Le béton

A l’état frais (quand le processus de prise n’a pas encore débuté), le béton est suffisamment fluide ou maniable pour être transporté, pompé et pour remplir des coffrages ou des moules de toutes formes. En règle général, l’ouvrabilité d’un béton classique est d’environ 2 h avant que débute sa prise.

A l’état durci, le béton est caractérisé par :

• la résistance à la compression. Les bétons courants de bâtiment présentent une résistance de l’ordre de 25 MPa. Les Béfup les plus performants affichent des résistances de 200 MPa et plus.
• la durabilité qui offre une importante pérennité, même dans les environnements extrêmes,
• une bonne tenue au feu,
• les propriétés d’isolation thermique et acoustique.

Toutes ces propriétés dépendent de la qualité des constituants et de la composition du béton (des quantités des divers éléments contenus dans un mètre cube de béton).

1 m3 de béton pèse 2,5 t.
1 m3 de béton est composé en moyenne de 350 kg de ciment, de 700 kg de sable, de 1200 kg de gravillons et de 150 l d’eau.
7 murs sur 10 sont construits en blocs en béton, dans le cas des maisons individuelles en France.
3 planchers sur 4 sont en poutrelles en béton.
1 toit sur 5 est recouvert de tuiles en béton.

La normalisation liée aux bétons est assez large compte tenu du nombre important de types de bétons et de leurs applications.

La principale norme régissant les bétons de structure est la NF EN 206-1. Elle définit les règles précises concernant la spécification, la production, la livraison et le contrôle de la conformité des bétons. Pour le béton prêt à l’emploi, elle s’inscrit dans la continuité de la norme française XP P 18-305. Elle impose au prescripteur de définir les risques d’agression auxquels le béton de l’ouvrage ou de chaque partie d’ouvrage va être exposé pendant la durée de service de la structure.
Pour les produits préfabriqués structuraux, les normes européennes harmonisées s’appuient sur la norme NF EN 13369 qui précise et complète la norme EN 206-1.

Par exemple :

• NF EN 1168 pour les dalles alvéolées ;
• prEN 14992 pour les éléments de murs et de façades ;
• NF EN 13225 pour les éléments linéaires de structure ;
• prEN 15037-1/-2 pour les poutrelles et entre-vous pour les systèmes de planchers, etc.

La préfabrication dispose aussi de normes dites autoportantes (qui se suffisent à elles-mêmes) pour un certain nombre de produits. Par exemple :

• NF EN 771-3/-4/-5 pour les blocs béton ;
• NF EN 1338/1339/1340 pour les produits de voirie ;
• NF EN 409 pour les tuiles en béton, etc.

Pour en savoir plus :
www.afnor.org/…/090beton_et_constituants.html
www.cerib.com/frontoffice/normalisation.r2804_l1.htm
www.infociments.fr/
www.snbpe.org/document.php?c_id=22

Les caractéristiques intrinsèques d’un béton dépend de la nature des granulats et de leurs dimensions, du ciment utilisé, du volume d’eau et de la quantité et de la nature des adjuvants ou d’autres additifs.
La formulation des bétons structurels est régie par la norme NF EN 206-1. Elle définit la quantité minimale de ciment à intégrer dans la formule, ainsi que la quantité d’eau maximum tolérée en fonction de l’environnement dans lequel sera mis en place le béton.
Par ailleurs, les fabricants doivent garantir une résistance à 28 j. sur éprouvettes cylindriques ou cubiques. La norme NF EN 206-1 impose aussi l’emploi de ciments particuliers pour les milieux agressifs.

ATILH
Association technique de l’industrie des liants hydrauliques
www.infociments.fr

BETOCIB
Association dédiée à la promotion de l’architecture en béton de ciment blanc
www.infociments.fr

BLOCALIANS
Fédération pour la construction de maisons en mur Bloc Béton
www.blocalians.fr

CIMBETON
Centre d’Information sur le ciment et ses applications
www.infociments.fr
www.solutionsbeton.com
www.monbeaubeton.com

