Le béton utilisé pour les caniveaux greenpipe
La conception des caniveaux de drainage Greenpipe est le fruit d’un travail rigoureux réalisé par le bureau d’études en collaboration avec des entreprises partenaires.
Une recette simple
Il s’agit d’un matériau très polyvalent et en apparence très simple, en effet sa « recette » est composée d’eau, de ciment (liant) et d’granulats de différentes granulométries (sable et gravier) avec l’ajout, selon les besoins, d’additifs chimiques ou de fibres et/ou d’armatures de renforcement. Le type de ciment et, surtout, la présence d’éléments additionnels (par exemple armatures ou substances chimiques) influencent ses caractéristiques physiques et ses performances mécaniques.
Par conséquent, derrière le mot « béton » se cachent de multiples facettes : il peut être « normal » c’est-à-dire NSC (Normal Strength Concrete), allégé, à hautes ou très hautes performances (HPC ou UHPC), armé, fibré, etc.
La classification des bétons : en fonction de la résistance à la compression
Le béton est classé en fonction de sa résistance à la compression, sa principale caractéristique mécanique. Cette résistance est indiquée par un couple de nombres dans sa classe d’appartenance. La seconde valeur du couple (par exemple, 60 dans C50/60) est connue sous le nom de Rck (résistance caractéristique) et se mesure en N/mm².
- De 20 à 55 de béton ordinaire
- De 60 à 75 de béton à hautes performances
- De 85 à 120 de béton à haute résistance
La résistance à la compression (classe minimale) des bétons utilisés par Greenpipe pour la production de ses caniveaux de drainage varie, selon les modèles, entre C50/60 (Rck égal à 60 N/mm², NSC – Normal Strength Concrete) et C55/67 (Rck égal à 67 N/mm², HPC – High Performance Concrete).
UNI EN 1433 : les lignes directrices de conception des systèmes de drainage
Il existe ensuite la norme technique de référence pour les systèmes de drainage, la UNI EN 1433, qui indique les lignes directrices sur la conception et la production des ouvrages et établit également les critères minimaux pour les matériaux utilisés.
Pour les caniveaux en béton, la norme UNI EN 1433 introduit des prescriptions et des essais supplémentaires :
- l’essai d’absorption d’eau, dont la valeur moyenne en % de masse résultant de l’essai doit être inférieure à 6,5 (dans ce cas, les ouvrages peuvent être marqués « W »)
- l’essai de résistance du matériau au gel et au dégel en présence d’eau stagnante contenant des sels antigel dont les résultats, s’ils sont conformes à la norme UNI EN 1433, donnent le droit de marquer « +R » les caniveaux.
En ce qui concerne la production du béton utilisé pour ses caniveaux, Greenpipe s’appuie sur des installations industrielles fixes dans lesquelles sont mélangés les ingrédients de la « recette » selon un « mix design » étudié spécifiquement pour faire face à différents défis de conception en tenant compte de nombreuses variables telles que :
- résistance mécanique, durabilité, module d’élasticité, etc.
- matériaux disponibles comme type de ciment, granulats, additifs, ajouts, etc.
- exigences d’exécution comme maniabilité, modalités de coulage, maturation, etc.
Le béton vibrocompressé
Le mélange, dans le cas du béton « vibrocompressé », est constitué de granulats pierreux de granulométrie comprise entre 0,2 et 10 mm et de ciment Portland, et se caractérise surtout par un faible rapport eau-ciment.
Avec ce matériau sont remplis des moules spéciaux pour la production en série des caniveaux : grâce à sa consistance « humide », il est possible de démouler après quelques minutes le béton à l’intérieur du moule (c’est-à-dire qu’il est possible d’extraire l’ouvrage du coffrage) sans que la « forme » soit perdue.
Tout cela permet un rendement journalier élevé en utilisant un seul moule, de plus il est simultanément « vibré mécaniquement » et « compressé hydrauliquement » conférant au produit fini des résistances mécaniques moyennement supérieures à celles du même ouvrage réalisé avec la méthode de coulage. En revanche, les surfaces seront plus rugueuses et poreuses.
Le béton coulé
Dans le cas du béton « coulé », le mélange est plus fluide et prévoit l’utilisation de granulats pierreux de granulométrie maximale égale à 15 mm mais avec un pourcentage approprié de filler qui a la fonction de remplissage. Le rapport eau/ciment est bien plus élevé par rapport au cas du béton « vibrocompressé ».
Ce mélange est coulé par gravité à l’intérieur de moules spéciaux et l’extraction de la pièce est différée dans le temps de quelques heures pour permettre au béton d’amorcer les réactions chimiques de prise et de durcissement qui garantiront, une fois achevées après 28 jours, les performances mécaniques maximales. Ce type de procédé implique l’utilisation de plusieurs moules simultanément si l’on veut avoir une bonne productivité journalière mais néanmoins, en l’absence de beaucoup d’espace et d’un large parc de moules, il ne sera jamais possible d’avoir le même nombre de pièces par jour par rapport au procédé de vibrocompression. En revanche, en cas de production de pièces spéciales (complexes et numériquement faibles), la production par coulage est largement préférable.
Les ouvrages réalisés avec ce type de matière première sont particulièrement lisses et par conséquent l’écoulement de l’eau est favorisé.
Le « béton autoplaçant » (Self Compacting Concrete ou SCC)
Un type particulier de béton utilisé dans la production par coulage est le « béton autoplaçant » (Self Compacting Concrete ou SCC) : le mélange possède une très haute fluidité ainsi qu’une résistance élevée à la ségrégation, en effet il se compacte sous l’effet de son seul poids propre (sans apport de vibration mécanique), quelles que soient les formes des moules dans lesquels il est coulé, les dimensions des coulages et la densité des armatures métalliques.
Le béton SCC remplit complètement les coffrages en éliminant les macro-vides et l’air en excès à l’intérieur du mélange et s’écoule à travers des espaces réduits et en présence d’obstacles sans se bloquer. Tout cela se traduit par une réduction des macrodéfauts du béton qui sont la cause de la détérioration de ses propriétés mécaniques, c’est-à-dire par une plus grande durabilité de l’ouvrage, par une meilleure adhérence du béton aux armatures et par un meilleur rendu esthétique.