5ème SYMPOSIUM RILEM SUR LESBETONS RENFORCES DE FIBRES BEFIB'2000

es bétons fibres ont aujourd'hui plus de 30 ans d'existence. De très nombreuses recherches ont été réalisées de par le monde surces matériaux. La fin du précédent millénaire et le début de ce nouveau nous autorise ou nous incite à faire une sorte de bilan deces «années fibrées». Ainsi, si l'on considère l'importance des applications industrielles de ces matériaux au regard des dépenseset des investissements en énergie et en argent qui leur sont imputables, le premier sentiment pourrait être celui d'une légèredéception ou frustration. En fait, ce premier sentiment s'atténue et même se transforme en une évaluation plus optimiste du bilansi, d'une part, on en analyse plus finement les causes, et si d'autre part, on considère l'évolution accomplie au cours de ces 10 der-nières années.

La principale origine du relativement faible développement industriel des bétons fibres est liée à un équilibre insuffisant entre rechercheamont et recherche aval telles qu'on les a menées. Le «rééquilibrage» a été réalisé à la fin des années 80, et dans les années 90, au moinsen partie. En effet, d'une part, dans un certain nombre de pays, des méthodes de dimensîonnement des bétons fibres pertinentes etfacilement utilisables ont été développées, et, d'autre part, il existe maintenant des méthodes d'optimisation de la composition desbétons fibres qui permettent de formuler des bétons fibres autoplaçants contenant plus de 3 % en volume de fibres métalliques. Cesprogrès ont permis de voir apparaître ces 5 dernières années l'utilisation des bétons fibres dans des applications réellement structu-rales. Au cours du troisième millénaire, cette dynamique ne pourra que s'amplifier. En effet, comment pourrait-on longtemps se priverd'un matériau qui permet d'améliorer le comportement mécanique et la durabilité de certaines structures, et ceci à des coûts pouvantêtre moindres si l'on prend la peine d'évaluer ce coût au travers d'une analyse systémique (c'est-à-dire une approche globale du coûtd'une application industrielle) ?Enfin, l'arrivée récente sur le marché de bétons fibres à ultra-haute performances ouvre la voie à des applications nouvelles dont on neperçoit pas encore toute l'étendue. Il n'est pas inenvisageable que l'on construise à moyen terme des structures en béton sans autre ren-fort que les fibres.BEFIB'2000 est le cinquième symposium sur les bétons fibres organisé sous l'égide de la RILEM, les 4 premiers l'ayant été en GrandeBretagne. Ce Sème symposium (13-15 septembre 2000 à Lyon) a eu pour spécificité de privilégier les applications industrielles, et lesaspects que l'on pourrait qualifier de technologiques.Ainsi, autour de la question «Quelles connaissances scientifiques, techniques et technologiques pour quel objectif industriel ?», ce sym-posium a réuni des chercheurs, des universitaires, des ingénieurs d'études, d'entreprises, de travaux, des ingénieurs qualité, des chefsd'entreprise du bâtiment, des travaux publics, et de l'industrie du béton, des architectes et des maîtres d'œuvre.Durant les 3 jours que dura le symposium, plus de 80 présentations se sont articulées autour des sept thèmes suivants :

• formulation et mise en œuvre,• application structurelles et industrielles,• propriétés physico-chimiques,• propriétés mécaniques,• méthodes de dimensionnement et modélisation,•durabilité,• les composites cimentaires fibres ultra-performants.

Pour conclure, BEFIB'2000 peut aussi être considéré comme un bilan du millénaire écoulé concernant nos connaissances sur les bétonsfibres ; il nous indique également le chemin à suivre pour le millénaire qui vient de commencer.

Pierre ROSSIPrésident de BEFIB'2000

Parole à quelques partenaires présents au BEFIB'2000 :• BSI (Béton Spécial Industriel)• IFT (International Fibre Technology)

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 62 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2OOO

5ke symposium ULEM sur les Bétons Renforces de Fibres Bi8'200Q

BS1 (Béton Spécial Industriel)UN NOUVEAU BETON A UlTIA HAUTES PERFOIMANCES

LA FORMULE DU BSiPour 1 m3 de BSi

LE

Misau point en 1997, et brevetéen 1998 par la société Entre-prise QUILLERY& Cie, le BSI estun béton dont les constituantssont fins (fumée de silice,ciment, fibres) ou particulière-ment résistants (granulats debauxite calcinée ne dépassantpas 7 mm). |l»-

Ce matériau possède des carac-téristiques exceptionnelles :• Parmi ses propriétés méca-niques élevées, une résistancecaractéristique à la compres-sion de 180 MPa, surpassant lar-gement les capacités des bétons classiques (30 à 40 MPa) et desbétons à hautes performances (60 à 80 MPa). fF

