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PROJET B@P
Bétons autoplaçant.
Site internet B@P : www.pnbap.org
1. Justification et objectif du projet
Les premières expériences faites avec des bétons autoplaçants ont
montré la nécessité d'affiner cette définition, de préciser leurs
caractéristiques lors de leur fabrication et durcis, les méthodes de mise en
œuvre et de vérifier qu'ils présentent des résistances et des durabilités
analogues à celles des bons bétons ordinaires et des bétons à H.P. gamme 25 Mpa/80Mpa.
Toutes les conditions étaient réunies pour lancer un Projet National : volonté
des entreprises d'utiliser des bétons ne faisant plus appel à la vibration,
l'arrivée sur le marché de nouveaux plastifiants, d'agents de cohésion, la
nécessité de réduire les nuisance, bruit, pénibilité du travail, le temps de
mise en œuvre, et enfin la possibilité de rassembler dans ce projet de nombreux
laboratoires universitaires ou privés.
2 . Programme
Le programme retenu répond à une organisation matricielle de son
fonctionnement qui comprend trois thèmes expérimentaux et cinq thèmes
transversaux qui sont :
a- Les trois thèmes expérimentaux :
- le thème groupe de travail n° 2 : compréhension des phénomènes de
caractérisation des bétons frais,
- le thème du groupe de travail n°3 : fabrication et mise en œuvre,
- le thème du groupe de travail n°4 : mesures et caractérisations de propriétés
des bétons durcis.
b- Cinq thèmes transversaux faisant chacun l'objet d'un groupe de travail
Le groupe A – Veille technologique, coordination des travaux et
recommandation
Le groupe B – Incidences sur la réglementation
Le groupe C – Ouvrages expérimentaux
Le groupe D – Impacts socio-économiques de BAP
Le groupe E – Diffusion des résultats - formation
Le groupe F – Recherche amont physique-chimie-mécanique
A noter que le groupe F animé par Madame ZANNI qui concerne la conduite de
recherches fondamentales intervient dans un cadre institutionnel et un mode de
financement indépendant du Projet National tout en étant étroitement lié au PN.
Les thématiques scientifiques de ce groupe concernent notamment l'évolution de
rhéologie de suspension de grains multi-échelles et interactifs en écoulement
dynamique, la thixotropie de ces suspensions au repos, les effets de bords et
effets d'obstacles dans l'écoulement et au repos, le rôle des interactivités
chimiques au jeune âge entre constituants et le contrôle des échanges hydriques
en peau avec le milieu extérieur.
· Les programmes de chaque groupe
Le groupe A – Veille technologique, coordination des travaux et recommandations,
animé par François CUSSIGH de GTM Construction
Ce groupe à caractère transversal a pour mission de préparer et coordonner les
travaux des groupes 2, 3 et 4.
Ces principales lignes d'actions sont :
- d'exploiter et d'adapter les recommandations établies par l'A.F.G.C. au fur et
à mesure des résultats du PN,
- de définir et de suivre avec les groupes concernés les expérimentations,
- d'améliorer en liaison avec les groupes 2 et 3 les modes opératoires d'essais
sur bétons frais,
- et d'établir en liaison avec le groupe 4 des recommandations sur retrait
fluage et avec le groupe 3 des recommandations concernant la fabrication, le
transport et la mise en œuvre des BAP.
Le groupe B – Incidences sur la réglementation
Ce groupe a pour objectif de recenser les domaines pour lesquels l'utilisation
des bétons autoplaçants nécessitera l'amendement des textes existants ou
l'élaboration de textes nouveaux
Pour ce faire il s'appuiera sur les résultats obtenus dans les thèmes 2.3 et 4
et travaillera en collaboration avec les groupes A et D.
Le groupe C – Chantiers expérimentaux animé par Michel GUERINET d'EIFFAGE
Construction
Il a pour objectif de vérifier sur des chantiers expérimentaux que les
connaissances acquises dans les conditions "de laboratoire" restent valides dans
le cadre d'ouvrages réels.
Ces chantiers expérimentaux seront l'occasion d'essais et d'instrumentations
spécifiques en vraie grandeur.
Le groupe D – Impact socio-économiques des BAP – le groupe est animé par Bernard
FORTIER de VINCI
La mission de ce groupe est en premier de réfléchir sur les impacts
socio-économiques potentiels des BAP.
Il mène des actions communes avec les groupes 3, 4 et B. Trois thèmes de
recherches ont pu
déjà être identifiés :
1 - Impacts de bétons autoplaçants au sein de l'entreprise.