Ecole française du béton
www.efbeton.com

FIB
Fédération de l’industrie du béton
www.fib.org

SFIC
Syndicat français de l’industrie cimentière
www.infociments.fr

SNBPE
Syndicat national du béton prêt à l’emploi
www.snbpe.org

UMGO
Union de la Maçonnerie et du Gros oeuvre
www.umgo.ffbatiment.fr

Connu dès l’Antiquité, mais considéré comme un secret militaire, l’ancêtre du béton est tombé dans l’oubli à la chute de l’Empire Romain.
Le mot « béton » apparaît vers 1170 sous la plume du poète Benoît de Sainte-Maure, auteur du Roman de Troie, un poème enrichi de nombreux termes techniques. Mais, c’est seulement en 1755 que l’on trouve une des premières définitions du béton : « sorte de mortier qu’on jette dans les fondements et qui durcit extrêmement ».
A partir de 1845, Joseph Louis Lambot (1814-1887), garde champêtre, réalise des caisses à oranges, des abreuvoirs et des réservoirs en fil de fer recouvert de ciment. Selon le même principe, il construit en 1848 une barque baptisée « bateau-ciment ». Le procédé fut breveté en 1855. Destiné à remplacer le bois en construction, la technique, dite « fer-ciment », peut apparaître comme l’invention du béton armé.
De son côté, François Coignet (1814-1888), entrepreneur, fait la découverte et la promotion du béton aggloméré sans armature, qu’il appela « pierre artificielle » ou encore béton frisé. S’il a eu l’intuition du ciment armé, il ne le réalisa pas autrement qu’en noyant des poutrelles métalliques dans son béton. Par contre, il sût séduire l’ingénieur Eugène Belgrand, père des égouts parisiens, pour lequel il construisit, en 1854, l’aqueduc de la Vanne, l’un des premiers ouvrages d’art en béton.
L’honneur et la gloire de l’invention du ciment armé reviennent à Joseph Monier (1823-1906). Entre 1867 et 1891, ce jardinier dépose quelque 19 brevets concernant un système constructif utilisant le fer et le ciment, applicable à l’horticulture, puis aux tuyaux, aux clôtures, aux poutres, aux ponts.
Cherchant à allier le fer au ciment pour le protéger du feu, l’entrepreneur François Hennebique (1842-1921) dépose à son tour, en 1892, le brevet de poutre à étrier, autrement dit le principe de poutre en béton armé tel que nous le connaissons aujourd’hui. Il est aussi l’inventeur d’une nouvelle relation avec les entreprises : le bureau d’études.
Avec la circulaire du 20 octobre 1906, rédigée sous la conduite d’Armand Considère (1841-1914), arrive le premier règlement de calcul du béton armé. Ce texte constitue la reconnaissance officielle du béton armé, admis à figurer parmi les matériaux de construction classiques. De son côté, Charles Rabut (1852-1925), polytechnicien, ingénieur et professeur des Ponts et Chaussées, l’avait intégré à son programme dès 1897, alors qu’il n’existe encore aucun manuel traitant du sujet. Il fit ainsi découvrir cette technique à de jeunes ingénieurs, dont Eugène Freyssinet (1879-1962), le père du béton précontraint. Son brevet est déposé en 1929. Le chantier de sauvetage de la gare maritime du Havre en 1933 constitue le tremplin de cette technique. Mais, c’est seulement après la Seconde Guerre Mondiale que la précontrainte commence à se développer. On doit aussi à Eugène Freyssinet l’idée de la vibration du béton.
A partir des années 30, Pier-Luigi Nervi (1891-1979) conçoit des ouvrages en exploitation un procédé constructif de son cru fondé sur l’utilisation du ferro-ciment, reprise perfectionnée du système Monier. Sa technique est basée sur un principe de doubles rangées d’arcs se coupant à angle droit (nervures). L’allégement de structure ainsi obtenu permet de développer des portées considérables.
Tout comme Freyssinet, Albert Caquot (1881-1976) a été sensibilisé au béton armé par Charles Rabut. Polytechnicien et ingénieur des Ponts et Chaussées, il construit en 1920 le premier pont en bow-string (arc à tirant) à Aulnoye et lance surtout le premier pont à haubans à Pierrelatte en 1952.
Dès les années 20, la profession se réorganise pour faire face au nouveau marché de la construction en béton. Les outils de production se perfectionnent. Les matières premières – sable, gravier, ciment – sont disponibles partout. Peu à peu, la pierre cède le pas face au béton.
Les besoins de logements de l’après-guerre engendrent le développement de la préfabrication. Durant la période 1950-65, le nombre de logements construits chaque année passe de 50 000 à plus de 550 000. C’est l’époque des grands ensembles. En 1973, le premier choc pétrolier stoppe net ce concept constructif, laissant la place aux programmes de logements plus modestes.
La fin des années 80 voit l’arrivée du béton à hautes performances (BHP), d’une résistance à la compression supérieure à 50 MPa. Allié à la précontrainte, ce matériau révolutionne la construction des ouvrages d’art qui deviennent plus fins, plus élancés et plus durables. A début des années 90, Bouygues explore le domaine de l’ultra-haute résistance, bien au-delà des 150 MPa. En 1993, il dépose le brevet du Béton de Poudres Réactives, « père » des bétons de fibres à ultra-hautes performances (Béfup).
Dernier progrès en date : les bétons auto-plaçants. Se mettant en oeuvre sans vibration, ils arrivent progressivement sur les chantiers de bâtiment à partir de 1998. Beaucoup plus récemment, enfin, on a vu l’arrivée des premiers bétons auto-nettoyants et dépolluants. En fait, c’est le ciment qui assure cette fonction grâce à la présence d’oxyde de titane (TiO2) dans sa composition.