Figure 1 - Composition du BSI avec 3 %de fibres

150 MPa

Béton normal2 MPa

Traction 30 MPaBétonnormal

Compression

Figure 2 - Propriétés mécaniques

• Grâce à un très haut module d'élasticité supérieur à 65 GPa et à l'in-corporation de fibres (jusqu'à 3 % en volume), une capacité à subir desdéformations importantes et un comportement ductile (photo 1). Lefibrage qui peut être adapté suivant l'utilisation peut permettre lasuppression totale des armatures passives.• Une grande facilité de mise en place dans le coffrage puisqu'il estauton/ve/anîet ne nécessite pas de vibration, même lorsqu'on y incor-pore des fibres.• Des propriétés de durabilité très supérieures aux bétons classiquesliées à la compacité du matériau (très faible porosité) et à sa forterésistance à l'abrasion. C'est un béton très fermé, qui donne desparements glacés et sans bullage. Il en résulte une insensibilité augel/dégel, une excellente résistance à l'eau de mer, à la corrosion etaux agents chimiques.

Photo J - Essai à la rupture

SON

La préparation du BSI est opérée par un pré mélange à sec en usinedes différents composants à l'intérieur de sacs ou de big bags (photo2). C'est un processus industriel sous assurance qualité, qui garantitune remarquable régularité de performances du matériau et une utili-sation simplifiée en centrale de chantier.

Photo 2Le BSI est livré :- en big bags (1000 kg]- en sacs sur patettes

(40 kg)

SA IN

Livré en sacs ou en big bags, le BSI estmalaxé en centrale à béton classique, où l'onprocède à l'incorporation des fibres. Dans lecas de mise en œuvre sur chantier, son trans-port en camions-toupie traditionnels peuts'effectuer surde longues distances, la duréepratique d'utilisation du béton s'étendantjusqu'à 2 heures. (Photo 3). Photo 3

Livraison sur chantier

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5ta symposium RIUM sur les Bétons Renforces de Fibres BEI'2000

Enfin, la mise en place dans le coffrage est d'une grande simplicité, lecaractère auto nivelant du BSI permettant le remplissage de piècesminces ou de géométrie complexe sans vibrationPour les applications dans le domaine de la préfabrication,le matériaune nécessite pas de traitement thermique A noter que la suppressionde la vibration et donc du bruit améliore sensiblement les conditionsde travail et contribue à un meilleur respect de l'environnement(Photo 4)

Sauf exception, la mise en place du BSI ne nécessite pas de renforce-ment par des armatures de béton armé D'autre part, ses capacitésmécaniques le rendent particulièrement compatible avec l'emploi deprécontrainte par pré ou post-tension

Photo 4 - Coulage d'une poutre préfabriquée

SESDepuis 1998, le BSI a été utilisé dans les ouvrages suivants

1 - Rénovation des corps d'échange thermique dans les tours aéroréfrigérantes des centrales nucléaires deCattenom et Civaux.

4n30D

Poutrelles préfabriquées : P*Section transversale en IQuantité 860Longueur 6a7mHauteur 240mmLargeur des semelles 150mmEpaisseur de l'âme 50mmPrécontrainte par pré tension 2 torons T15 SFibres métalliques 0,3x20 mm

J5D

Poutres préfabriquées : A.Section transversale en IQuantité 90Longueur 14,50mHauteur 750mmLargeur des semelles 300 et 350 mmEpaisseur de l'âme 100mmPrécontrainte par pré tension (7 + 2) torons T15Fibres métalliques 0,3 x 20 mm

Poutres avec corbeaux coulées en place :Section rectangulaire 250x550 mmQuantité 4Longueur 2x6mPrécontrainte par post tension 2T15 SFibres métalliques 0,3x20 mm

Figure SPréfabrication industrielle

Photo 6Civaux Centrale nucléaire

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5ke symposium RILEM sur les Bétons Renforcés de Fibres KHI'2000

2 - Construction de 2 ouvrages d'art type PS pour la déviation de Bourg-Lès-Valence (DDE de la Drame)g.goo

OATS I.S50

A0.150 4 0150 «.ISO

UfU0,270

0.300

Poutres de tabliers préfabriquées :Section transversale en «PI»Quantité : 20Longueur : 20 à 22 mHauteur: 0,90 mLargeur : 2,5 mEpaisseur de la dalle : 0,15 mEpaisseur des âmes: 0,11 mPrécontrainte par pré tension : 11 à 13 T15Fibres métalliques : 0,3 x 20 mm

Connection sur chantier entre éléments préfabriqués par du béton coulé en place.