Seraient abordés à ce titre :
- la réduction de la pénibilité du travail,
- les niveaux de bruit résultant de la non-vibration,
- l'organisation des cycles de travail et l'incidence de la loi des 35 heures,
- la définition et l'ergonomie des matériels,
- les surcoûts de fabrication et le gain de productivité.
2 - Impacts des BAP sur l'environnement et à l'extérieur de l'entreprise.
Les sujets retenus à ce titre sont :
- la qualité des parements et besoins,
- la conception des structures en fonction des caractéristiques des BAP,
- les impacts sur les parties architecturaux,
- les nouveaux domaines d'emploi,
- les arguments justifiant leur emploi pour un projet dans un contexte
environnement sensible.
3 - Impacts des BAP sur les D.T.U. et spécifications des marchés.
Les sujets retenus portant sur :
- les chapes et revêtement de sols,
- la finition des murs,
- les épaisseurs des murs acoustiques et confort d'habitation.
Le groupe E – Valorisation – Ce groupe est animé par Bernard DAVID de CIMBETON
Tous les partenaires du projet doivent y participer. Ce groupe a, en effet, pour
objectif d'assurer une diffusion des connaissances acquises au cours des études
et fin de projet au moyen d'articles, de conférences ou de colloques.
Il lui appartient également de constituer une banque de données portant sur les
réalisations en BAP et de rassembler les projets de modifications de
réglementations et de recommandations établis par les différents groupes en vue
de leur exploitation et diffusion.
Le groupe 2 – Compréhension des phénomènes et caractérisation des bétons frais
animé par Jean-Marie GEOFFRAY – LRPC Clermont-Ferrand
Les caractéristiques des bétons autoplaçants résident principalement dans leur
comportement à l'état frais : leur écoulement doit se produire sans action
extérieure si ce n'est la gravité et bien entendu cette mise en place doit se
s'effectuer sans apparition de phénomènes de ségrégation ou de ressuage. Pour
apprécier cette aptitude à l'écoulement plusieurs essais de réception de ces
bétons frais ont été proposés. Il convient cependant d'apprécier la validité se
ces essais tant du point de vue métrologique que du point de vue pertinence
avant de les retenir définitivement pour caractérisation des bétons. Il est
également indispensable de définir leurs limites d'emploi car il est fort
improbable qu'il puissent être généralisés à tous les types de bétons
autoplaçants : certains seront appelés à subir quelques adaptations mais il sera
nécessaire au préalable de bien comprendre les mécanismes d'écoulement de
ségrégation et de ressuage de ces bétons frais. Pour l'ensemble de ces raisons,
les travaux démarreront par l'évaluation des quatre essais proposés par l'A.F.G.C.
L'ensemble des équipes laboratoires-entreprises déterminera donc la répétabilité,
la reproductibilité et la pertinence de ces essais. Cette phase s'appuiera
nécessairement sur d'autres essais plus courants et déjà évalués pour valider
les résultats obtenus. Les essais sélectionnés au terme de cette campagne
serviront à apprécier la robustesse des formules des bétons destinés aux
expérimentations sur le site de GUERVILLE et sur les autres chantiers du projet.
Pour réaliser l'ensemble de ce programme, trois sous-groupes (axes) coordonnent
les travaux.
Axe 2.1 – Caractérisation des bétons frais – robustesse des formules et
sensibilité thermique. Animé par Christine MARY-DIPPE du C.E.B.T.P.
Cet axe interviendra sur :
- les procédures d'essais,
- les tests concernant des formules de béton de centrales et de laboratoires,
- la robustesse des formules sélectionnées.
Axe 2.2 – Propriétés des BAP à l'état frais animé par C. DJELAL-DANTEC de
l'Université d'Artois (L.A.M.H.)
Les études portent sur :
- l'amélioration d'essais d'écoulement à la boîte en L,
- la rhéologie des pâtes et mortiers avec validation sur bétons,
- le comportement rhéologique à l'interface béton/paroi,
- l'étude de la ségrégation par tribométrie.
A noter la thèse financée par le CEA et le Projet National de M. SCHWENDENMANN
sur l’utilisation des techniques nucléaires pour étudier la mise en œuvre des
BAP.
Axe 2.3 – Prise et cinétique de durcissement et retrait au jeune âge animé par
Laetitia d'ALOÏA du LCPC.
Il traite :
- la cinétique de prise des BAP,
- de l'influence de la cure sur le retrait au jeune âge, l'influence de
paramètres de formulation sur le retrait endogène et de dessiccation au très
jeune âge.
