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DOSSIERS TECHNIQUES : 5. Les bétons de chanvre.
REVUE DE PRESSE NOS METIERS : LES AUTRES LERM INFOS: |
Editorial"Matériau de construction le plus utilisé dans le monde, matériau à tout faire, le béton peut donner à penser qu’il est une solution toute faite. Mais le béton, qu’on n’emploie qu’au singulier dans la langue, est au fond utilisé au pluriel sur les chantiers. Notre ambition n’est pas ici d’être exhaustifs mais de montrer la diversité et surtout, peut-être, l’adaptabilité de ce matériau : de nombreux problèmes peuvent trouver, dans une adaptation réfléchie du béton, une solution adéquate. Bonne lecture ! Et bon été à tous…"
Bernard QUENEE - Gilles MARTINET - Directeurs Généraux du LERM.
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Matériau |
Réactivité pouzzolanique |
Bauxite calcinée |
534 |
Fumée de silice |
427 |
Laitiers de hauts fourneaux |
300 |
Cendres volantes |
875 |
Métakaolins |
1000 |
L'apport des métakaolins aux mélanges est double car ils accélèrent l'hydratation du ciment de par leur « effet filler », et sont eux-mêmes très réactifs.
Ces effets combinés améliorent les propriétés mécaniques des bétons au jeune âge, ainsi que leur durabilité.
Apports des métakaolins
L'importante réactivité des métakaolins au jeune âge est liée aux phases aluminates qui les composent, ainsi qu' a leur surface spécifique importante. Les réactions pouzzolaniques des métakaolins consomment la portlandite et produisent des C-S-H et des C,A-S-H secondaires très denses. Les matériaux dans lesquels sont introduits les métakaolins sont donc moins vulnérables aux agressions qui déclenchent la dissolution de la portlandite et par voie de conséquence, une perte de cohésion du matériau (attaques acides, composés organiques, eau pure).
L’apport en silice que constituent les métakaolins joue également un rôle d’accélérateur sur l’hydratation du C3S, par l’effet de nucléation due à l’addition d’une fine dans une matrice cimentaire).
La formation au jeune âge des hydrates secondaires est en outre favorable à la diminution de la taille des pores, ainsi qu'à la segmentation de la porosité capillaire.
Enfin, l'intensité de la réactivité des métakaolins conduit à une réduction de l'auréole de transition et à une interface pâte/granulat dont l’adhérence est meilleure, ce qui influe sur les caractéristiques mécaniques du béton (résistance à la compression et module d’élasticité). L'ensemble des ces effets entraîne une densification de la matrice cimentaire qui réduit sa perméabilité et sa diffusivité.
En tant que fillers, si les métakaolins permettent l'optimisation de la compacité du squelette granulaire et l’homogénéité de la pâte, leur demande en eau étant, pour certains d’entre eux, importante, le recours au superplastifiant peut être une nécessité qu'il convient de maîtriser précisément.
Les métakaolins et la durabilité des bétons
Carbonatation |
Si les métakaolins sont utilisés en addition ou en substitution du ciment dans une formulation de béton avec E/C bas ils limitent le phénomène de carbonatation car ils limitent la porosité du béton et, ainsi la pénétration et la diffusion du CO2 responsable du phénomène de carbonatation. |
Corrosion des armatures par les chlorures |
Les études montrent que la diminution de la diffusion des ions chlorures dans la matrice est proportionnelle à sa teneur en métakaolins. |
Attaque sulfatique interne |
L'ensemble des matériaux pouzzolaniques restreignent l'expansion liée à la formation d'ettringite différée. Parmi ces matériaux les métakaolins sont les plus efficaces au regard de la maîtrise de l'expansion. |
Attaque sulfatique externe |
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Attaque chimique |
La densité de la matrice cimentaire dans laquelle sont incorporés des métakaolins, en limitant la diffusivité, limite la dissolution et la lixiviation des composés hydratés. La partie aluminate du métakaolin a des propriétés d’absoption des alcalins ce qui améliore aussi la résistance de ses bétons aux attaques chimiques. |
Réaction alcali-silice |
Rôle inhibiteur vis-à-vis de l’alcali réaction. |
Contribution esthétique des métakaolins
En plus de leur contribution à la durabilité du béton et à ses performances mécaniques, les métakaolins sont également utilisés pour leur rôle au regard de la qualité du parement. En consommant la chaux libre, ils la soustraient à sa mobilisation dans les transferts responsables des efflorescences.
Leur finesse enfin permet l’obtention de parements plus lisses et plus compacts. C’est la raison pour laquelle on les associe, dans les bétons architectoniques, aux ciments blancs.
Orientation bibliographique
- Badogiannis et al. The effect of metakaolin on concrete properties. Proceedings of Dundee Conference, pp. 81-89, 2002.
- Gruber et al. Increasing concrete durability with high-reactivity metakaolins. Cement and concrete composites, vol. 23, pp. 479-484, 2001.