3 - Réalisation de prototypes divers pour des élémentspréfabriqués (dalles minces, dalles nervurées, panneauxde parement)

SES APPLICATIONS AUX OUVRAGES SOUTER-RAINS

Photo 7Dalle nervurée

• Le BSI, un nouveau béton ultra hautes performances

Le BSI ouvre des perspectives intéressantes d'innovation dans le domaine des ouvragesd'art et en particulier des tunnels. Parmi les applications potentielles, citons (liste nonexhaustive) :• des voussoirs préfabriqués nervures en béton fibre pour le revêtement des tunnels, et

en particulier des voussoirs spéciaux (substitution de la fonte)• des tuyaux à ultra haute résistance pour les micro tunnels• des caniveaux à fente ou toute autre pièce préfabriquée participant aux réseaux en tun-

nel (pièces moulées)• des éléments de soutènement• des éléments de coffrages perdus pour un revêtement en tunnel• des panneaux de parement architectonique ou acoustique (stations de métro, gares,

etc.).

Le BSI, c'est:

Résistance caractéristique à la compression > Î50 MPa

Airttmivelant > 650 mm

Utilisable sans armatures passives - fibrage possible 0 à 5 %

Disponible prémélangé à sec (PEEMIX)

A haute résistance au jeune âge 110 MPa à 48 h

Utilisable sur chantier sans traitement thermique 20 °

A très haut module d'élasticité E > 65 GPaFabriqué suivant un processus INDUSTRIEL

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5" symposium tlLEM sur les Bétons Renforcés de Fibres BEFIB'2000

IFT (International Fibre TechnologyNouvelle venue sur le marché français, la société IFT FasertechnikGmbH a été fondée en 1992 par Michael BORTTSCHELLER.La société développe, fabrique et commercialise des fibres pour laconsolidation de matériaux de construction à base de ciment ouautres liants.Les nouvelles bases des directives et normes européennes dans ledomaine de la technologie des bétons avec fibres métalliques ontconduit la société IFT à développer une nouvelle fibre commerciali-sée sous le nom de DUOLOC9 («double ancrage» : crochets aux extré-mités et crénelage le long de la fibre).La géométrie des fibres DUOLOC* est le résultat de l'optimisationdes résistances à la traction et à l'arrachement. Les fibres sont réali-sées dans un acier tréfilé à haute résistance.Ces fibres sont certifiées par l'Institut des matériaux de constructionde Berlin sous la référence Z-71.4-8.Les fibres de la gamme DUOLOC® sont produites par un procédé defabrication breveté.Une équipe qualifiée d'ingénieurs et de techniciens mettent à votreservice leur expérience déjà éprouvée et pluridisciplinaire de l'élabo-ration jusqu'au contrôle du béton de fibres.La philosophie de notre société est de toujours nous efforcer à ce quenos clients parviennent et restent au «top» de l'élaboration ou de lamise en place du béton de fibres. Nos contrôles sévères de qualitéavant livraison vous garantissent des caractéristiques constantes denos produits dans le temps.IFT travaille à l'échelle internationale dans tous les domaines où lesbétons de fibres sont utilisés, le béton projeté et les revêtements défi-nitifs en travaux souterrains, les réservoirs et silos, les chapes et lessols industriels, la préfabrication et les éléments de fondation.

IFT propose des services à tous les niveaux de l'élaboration d'unbéton de fibres :• Formulation de BRF.• Calcul de dimensionnement suivant les règles existantes (parexemple suivant notre cahier des charges SOCOTEC n° KX2800 pourle dallage).• Développement et fabrication de fibres métalliques pour applica-tions spéciales (ex : fibre UNOLOC 20/0,3 pour le béton BSI de lasociété Quillery).• Mise en œuvre et dosage des fibres avec notre propre gamme dechargeurs-doseurs DION (DINO 50, DIN0100 et DIN0100 CWS).• Suivi de chantier sur le plan de la Qualité.• Conseil technique lors d'expertise

NOS PARTICIPATIONS :

« Tunnel San Quîftco (Corsé)* Galerie d'accès Mithofz, lôt$chberg {Suisse}* Gâterie de reconnaissance CE-NEW, Saint Gothand (Suisse)« Tunnel Ptetrefita (Espagne)** 1KEA- Salzgitter fAllemagne) (dalles sans joint u* Hangar à dirîgeabîe de Brarsd (Allemagne} {sol ch* r"... „ î -i .„ ^ !...^ï „„. * t*.t' . „U ~ ,. m ..J„.:._...,., .~\

**.«***! s*^^ ***, ^--^ ̂ V V** \**f" ^J I*J«*!M/

Ecole de l'air à Saint Tronc (Belgique)

DES

ASQUAL

BEKAERT

CSM BESSAC

HERRENKNECHT

IDETEC

IRF - Congrès Mondial de la Route

NFM Technologies

SATS

P. 357

P332

2éme de couv

3ème de couv

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SCM

SEMALY

SIREG

SOLETANCHE-BACHY

TELEMAC

TPTECH

TRACTEBEL Développement

VPI

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4*™decouv

2"" decouv

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