Le groupe 3 – Fabrication et mise en œuvre des BAP animé, au départ, par Pierre
LAPLANTE de R.M.C., puis relayé par Béatrice BOURDETTE de l'ATILH
Le travail de ce groupe est organisé autour de 4 axes dont les objectifs sont :
Axe 3.1 – Fabrication et transport des bétons animé par Roland SCHELL de BETON
LABO SERVICE
Cet axe étudie :
- les principaux paramètres de fabrication qui peuvent avoir une influence sur
les propriétés des BAP et plus particulièrement la teneur en eau des bétons et
le temps de malaxage,
- l'influence éventuelle de transport des BAP en toupie sur l'évolution des
caractéristiques de ces BAP.
Axe 3.2 – Mise en œuvre des BAP assuré par Denis KAPLAN – CTG
Grâce à un site expérimental important mis à disposition par ITALCEMENTI-Group à
GUERVILLE, il est possible de mener des expérimentations à l'échelle 1 dans des
conditions optimales pour répondre aux différentes questions que pose
aujourd'hui la mise en œuvre des BAP.
Ce site expérimental permettra de :
- étudier l'influence des différents modes de remplissage des coffrages sur les
caractéristiques d'homogénéité in situ et sur les qualités des parements
obtenus,
- déterminer la longueur maximale de cheminement et la hauteur de chute maximale
des BPA dans un coffrage,
- étudier les profils de pression exercée par les BAP dans les coffrages.
Axe 3.3 – Cure des BAP animé par Lionel LINGER – Groupe VINCI
Le travail de cet axe consiste à rechercher pour les BAP les conditions de cure
qui permettront d'obtenir des comportements sur ouvrage vertical ou horizontal
comparables à ceux constatés pour les bétons courants.
L'objectif final étant la rédaction de recommandations techniques qui
permettront aux entreprises de choisir selon le cas, la technique la plus
efficace avec les moyens dont elles disposent.
Axe 3.4 – Parements et homogénéité animé par Daniel DUROT de RINCENT BTP SERVICE
Les travaux réalisés dans cet axe ont pour but :
- de définir un appareillage et une méthode d'essais pour la mesure de
l'homogénéité in situ d'un béton mis en œuvre dans un ouvrage,
- de mettre au point une méthode de quantification, de la qualité de parement
vis-à-vis du bullage et des hétérogénéités de teintes.
Le groupe 4 – Mesure et caractérisation des bétons autoplaçants durcis animé par
Lofti HASNI du C.E.B.T.P.
Ce thème a pour objectif la connaissance des propriétés des bétons autoplaçants
à l'état durci qui a fait l'objet d'une étude bibliographique financée par la
F.F.B. et mise à la disposition du Projet National. Ce thème est réparti sur
trois axes d'études :
Axe 4.1 – Propriétés mécaniques des bétons animé par Bernard FOURE
Il traite de :
- propriétés mécaniques proprement dites des BAP,
- reprise de bétonnage,
- adhérence des aciers,
- incident des écarts de composition,
- incidence de mise en œuvre.
Axe 4.2 – Retrait et fluage animé par Gérard PONS de l'INSA de Toulouse
Les retraits plastiques et de dessiccation pouvant induire des fissurations de
peau, l'influence de paramètres de compositions telles que volume de pâte,
rapport G/S, présence d'agents viscosants etc… sont étudiés, d'autant plus que
les valeurs correspondantes font l'objet de controverses dans la littérature.
Axe 4.3 – Durabilité animé par Jean-Pierre BOURNAZEL du LERM puis par Lofti
HASNI
Il a pour objectif de s'assurer que ces bétons ont des durabilités comparables
au béton traditionnel. A cet effet, il sera étudié que de la grande fluidité de
ces matériaux n'influence pas la stabilité du réseau de bulles d'eau et par
répercussion la tenue au gel des bétons autoplaçants soumis à ce type
d'environnement.
3 . Partenaires
ATOFINA – ATHLH – BOUYGUES – CAMPENON BERNARD-SGE (Groupe VINCI) -CAPREMIB –
CARMEUSE – CEBTP – CERIB – CETU – CHRYSO – CIMENTS D'ORIGNY - COGEMA – CRIC –
CTG-Italcementi Group – ECOLE CENTRALE de NANTES – EDF – ESTP – FFB – FNTP –
FOSROC – FOUGEROLLE – GTM Construction – HUSSOR – INSA Lyon - LAFARGE – L.A.M.H.
– LCPC - LERM – L.M.D.C. – L.M.T. Cachan – MBT – OUTINORD – PERI SAS – PIERI –
POUSSARD – PREFAEST – RINCENT BTP Services – R.M.C. Groupe – SARET - SIFRACO –
SKAKO COUVROT – S.N.B.P.E. – SNCF – SURCHISTE – Université de CERGY-PONTOISE –
VICAT.
