Le béton dans les constructions agricoles

Eidgenössisches Departement für Wirtschaft,Bildung und Forschung WBF

Agroscope

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Le béton dans les constructions agricoles

Markus Sax

Cours de formation continue en construction rurale, 4/5 novembre 2014

2Le béton dans les constructions agricoles | Cours de formation continue en construction rurale 2014M. Sax | © Agroscope | Institut des sciences en durabilité agronomique (IDU), Tänikon1, 8356 Ettenhausen

Sommaire:

1. Terminologie du béton

2. Exigences relatives au béton dans les bâtimentsagricoles

3. Classes d’exposition

4. Norme SIA 262 actuelle (construction en béton)


Situation initiale (I)

Foto: P. Fölmi, SAB

Face intérieure du plafond d’unefosse à lisier

• Béton d’enrobage éclaté• Armature très corrodée


Situation initiale (II)

Fissuredans la paroi en béton

Foto: P. Fölmi, SAB

Interaction structure porteuse-fondation

capacitéportante sous-dimensionné


Objectifs de la «construction en béton»:• La capacité portante de tous les éléments de construction est assurée• Les limites d’utilisation sont respectées (déformation, largeur des

fissures, etc.)• La longévité de tous les éléments de construction est garantie• Les classes d’exposition ont été choisies en fonction des facteurs

environnementaux

Foto: Strüby AG, Seewen


Fiche technique pour les fosses à lisierdatant de 1947

Quelle: Cementbulletin, Jahrgang 15, Nr. 21, September 1947

dalle en béton armé 13 cm + enduit au mortier du ciment taloche 2 cm

déversoirs de l'eau du toit et du purin enduit au mortier de ciment lissé

tuyau plongeur Ø 30

pente 1%

dérivation

Fosse à purin de 40 m3. Plan et coupe longitudinale

puisard 30'30arrondi

Coupe longitudinale


Constructions rurales et protection de l’environnement

Cette aide à l’exécution explique les bases légales relatives :• La protection des eaux et de l’air

(réduction des émissions d’ammoniac)• La planification, la construction, la

réception, l’entretien, la surveillance et le contrôle des bâtiments dans l’agriculture(sans les installations de biogaz)

L’aide à l’exécution s’adresse en premierlieu aux autorités d’exécution, aux :• Ingénieurs• Architectes• Entreprises de construction• Conseillers et conseillères en

constructions et installations agricoles


Terminologie

Béton par propriété:• Composition du béton selon les propriétés exigées• Exigences supplémentaires éventuelles (p. ex. résistant au gel)

Classe d’exposition:• Classement des

éléments de construction sur la basedes facteursenvironnementaux

• Base pour la longévité=> La formule du béton

est établie sur la basede ces exigences


Actions sur le béton

Actions chimique dues :• aux acides (p. ex. acide sulfurique)• aux eaux souterraines agressives

Actions physique dues:• au cycle gel-dégel• à l’impact mécanique du racleur d’évacuation, véhicules, etc.

• à la corrosion de l’armature (éclatements)

Les actions sont souvent aussi qualifiées«d’attaques» sur le béton.


Désignation des variétés de béton selonleurs propriétés

Classe de consistance = consistance du béton frais (très fluide, fluide, très souple, souple, plastique, rigide)

Masse volumique = choix entre béton normal ou béton léger

Exigences complémentaires: attaque acide importante, etc.


Classes d’exposition:Distinction en fonction de «l’attaque» sur l’élément de construction:

• Attaque de l’armature

• Attaque du béton

Exigences dans les bâtiments d’étables(y comp. aires d’exercice):

Eléments de construction à l’extérieur, exposés aux intempéries, humides et secs en alternance

Exigences relatives aux silosd’ensilage: (attaque importante)

Quelle: Holcim Schweiz AG


Classes de résistance à la compressiondu béton normal

p. ex. C25/3025 = Résistance à la compression minimale caracté-

ristique des cylindres après 28 jours fck, cyl N/mm2 Dimensions du cylindre 150x150x300 mm

25 = Résistance à la compression minimale caractéristique de cubes après 28 jours fck, cubeN/mm2 Dimensions des cubes150x150x150 mm

Source: Empa, Dübendorf

Corps testésous charge

Béton pour constructionsagricoles


Béton NPK

Quelle: CRB, Zürich


Rapport eau/ciment (E/C)

Masse de la quantité d’eau efficace par rapport à la quantité de cimentQuantité d’eau efficace = quantité totale d’eau – quantité d’eau absorbéepar les granulats

Hydratation:La réaction entre le ciment et l’eau de gâchage donne des liaisons aqueuses = phases hydratéesSont responsables de la solidification et du durcissement de la pâte de ciment.

