppe plastique, autour du coffrage, suffit à maintenir une température de 10°C à l’intérieur de la cellule de préfabrication. La possibilité de disposer d’une eau chauffée à 70°C nous permet de nous affranchir des contraintes météorologiques », souligne Jean-Marie Dolo. Les coulages, qui s’effectuent à travers plusieurs puits le long de l’outil coffrant, ont nécessité la fabrication d’une benne spéciale. « Un système classique ne parvient pas à faire l’étanchéité, du fait des fibres qui, en s’amalgamant, empêchent la fermeture totale de la guillotine ». La benne de la cellule est donc équipée d’un système de lèvres en caoutchouc qui viennent se pincer par l’intermédiaire de rouleaux entraînés par des vérins. « Nous utilisons également des tubes plongeurs métalliques, le phénomène de succion généré par la viscosité du BSI Ceracem, provoquant le bouchage des tubes caoutchouc traditionnels », conclut Jean-Marie Dolo.

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