Béton hautes performances

L’emploi des "superplastifiants/haut réducteur d'eau" permet de réduire l'eau du béton à consistance égale entraînant la suppression d’un volume important non mobilisé par l’eau nécessaire à l’hydratation du ciment. Le rapport eau/ciment est ainsi de 0,30 à 0,40 alors qu’il est habituellement de 0,45 à 0,60 pour un béton ordinaire[2].

La composition d’un béton hautes performances est en général la suivante : 750 à 950 kg/m³ de gravillons, 700 kg/m³ de sable, 350 à 500 kg/m³ de ciment de classe 52.5 N ou R et d'une addition type "fumée de silice". L’ajout d’un "superplastifiant/haut réducteur d'eau" à hauteur de 1 à 2 % du poids de ciment permet de réduire le volume d'eau nécessaire à une valeur de 140 à 160 litres/m³[3].

L’utilisation de particules ultrafines de moins d’un micron de largeur contribue à réduire encore plus la porosité, mais est essentiellement utilisée pour les bétons à très hautes performances (BTHP) [2].

Les particules ultrafines utilisées sont la plupart du temps des fumées de silice, contenant plus de 90 % d’oxyde de silicium, sous-produit de l’industrie du ferrosilicium.

Ces fumées de silice ont une double action. Outre le fait de réduire les vides, elles jouent aussi un rôle de catalyseur avec la chaux vive, lié à leur caractère pouzzolanique[3].

Ce type de béton combine les avantages des bétons très hautes performances et les bétons renforcés de fibres. En comparaison aux bétons normaux, ils contiennent plus de ciment, un ratio eau/ciment plus bas, des granulats à large distribution granulométrique et des fibres[4].

Du fait de la présence de superplastifiants, le béton hautes performances est très facilement manœuvrable. Les valeurs d’affaissement sont mesurées au cône où à la table à chocs pour une classe S4 ou F5 (fluide) dans la plupart des cas[3]. La fluidité d’un tel béton permet une facilité de mise en œuvre avec en particulier un bon remplissage des coffrages et un enrobage complet des armatures, y compris dans les zones où le ferraillage est très dense. Cette facilité de mise en œuvre permet en outre de réduire les délais d’exécution et autorise des bétonnages complexes dans des conditions d’accès difficiles, comme les pompages sur une grande hauteur (cas des piles du viaduc de Millau) [5]

La porosité et la perméabilité de ces bétons améliorent par ailleurs la durabilité. Il en est de même pour la résistance aux agressions chimiques comme celles que peuvent subir les bétons en milieu marin ou en milieu agressif (ciment de classe PM-ES) et la résistance au gel[3]. La résistance aux agents agressifs (ions chlore, sulfates, eau de mer, acides …), le faible risque de corrosion des armatures, la forte résistance au cycle gel-dégel et à l’écaillage ainsi que la faible perméabilité sont autant de propriétés qui qualifient ce béton comme étant durable[6] - [7].

Toutefois du fait de sa composition spécifique utilisant en particulier des matériaux comme les fumées de silice, il est difficile de prévoir sa durée de vie. Le programme européen Lifecon a permis de la comparaison de différentes structures construites dans des environnements bien spécifiques et de leurs données théoriques associées, d’élaborer différents modèles de dégradation. Des directives sur l'évaluation de la durée de vie, la classification EN 206 ont également été rédigées ainsi que des recommandations au secteur pour les applications du BHP[8].

Les bétons sont classés selon leur résistance à la compression à 28 jours. Les bétons hautes performances ont une résistance élevée.

Le fluage est très inférieur à celui d’un béton usuel. Le coefficient de fluage, égal au rapport de la déformation différée sur la déformation instantanée est compris entre 1 et 1,5 pour les BHP alors qu’il est de 2 pour les bétons ordinaires[3].

le Béton hautes performances est soumis aux mêmes types d’essais que les bétons ordinaires dans le cadre de leur conformité à la norme NF EN 206-1, par exemple :

- Consistance mesurée au cône d’Abrams

- Résistance à la compression

Il y a aussi divers essais complémentaires permettent de mesurer les propriétés du Béton hautes performances aussi bien au stade de mise au point de la formulation, que lors des convenances, ou des contrôles sur chantier.

- Étalement à la table à secousse

- Rhéomètre

- Méthode des coulis de l’AFREM

- Méthode du Mortier de Béton Equivalent (MBE)