Quelle: VDZ, Düsseldorf


Volume de pores du béton en fonctiondu rapport E/C

Volu

mes

de p

ores

du b

éton

[%]

Quelle: VDZ Rapport eau-ciment [-]

Ciment gel(matièresolide)

les pores capillaires

pores

ciment ne peuvent pas

s'hydraterciment

degré d'hydratation a = 1,0


Garantie de longévité

Classed’exposition

Résistance à la compression

Capacité portante- Résistance- Etanchéité

-Usure

ActionEnvironnement

- chimique- physique

Base decommande de

béton


Etanchéité des dalles en béton

Aire d’exercice au-dessusd’un garage/d’une remise

Plafond au-dessus du garage/ de la remise

Fissure de retrait dans le plafond Armature?


Résistance à la compression et classes d’expo-sition pour les éléments de construction d’uneétable de vaches laitières

+10.30

+6.31

25

+8.40

Jauchegrube520m3

DN 15°

Heustock1700m3

DN 15°

-0.20 -0.20

+4.50

+3.19

±0.00

7

-3.10

+5.50

+2.80

Recommandé:üB: C25/30, XCFAu: C30/37, XCF

üB: C25/30, XCFAu: C30/37, XCF

üB: C25/30, XCFAu: C30/37, XCF

Recommandé :üB: C25/30, XCFAu: C30/37, XCF

Exigences de la protectiondes eaux:üB = autre secteurAu = secteur de protection

des eaux

Indications selon «Constructions rurales et protection de l’environnement»


Mesures d’aménagement du territoire

Quelle: Bafu, Bern


Secteurs de protection des eaux (Coupe Posieux, Grangeneuve)

Quelle: GIS Kt. Fribourg

Légende:

Souvent, les terrains se situent dans le périmètre de protection des eaux Au, ce qui a une influence sur le choix des caractéristiques du béton.


Enrobage de l’armature

40 mm40 mm

250 mm

Exemple paroi de fosse à lisier :

ArmatureBétond’enrobage

Bases:• SIA 262, 2013 chiffre 5.2.2 (tableau 18), p. 75/76• Constructions rurales et protection de

l’environnementChiffre A4-1.3, page 57

Non respecté


Carbonatation du bétonL’hydratation du ciment entraîne la production d’hydroxyde de calciumCa(OH)2: Se traduit par une alcalinité élevée de la pâte de ciment (pH ≥ 12) Absorbe l’acide carbonique de l’air et le transforme en CaCO3 Chute à un pH d’env. 9

Source: Werkstoffe + Bindemittel, IFB, ETHZ

CO2 = Dioxyde de carboneCa(OH)2 = Hydroxyde de calciumCaCO3 = Carbonate de calciumH2O = Eau

Béton frais

Corrosionélevée

Corrosionmoyenne

Aucunecorrosion


Carbonatation du béton / Efflorescences

Quelle: Zementmerkblatt B27, VDZ, 2013

(air) (eau interstitielle) (eau interstitielle)

Solution de l’eau


Corrosion de l’armature

pH réduit

CO2 = dioxyde de carboneCl = chlorure

Rouille

Armature en acier

Air Sel


Efflorescences dues à la carbonatationdu béton

Raccord sous-couche sous l’étable

Vue extérieure d’un silo à lisier


Profondeur de carbonatation

Quelle: TFB, Hunkeler, Wildegg

eau/ciment inférieur et teneur en ciment


Silos de fourrage grossier (silo-couloirs)Silos-couloirs:• Contiennent des charges importantes et variables • Sont exposés aux effets du gel. • Les fondations doivent être stables et homogènes• Les déversements de béton sont délicats à cause des tassements

différentiels => risque de fissures et de perte d’étanchéité• Il convient de faire particulièrement attention à la qualité des fondations

pour les déversements de béton (év. stabiliser)

Dégât mécaniqueBéton d’enrobageDéplacements

Etanchéité? Jus d’ensilage => pH env. 4 - 5

Attaque chimique du béton par des acides organiques (acidelactique, acide acétique, acidebutyrique)


Protection des parois des silos-couloirs contre l’infiltration des jus d’ensilage

Foto: Horni Bad Ragaz

Condition:conduite adaptée!


Nouveautés dans la norme SIA 262 Construc-tion en béton» valable à partir du 01.01.2013

Effort tranchant et portance:Augmenter la hauteur statique (s)

Longévité:Exigences plus élevéesrelatives au béton d’enrobage

Source: TFB, Hunkeler, Wildegg


Conclusion

• Les éléments de construction en béton sont soumis à différentesactions chimiques et physiques.

• La caractérisation des variétés de béton se réfère à leurspropriétés.

• Les conditions de l’environnement du béton sont caractériséespar les classes d’exposition.

• Le rapport eau-ciment exerce une influence essentielle sur la longévité du béton.

• Le béton d’enrobage doit être posé en couche épaisse pour éviterune carbonatation précoce.


Merci de votre attention

[email protected] ● Tél. +41 58 480 32 81

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