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Auteur(s)
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Jean-Marie GEOFFRAY : Cete de Lyon. Laboratoire régional de Clermont-Ferrand
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le béton, composant utilisé dans de nombreux cas de constructions, doit satisfaire à un ensemble d'exigences de sécurité, de durabilité et d'esthétique. Pour atteindre la satisfaction de ces exigences à l'état durci, il est clair qu'il doit d'abord présenter une robustesse de ses caractéristiques rhéologiques à l'état frais et, plus précisément, au moment de sa mise en place finale dans le coffrage.
Le véritable matériau de construction étant le béton armé (armatures et/ou fibres), le béton se doit d'assurer la protection de ces armatures, et cette fonction ne peut être remplie qu'après prise en compte de la notion d'enrobage minimal de ces dernières. Il ne faut pas davantage oublier que le matériau doit être protégé contre la dessiccation juste après coulage, puis juste après démoulage. Dans certains cas, la surface du béton est soumise à un traitement, ou reçoit un revêtement : ces opérations doivent être soigneusement étudiées en amont pour adapter le support.
Après avoir défini les objectifs à atteindre, les conditions de mise en œuvre doivent faire l'objet d'un cahier des charges intégrant toutes les phases de la construction :
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les coffrages et armatures ;
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les transports et coulages du béton (par gravité, pompage ou projection) ;
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le mode de serrage du béton (par vibration, par auto-plaçance) ;
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les adaptations de bétonnage liées aux conditions ambiantes attendues pendant la durée du chantier ;
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l'éventuel besoin de coulage d'éléments de fondation profonde, de coulage en grande masse, ou dans l'eau ;
-
et, bien entendu, les différents traitements de surface prescrits.
L'ensemble de ces opérations sera présenté sous 5 volets :
-
rhéologie des bétons frais et maturité des bétons ;
Dans cette première partie, le lecteur trouvera plutôt les bases nécessaires à la conception et à la préparation du chantier en matière de rhéologie du béton frais, d'une part, et aux dispositions à prévoir (et à mettre en œuvre) pour connaître les caractéristiques mécaniques du béton permettant des interventions sur béton jeune, telles que mises en tensions des armatures de précontrainte ou, plus simplement, de décoffrage.
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- Version courante de juil. 2016 par Michaël DIERKENS
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1. Rhéologie des bétons frais
1.1 Le béton comme corps de Bingham
Le comportement rhéologique d'un matériau est caractérisé par une équation d'état rhéologique qui permet de relier les valeurs de contraintes aux déformations et à leurs dérivées de divers ordres par rapport au temps [4]. Ces équations d'états idéologiques sont représentées par des courbes dites « d'écoulement » (dépendance entre la contrainte de cisaillement et le gradient de vitesse).
Les différents types de comportements rhéologiques se subdivisent en trois catégories (figure 1) :
-
exclusivement visqueux, lorsque l'écoulement se produit dès l'apparition d'une contrainte de cisaillement, aussi faible soit-elle. C'est le cas des corps newtoniens (courbe I), pseudo-plastiques ou fluidifiants (courbe II) et dilatants (courbe III – figure 1
![]()
) ; -
visco-plastique, lorsque l'écoulement ne se produit qu'à partir d'un seuil de cisaillement. On distingue dans ce cas le comportement binghamien (courbe IV) et le comportement dilatant (courbe V – figure 1
![]()
) ; -
plastique (courbe VI – figure 1
![]()
).
) ;
) ;
).La réponse d'une pâte de ciment lors d'un cisaillement à vitesse donnée – reproduisant ainsi ce qui se passe lorsque le béton s'écoule dans le coffrage – montre que le comportement du matériau est celui d'un fluide de Bingham. Ce comportement se caractérise par l'ordonnée de la droite à l'origine (seuil de cisaillement T0), contrainte minimale à exercer pour que le matériau se déforme, et par la pente de cette droite (viscosité plastique µ). Aux grandes vitesses de cisaillement, les courbes s'écartent...
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