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Les adjuvants démocratisent le béton "vert"

Éliane Kan

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BETONS AUTOPLAÇANTS - Les BAP plus onéreux, mais plus performants que les bétons classiques
Hyperfluides grâce à la présence de superplastifiants, les bétons autoplaçants (BAP) sont plus onéreux que les bétons classiques, de l'ordre de 25 %. En revanche, ils cumulent les avantages. D'abord, leur mise en place se fait sans vibration par simple gravitation, ce qui permet de gagner en productivité et en main-d'œuvre. Autre atout, leur capacité à épouser parfaitement les formes de coffrage les plus complexes tout en offrant des parements de grande qualité grâce à la présence de fines calcaires. Lesquelles évitent les phénomènes de ségrégation. En témoigne la nouvelle tour d'habitation Belvy implantée dans le quartier de La Confluence, à Lyon. Ce bâtiment de 16 étages, réalisé par le promoteur Icade et dessiné par les architectes Herzog et de Meuron, se distingue par sa façade constituée de murs courbes réalisés en béton brut autoplaçant coulé dans un coffrage métallique. « Cette façade nous a demandé trois à quatre mois d'études et trois autres pour la construction du coffrage », indique Fabien Vaudaine, directeur de travaux chez Léon Grosse, l'entreprise en charge du gros œuvre. Cette dernière a fait appel au fabricant de béton BML pour la formulation et la production des BAP. Lesquels offrent une performance mécanique supérieure à 40 Mpa en compression. Du bel ouvrage pour cette tour qui sera livrée en fin d'année.

Les adjuvants démocratisent le béton

Issus de la chimie des polymères, les superplastifiants réduisent la quantité d'eau habituellement nécessaire dans le béton pour en augmenter les performances mécaniques.

© Mapei - BASF

D'utilisation courante dans la formulation du béton frais, les plastifiants, super plastifiants et autres agents chimiques permettent d'en faire évoluer les caractéristiques. Intégrés à des matériaux de moins bonne qualité, ils favorisent également l'essor du béton recyclé.

Gains de productivité et contraintes environnementales obligent, les adjuvants pour béton ont encore de beaux jours devant eux. Plastifiants, superplastifiants, accélérateurs de prise et autres agents chimiques entrent dans la majorité des formulations de base des bétons frais afin d'en améliorer ou d'en modifier les caractéristiques. Il faut compter en moyenne quelques euros, voire une dizaine d'euros, à débourser par kilo.

Parmi les plus répandus, les plastifiants et super-plastifiants augmentent la résistance mécanique et améliorent l'ouvrabilité du béton tout en diminuant l'apport d'eau (de 5 à 12 % en moyenne) et de liant (de l'ordre d'une quinzaine de kilos de ciment par mètre cube). Les plastifiants sont issus de lignosulfonates, gluconates, naphtalènes ou encore de mélamines. Ils entrent en moyenne à hauteur de 0,5 % dans la composition des bétons standard. Du côté des superplastifiants issus de la chimie des polymères, leur part peut être plus élevée, de l'ordre de 1 à 2 %, quand ils entrent dans la formulation de bétons hautes performances ou très hautes performances ou dans des bétons autonivelants.

Comparé à un béton standard de consistance S3, l'économie réalisée par un plastifiant s'élèverait d'au moins 0,50 €/m³ de béton, et à quelques euros par mètre cube pour un superplastifiant, selon Grégory Kubisztal, président de la commission marketing du Syndicat des fabricants d'adjuvants béton colorants fibres (Synad), lequel réunit les principaux fabricants du marché, comme Cemex, Admixture, Mapei ou Sika.

Sans oublier BASF, qui dispose d'une nouvelle génération de superplastifiant. Baptisée « MasterEase », il réduit de 30 % la viscosité des bétons tout en diminuant le temps de malaxage et de mise en place des bétons.

« Faible impact environnemental et haute durabilité »

« Surtout, ces nouveaux adjuvants contribuent à l' émergence de nouveaux bétons à faible impact environnemental et à haute durabilité », fait valoir Guy Laurent, directeur adjuvants et sols industriels France chez BASF France. Ces adjuvants permettent aussi de travailler avec des granulats « difficiles », voire même avec du béton recyclé. Ce point n'est pas anodin à un an de l'entrée en vigueur de la prochaine réglementation thermique qui aura pour effet, entre autres, de réduire l'impact environnemental du bâtiment sur toute la durée de vie de la construction.

Dans ce contexte, de plus en plus de maîtres d'ouvrage se montrent vigilants sur le bilan carbone de leur futur bâtiment. Certains pointent déjà du doigt le ciment Cem I (appelé aussi ciment de Portland), qui comporte plus de 95 % de clinker. Il s'agit d'un mélange associant 80 % de calcaire et 20 % de matériaux argileux. Sa production est particulièrement émissive puisqu'une tonne de clinker équivaut à environ une tonne de C0 . D'où la tentation de le remplacer par des ciments moins émissifs, comme le Cem II, qui contient entre 65 et 95 % de clinker. En revanche, ce ciment ayant une résistance moindre, il implique de recourir à des superplastifiants afin de conserver les performances et les propriétés du béton.

Compenser l'épuisement des gisements de sables et de gravillons

Autre facteur de développement pour les adjuvants, l'épuisement des gisements de sables et de gravillons. Un phénomène qui contribue à augmenter les coûts de construction. D'où la nécessité de travailler à terme avec des produits de moins bonne qualité, comme des sables argileux, concassés ou recyclés. Or, l'utilisation de ces matériaux peut poser des problèmes techniques.

« Pour rester à des niveaux de prix raisonnables, nous devons donc recourir à des adjuvants toujours plus performants, estime le représentant du Synad.

Cette problématique est déjà prise en compte par les nouvelles générations d 'adjuvants qui permettent, à des dosages raisonnables, voire identiques, de travailler avec des matériaux de moins bonne qualité. »

C'est du moins ce que constate Francois de Larrard, directeur scientifique de Recybéton. Ce projet national de recherche et développement lancé en 2012, pour une durée de quatre à cinq ans, veut valoriser les 17 millions de tonnes de déchets de bétons issus chaque année de la déconstruction des bâtiments. L'introduction de gravillons recyclés est déjà autorisée depuis 2014 par la norme NF EN 206/CN qui s'applique à tous les bétons de structure dans une proportion de 10 à 30 %.

Plusieurs chantiers expérimentaux ont été réalisés avec des adjuvants du marché. Comme en témoigne la classothèque de Mitry-Mory (77) réalisée en 2015. Le béton de type S3 a été formulé avec du ciment Cem II, des sables et gravillons recyclés (respectivement 30 % et 50 %), ainsi que des adjuvants. En l'occurrence, un agent de viscosité (0,33 %) et un superplastifiant (0,80 %).

« Nous n'avons pas constaté d 'augmentation des fissures ni de retrait », explique le porte-parole du projet Recybéton, qui a en préparation un ouvrage et des guides sur le sujet.

N°357

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