4 . Budget et délai
Le budget total de ce projet est de 4.07 M€ HT, financé pour partie par une
subvention de l'Etat (DRAST – Mission Génie Civil et Urbain) prévisionnelle de
814 K€ HT.
Ce projet a démarré en 2002 et s’est achevé en 2008 par la publication d’un
livre de synthèse des résultats et de recommandations.
5 . Organisation
Président du Comité Directeur : Yves MALIER
Vice-Président : Gérard PONS
Directeur du Projet : Michel GUERINET
Suivi IREX : Bernard FARGEOT
6 . Résultats et recommandations
Les essais de laboratoire objet du thème 2 sur la compréhension des
phénomènes et caractérisation des bétons frais et du thème 3 « Fabrication et
mise en œuvre des BAP » ont pu être testés sur le chantier expérimental de
Guerville sur un terrain mis à disposition du Projet par ITALCEMENTI GROUP.
Ce chantier a permis la réalisation de nombreux tests et essais qui permettent
de valider ou non les résultats de laboratoire. Ce chantier expérimental a
permis également la mise au point par RINCENT BTP d’un capteur de mesure de la
pression des bétons sur les coffrages lors de sa lise en œuvre.
Quant à la réalisation du programme du thème 4 sur « les mesures et
caractérisation des bétons durcis », la totalité des essais prévus est en cours.
Parallèlement le groupe A en charge du suivi des essais et la coordination des
travaux a débuté la phase de rédaction des recommandations.
Le groupe D responsable du thème sur les « impacts socio-économiques de BAP » a
remis des rapports correspondants sur :
- L’analyse des DTU quant à leur application pour les bétons autoplaçants
- L’analyse des avantages des BAP pour le dimensionnement des structures
- L’incidence des BAP sur les risques d’accidents et les jours d’arrêt de
travail
- L’étude d’évaluation de l’amélioration des temps unitaires de production à
partir de ces travaux et si nécessaire des modifications des textes
réglementaires pour les adapter aux BAP pourront être proposées.
Au titre des chantiers expérimentaux, un seul chantier en dehors du site
expérimental de Guerville a été réalisé à Montluçon pour juger de l’homogénéité
du BAP dans le camion malaxeur après adjuvantation sur le site et son aptitude à
âtre mis en œuvre dans des volumes confinés. En fait toute l’expérimentation sur
chantier a été en priorité concentrée sur Guerville, conçu spécialement à cet
effet.
Toutes les conclusions ou recommandations sont données dans 2 livres :
- le premier dans la mise à jour en janvier 2008 des recommandations pour
l’emploi des bétons autoplaçants publié par l’AFGC avec le concours du Projet
National BAP,
- le second qui sera publié fin 2008 début 2009 reprend toutes les synthèses des
résultats accompagnées de recommandations.
7 . Diffusion des résultats et publications
7.1 Journées d’informations
Afin de diffuser les résultats obtenus 6 réunions publiques d’information
ont été organisées :
- la première qui avait pour objet la restitution complète des résultats tant
scientifiques que techniques a eu lieu les 21 et 22 novembre 2006 à la F.N.T.P.
à Paris,
- puis 5 journées organisés en province avec le concours des Fédérations
Régionales des T.P. et du bâtiment et les écoles ayant participées à ce projet,
Ecole Centrale de Nantes, l’ Ecole des Mines d’Alès et l’INSA de Toulouse à :
- Nantes à l’Ecole Centrale le 18 octobre 2007
- Nîmes à l’Ecole de Mines le 27 novembre 2007
- METZ à l’ESITC le 4 décembre 2007
- Toulouse dans le cadre de BTP Sud Ouest le 6 mars 2008
- et une dernière à Lille organisée par la délégation régionale de l’AFGC et
CIMBETON le 10 juin 2008.
Tous les participants à ces réunions (plus de 500 personnes) ont reçu le « guide
AFGC des recommandations pour l’emploi des bétons autoplaçants ». Pour prendre
connaissance des présentations faites lors de ces journées cliquer ICI.
7.2 Publications
Deux publications reprenant les résultats obtenus par ce projet de recherche :
- le document scientifique et technique en Français et en Anglais sur « les
Recommandations pour l’Emploi des bétons autoplaçants » mis à jour en janvier
2008 et publié par l’AGFC 28 rue des Saints Pères 75007 Paris.
- le livre en français et en anglais de synthèse des résultats et des
recommandations du Projet BAP dont le rédacteur en chef a été M. Jean Marie
GEOFFRAY du laboratoire des Ponts et Chaussées de Clermont Ferrand en cous de
traduction et qui sera publié en 2010.
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