- Courard et al. Durability of mortars modified with metakaolin. Cement and Concrete Research, vol. 33, pp. 1473-1479, 2003.
- Khatib et al. Absorption characteristics of metakaolin concrete. Cement and Concrete Research, vol. 34, pp. 19-29, 2004.
- Frias et al Pore size distribution and degree of hydration of metakaolin cement pastes. Cement and Concrete Research, vol. 30, n° 4, pp. 561-569, 2003.
- Batis et al. The effect of metakaolin on the corrosion behaviour of cement mortars. Cement and concrete composites, vol. 27, pp. 125-130, 2005.
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LERM :
Emmanuel, tu n’es pas seulement le quadruple vainqueur de l’Open de tennis de Raphèle qu’organise régulièrement le LERM…Tu exerces d’autres fonctions au sein du laboratoire ?
Emmanuel Perin:
"Oui, j’ai quelques autres activités à côté du tennis que je pratique pour me détendre, je suis ingénieur d’essais et responsable du laboratoire de mesures physiques".
Tu peux nous décrire ton parcours ?
"
Mon parcours est un parcours interne au LERM : avec une maîtrise de chimie physique en poche, je démarre au laboratoire, il y a un peu plus de 10 ans, sur des contrats successifs de technicien qui me permettent de passer sur plusieurs postes : préparation des échantillons pour les analyses chimiques et pour les examens au microscope optique, mais également comme technicien de mesures physiques. Quand je rejoins définitivement l’équipe du LERM, je fais le choix personnel d’intégrer le labo de mesures physiques".
Comment te sont venus ton goût et ta connaissance des liants hydrauliques ?
"
Bonne question ! On ne naît pas forcément avec un appétit naturel pour le ciment… et pour te dire la vérité, en commençant au LERM, je ne me doutais pas que le monde des ciments et des bétons était si complexe et si passionnant à la fois. Je ne me doutais pas non plus que je rencontrerai des personnalités dont la connaissance de ces matériaux était si profonde.
Ma mobilité au laboratoire, la variété des études et mon travail d’information personnel m’ont permis de maîtriser tous les aspects des mesures physiques. Ensuite, j’ai bénéficié du fait qu’au LERM, il existe une vraiment bonne interaction et une véritable communication fonctionnelle entre l’ingénierie et le laboratoire, car les techniciens ne mènent vraiment à bien que les essais dont ils comprennent la finalité… Si bien que le travail, ici, en ce qui me concerne, a toujours été synonyme de réelle formation permanente et d’enrichissement personnel.
La participation à des projets de recherches tant en interne qu’en externe a également été une source de motivation, de progrès et d’expérience grâce aux réunions de travail collectif, aux échanges avec d’autres laboratoires, aux contacts avec les industriels, à l’exploration de nouvelles pistes de travail".
Tu diriges le labo de mesures physiques, c’est un autre travail, non ?
"
Je dirais plutôt qu’il s’agit d’un développement du même travail : l’intérêt pour le matériau, l’art de la conduite de l’essai et de la mesure sont identiques mais mobilisés à une autre échelle : dans l’analyse de la demande du client, dans l’organisation de l’étude, la production de rapports de qualité et… l’explication des conclusions au demandeur.
Disons que connaissances et compétences sont maintenant le socle d’un travail de relations qui s’exerce vers l’extérieur du labo avec les clients et les partenaires et à l’intérieur du labo en termes d’encadrement de l’équipe. Cet environnement relationnel me plaît et élargit considérablement mon horizon de travail.
En ce qui concerne l’encadrement, je suis particulièrement sensible à la question du transfert des connaissances : j’en ai bénéficié personnellement certes… mais tout ce dont on bénéficie personnellement, c’est tout le labo qui en hérite. Le transfert des compétences, c’est une sorte de trésor qui ne grandit que si on le distribue !".
Tu te souviens d’une étude marquante ?
"
Je me souviens, entre autres, d’un grand chantier de bétonnage à l’étranger : il y a un problème de qualité du béton fabriqué sur le site. On me sollicite pour contribuer à trouver une solution. Tu reprends la formulation, tu examines les matériels de fabrication, tu évalues les personnes qui mettent en œuvre matériels et constituants… et les choses, suite à ce diagnostic, s’arrangent : satisfaction de faire avancer le chantier bien sûr et satisfaction personnelle, aussi, d’avoir embrassé rapidement l’ensemble de la problématique dans un milieu pourtant peu familier".
Emmanuel, comment imagines-tu l’avenir de tes activités ?
"
Mon expérience m’a amené à porter de nombreuses casquettes au laboratoire, maintenant je concentrerais volontiers mon activité sur une thématique particulière, sur laquelle je travaille d’ailleurs depuis un moment, celle de la valorisation de déchets industriels dans les liants hydrauliques et de la stabilisation des déchets radioactifs ou non. Mettre ma connaissance des matériaux minéraux au service de l’environnement, voilà une cohérence qui me motive particulièrement".
