Les bétons durables
Les bétons usuels normés en Suisse
La norme SN EN 206 définit huit sortes principales de bétons à propriétés spécifiées.
Ces bétons sont définis principalement par les critères suivants : la classe de résistance, les classes d’exposition, la dimension maximale des granulats, la classe de teneur en chlorures, et la classe de consistance.
Fig 1. Tableau extrait de la fiche technique n°14F/17 du crb
Les sortes 0, A, B, C sont les principaux bétons utilisés pour la construction des bâtiments. Les sortes D, E, F, G sont plutôt utilisés dans le génie civil (ponts, barrages, etc.).
Pour chaque sorte, des classes de résistance plus élevées sont possibles.
Développement de bétons avec un meilleur bilan écologique
Jusque dans les années 1990-2000 la production de béton reposait essentiellement sur l’utilisation de granulats naturels et de ciment Portland CEM I contenant au minimum 95% de clinker.
La recherche de solutions constructives moins émettrices en CO2 a poussé les développements du béton dans deux directions principales :
- Utiliser des granulats recyclés à la place de granulats naturels,
- Fabriquer des ciments contenant moins de clinker, dont la production est une importante source d’émission de gaz à effet de serre.
Béton de recyclage
Un béton de recyclage est un béton à propriétés spécifiées contenant une teneur minimale de granulats recyclés, c’est à dire issus de démolitions et/ou d’excavations.
La norme SIA 2030 « Béton avec granulats recyclés » distingue deux types principaux :
- le béton de recyclage RC-C, qui contient plus de 90% de granulats de béton, dont au moins 25% sont recyclés.
- le béton de recyclage RC-M, contenant plus de 10% de granulats de gravats recyclés mixtes (provenant de briques, tuiles, etc.).
Chacun de ces types est divisé en deux classes, en fonction de la teneur en granulats recyclés.
La norme fixe les possibilités d’utilisation pour produire les sortes de bétons normés (tableau ci-dessous), et décrit les caractéristiques mécaniques à prendre en compte pour le calcul.
Fig.2 Tableau extrait de la norme SIA 2030
Les principales limites d’utilisations des bétons de recyclages découlent :
- de la prise en compte de caractéristiques mécaniques réduites, qui ont une influence sur le dimensionnement ;
- des classes d’expositions admises.
Les ciments
Différentes normes définissent les propriétés des ciments autorisés dans la fabrication de bétons normés :
- Les propriétés relatives aux ciments dits normaux sont fixés par la norme SN EN 197-1 : 2011.
- La norme SN EN 197-5 : 2021 étend l’utilisation aux ciments à teneur réduite en clinker.
- La norme SN EN 197-6 : 2023 intègre l’utilisation de matériaux recyclés dans la composition des ciments.
- Le cahier technique SIA 2049 : 2014, antérieur aux normes SN EN 197-5 et SN EN 197-6 traite des ciments dont les constituants répondent à la norme SN EN 197-1 mais dont la composition sort des limites fixées par ladite norme, le but étant d’autoriser l’utilisation de nouveaux ciments développés pour s’adapter aux critères du développement durable.
Les normes précitées établissent une cinquantaine de désignation de ciments autorisés qui se différencient par la teneur en clinker, la nature des autres composants, la teneur de chaque composant.
La SIA tient un registre des ciments autorisés dans la fabrication des bétons normés.
EXEMPLES DE CIMENTS DÉVELOPPÉS CES DERNIÈRES ANNÉES
- Ciment LC3
Le ciment LC3 (Limestone Calcined Clay Cement) remplace la moitié du clinker par de l’argile calciné et du calcaire broyé, deux matériaux qui ne dégagent pas de carbone lorsqu’ils sont chauffés, et dont la température de chauffage est plus basse.
LC3 est un concept développé à l’EPFL. Le concept a été repris par divers producteurs dans le monde, les lieux de production étant influencés par les possibilités d’approvisionnement en argile.
Ainsi, Lafarge Holcim a lancé la production de ciment à base d’argiles calcinées en France, dont un produit est commercialisé sous le type CEM IV/A.
En Suisse, Juracime produit le ciment Jura Eco3 qui est normé en Suisse sous le type CEM II/C-M (Q-LL), et est autorisé pour la fabrication des sortes de béton 0 à C, propres aux bâtiments.
- Ciment H-UKR de Hofmann Green
Ce ciment contient du laitier de haut fourneau et des activateurs à base de carbonate et silicate de sodium. Il ne contient pas de clinker.
En France, ce ciment dispose d’une ATEx de cas a (Autorisation Technique d’Expérimentation de durée limitée), mais n’est pas normé.
Il a déjà été utilisé sur des projets de bâtiments, notamment en Suisse où il a été introduit par l’intermédiaire de la société Maulini SA.
Conclusion
Le secteur de la construction en béton doit s’adapter pour produire de manière plus durable. Les alternatives au béton traditionnel se développent mais leur adoption prend du temps pour des raisons qui peuvent être techniques, administratives, financières, géographiques ou sociétales.
Il est donc important que des acteurs, publics ou privés, donnent et maintiennent le cap de la transition écologique.
Les milieux académiques et industriels recherchent et développent en permanence de nouveaux produits, mais il faut garder à l’esprit que comme d’autres secteurs, la construction repose sur des bases normatives.
Derrière son apparente simplicité, la fabrication de béton est complexe, avec un nombre de recettes quasi illimité, donnant des produits dont les caractéristiques peuvent être très différentes.
Si les produits normés doivent être soigneusement choisis, les produits non normés doivent être utilisés avec encore plus de précautions.
Pour les maîtres d’ouvrages et leurs mandataires, l’utilisation de bétons de recyclage et/ou de ciments bas carbone a une incidence sur la conception des ouvrages, leur dimensionnement et leur coût. Cela doit donc être intégré très tôt dans le développement des projets.
Il est évident que l’utilisation de ciments bas carbone doit être encouragée et doit se généraliser. Mais la problématique ne se limite pas à un remplacement de composant. Le matériau Béton évolue et il appartient aux maître d’ouvrages et aux concepteurs de l’utiliser à bon escient.