FORMULATION DU BETON HYDRAULIQUE POUR PAVES

INTRODUCTION

Le béton est un matériau de construction, composé de ciment, gravier, sable, eau et éventuellement d’adjuvants pour modifier certaines de ces propriétés. Pour formuler un béton qui doit répondre aux exigences demandées, il faut que ses constituants soient conformes aux normes. L’étude de la composition d’un béton consiste à définir le mélange optimal des granulats, avec le dosage en ciment exigé et le dosage en eau requis. Généralement les qualités recherchées pour le béton avec une composition bien définie sont : -une consistance adaptée à l’ouvrage ; -des qualités de résistance à différentes échéances, le plus souvent à 28 jours. Plusieurs méthodes de formulation ont été élaborées par Abrams, Bolomey, Faury…etc. Mais, dans le cadre de cette étude, c’est la méthode de Dreux-Gorisse qui a été choisie parce qu’elle a l’avantage d’être issue de nombreuses formulations ayant été testées sur chantier et ayant donné satisfaction, de plus, elle est très simple à utiliser puisqu’elle ne demande que la connaissance de la granularité du sable et du gravier. L’obtention des caractéristiques requises pour le béton passe impérativement par l’adoption et l’optimisation de sa formulation aux exigences appropriées à l’ouvrage et à son environnement. C’est la raison pour laquelle la démarche retenue comporte le plus souvent deux phases : la première phase avec une approche d’une composition de façon graphique à partir de méthodes telles que celle de Dreux-Gorisse. Il faut préciser que cette méthode est basée sur la recherche d’une compacité maximale. La deuxième phase consiste à ajuster expérimentalement cette formulation en fonction des résultats obtenus par des essais effectués en laboratoire (essais d’étude) ou dans les conditions du chantier.

APPROCHE DE LA FORMULATION

Dosage en ciment et en eau

Pour bien comprendre le caractère primordial du dosage en ciment, il faut rappeler que celui-ci remplit deux fonctions essentielles dans le béton (figure 11). – La fonction de liant : elle est déterminante dans la résistance du béton, qui dépend de la nature du ciment, de sa classe et de l’évolution de son durcissement. – La fonction de fillers : le ciment complète la courbe granulométrique des constituants avec les éléments fins. Les abaques de Dreux, présentés au paragraphe suivant, reposent sur cette approche qui privilégie la « fonction liant », donc la résistance. Dans cette démarche, le ratio C/E (dosage en ciment sur dosage en eau) est calculé à partir de la formule de Bolomey : σ’28 = G×σ’c× (C/E – 0,5) σ’28 : résistance à la compression du béton à 28 jours (bar) σ’c : classe vraie du ciment à 28jours (bar) G : coefficient granulaire compris entre 0,35 et 0,65 C : dosage en ciment (kg /m3 ) E : dosage en eau (ℓ/m3 ) Figure 12 : Résistance mécanique et durabilité de l’ouvrabilité (GHOMARI F, 2014) Serigne Abdou Lahat Bane Mémoire de Master 2 Géosciences 28 Le dosage en eau est un facteur très important de la composition du béton. On ressent bien l’influence qu’il a sur la porosité du béton par les vides créés, lorsque l’eau s’élimine pour différentes raisons (évaporation, hydratation du ciment, absorption par les granulats).Par exemple, avec un rapport E/C couramment utilisé de 0,55, on estime que la moitié de l’eau de gâchage sert à l’hydratation du ciment, l’autre moitié est une eau de mouillage interstitielle qui contribue à la plasticité du béton requise pour sa mise en œuvre. Ce schéma est modifié par l’emploi croissant d’adjuvants contribuant à améliorer la plasticité sans nécessiter une présence d’eau en excès, nuisible aux caractéristiques finales du béton durci.

. Choix des granulats

Deux facteurs ont longtemps été considérés comme ayant une influence sur les propriétés du béton : – les proportions relatives de gravier G et de sable S traduites par le rapport G/S – la granularité du sable caractérisée par son module de finesse. Le module de finesse d’un sable pour béton est généralement compris entre 2,2 et 2,8. Les graviers doivent être de bonnes qualités, suffisamment dur et bien propre. La propreté du sable est vérifiée par l’essai équivalent de sable (ES). L’étude de la composition d’un béton consiste à définir le mélange optimal des granulats, avec des dosages respectifs en ciment et en eau bien déterminés afin de réaliser un béton dont les qualités sont celles recherchées pour la construction de l’ouvrage désiré. Généralement les qualités recherchées avec une telle composition sont : – une consistance adaptée à l’ouvrage ; – des qualités de résistance à différentes échéances, le plus souvent à 28 jours ; – des qualités de durabilité qui conduisent à imposer un dosage minimum en ciment et un rapport E/C maximum. Cette méthode a pour but de réaliser une composition du béton à partir de son ouvrabilité et de sa résistance recherchée. Ces deux qualités sont liées par des abaques selon le dosage en ciment exigé. Les proportions de différents granulats sont déterminées à travers la courbe granulométrique de référence. Cette courbe est tracée à partir des courbes granulométriques des granulats qui doivent être utilisées. Serigne Abdou Lahat Bane Mémoire de Master 2 Géosciences 29 Le coefficient de compacité du béton permet, avec la connaissance des masses volumiques des granulats, de déterminer les dosages pondéraux du béton. Quelques essais préliminaires de plasticité doivent être effectués afin de respecter l’ouvrabilité désirée. Le principe de la méthode obéit à un cheminement qui repose sur les cinq étapes ci-après : – donnée de base – composition initiale – ajustement du dosage en eau – ajustement de la masse volumique du béton – composition finale .