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Nous tennons à remercier les personnes suivantes pour leur participation à la construction de cette LERM INFOS n°18:
- Olivier Houdusse, Directeur de la Société Arkhéïa
- Jean-Philippe Bigas, Responsable R&D - Laboratoire Applicatif Béton, de la société CHRYSO
-
Abdelkrim AMMOUCHE, directeut de la recherche et de l'Innovation et Responsable du pôle MATERIAUX au LERM.
La prochaine LERM INFOS paraîtra en fin d'année 2010. Merci de votre fidélité.
A LIRE et ACTUSRetour au sommaire |
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// "Le Moniteur.fr", rubrique "Technique."Dans la continuité de nos lettres d'informations techniques et scientifiques "LERM INFOS", vous trouverez sur
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// Le LERM s'équipe d'un nouveau FERROSCANLe laboratoire d'essais du LERM s'est récemment équipé d'un nouveau FERROSCAN, premier système de mesure portable à faire réellement appel aux nouvelles techniques du traitement d'images pour visualiser immédiatement les fers d'armature. |
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// Elections au Pôle Industries Culturelles et PatrimoinesSuite à son assemblée générale extraordinaire qui s’est tenue cette semaine à Arles, le Pôle Industries Culturelles et Patrimoines a procédé à l’élection de son Conseil d’Administration puis de son Bureau.
L’équipe sortante Le Bureau et le CA du PRIDES :http://www.industries-culturelles-patrimoines.fr/pole-icp/ca-et-bureau/ca-et-bureau.html Le site du Pôle Industries Culturelles et Patrimoines: http://www.industries-culturelles-patrimoines.fr/index.php |
// "Bétons[s] le Magazine n°29"Le numéro 29 de Béton[s] le Magazine arrive chez les lecteurs en ce début de mois de juillet. Consulter le site: www.portail-beton.fr
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// Brève documentaire sur les techniques de production des chaux et ciments en EuropeLa Commission européenne a adopté, le 18 mai 2010, le texte intégral du document de référence sur les meilleures techniques disponibles dans les industries du ciment, de la chaux et de la magnésie. Accèder au document (en anglais) : ftp://ftp.jrc.es/pub/eippcb/doc/clm_bref_0510.pdf Le site de l'institut: The Institute for Prospective Technological Studies
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AGENDARetour au sommaire |
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// TECHA 2010 - Arles, 20-23 septembre. L'Innovation au service du patrimoine : Après Rome, Arles !La première édition de Techa s’est tenue à Rome, il y a deux ans. Ce rendez-vous international de l’ensemble de la filière (chercheurs, donneurs d’ordres publics, professionnels intervenants dans le diagnostic, la maîtrise d’œuvre, l’expertise ou les travaux ou encore acteurs de la valorisation ou de la diffusion auprès des publics) s’organise cette fois sur le thème suivant : L’innovation au service du patrimoine. Et cette nouvelle édition, intégrera le patrimoine naturel tout autant que les patrimoines bâti et culturel. Recherches, techniques, actualités des chantiers et projets de valorisation seront donc le sujet des conférences et tables rondes de ce Forum. Complétées par des rendez-vous d’affaires et des visites à caractère pratique, ces journées prennent à Arles une nouvelle dimension. Le programme vient juste de sortir. Pour le consulter, cliquez ici ! Pour plus d’informations et pour vous inscrire
(Attention avant le 6 août pour les rendez-vous d’affaires) : |
// Envirorisk 2010: les 13 et 14 octobre à Bourges, c’est reparti…Le forum de la gestion des risques environnementaux, technologiques et naturels |
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// Agenda des manifestations de la RILEM:L’objet de l’association est de promouvoir la connaissance scientifique relative aux matériaux, systèmes de construction et ouvrages, et de susciter le transfert et la mise en oeuvre de cette connaissance au niveau mondial. Ceci est atteint par la collaboration des experts de premier ordre dans le domaine de la construction, au plan scientifique et pratique, comprenant les scientifiques, chercheurs, laboratoires d’essais et pouvoirs publics. Cliquez ici pour consulter les manifestations à venir de la RILEM
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// Matériaux 2010 - Nantes - du 18 au 22 Octobre 2010MATÉRIAUX 2010, 18-22 Octobre à Nantes, fait suite aux conférences MATÉRIAUX qui se sont tenues à Tours et à Dijon, respectivement en 2002 et 2006. Consultez le site de la conférence "Materiaux 2010"
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// Colloque "Le Pont", les 19 et 20 Octobre 2010 à Toulouse.Le colloque "Le Pont", rendez-vous incontournable de l'automne du Génie Civil, célèbrera sa quinzième édition Consultez leprogramme (en.pdf)
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