5 et Tableau 6 ci-après Les formulations des bétons à base de ciment CEMV/A ont été mises au point durant l’étude réalisée par l’entreprise Bonna Sabla [Andra C RP OBON 04-

415 2005]. Les deux autres formulations à base de ciments CEM I ont été ajustées lors de l’étude réalisée au LMDC par Camps [Camps 2008] tout en cherchant à obtenir les mêmes caractéristiques, à l’état frais puis à l’état durci, données dans le rapport de décembre 2000 [Andra C RP 0 CTP 01-001/A 2000].

Il est à noter que les bétons non fibrés sont des bétons vibrés (BV), alors que les bétons fibrés se comportent comme des bétons autoplaçants (BAP), à savoir que leur mise en place se fait sous le seul effet de la pesanteur, et cela afin d’éviter les problèmes d’orientation préférentielle des fibres due à la vibration. Quant à la fumée de silice, elle n’est présente que dans les formulations des bétons fibrés, de manière à pallier la perturbation des empilements granulaires produite par l’introduction de fibres, leur redonnant ainsi une bonne compacité.

Tableau II-5: Formulations des bétons non fibrés [Camps 2008]

Constituants CEM I CEM V

CEM I 52,5 R CE PM-ES-CP2 (Lafarge, Val d’Azergues) [kg/m3] 400 -

CEM V/A 42,5 N PM-ES-CP1 (Calcia, Airvault) [kg/m3] - 450

Sable calcaire 0/4 mm, Boulonnais [kg/m3] 858 800

Gravillon calcaire 5/12,5 mm, Boulonnais [kg/m3] 945 984

Superplastifiant Glénium 27, MBT (% de la masse de ciment) [kg/m3] 10,00 11,25

Eau totale [kg/m3] 178 183

Tableau II-6: Formulations des bétons fibrés [Camps 2008]

Constituants CEM IF CEM VF

CEM I 52,5 R CE PM-ES-CP2 (Lafarge, Val d’Azergues) [kg/m3] 454 -

CEM V/A 42,5 N PM-ES-CP1 (Calcia, Airvault) [kg/m3] - 454

Sable calcaire 0/4 mm, Boulonnais [kg/m3] 984 984

Gravillon calcaire 5/12,5 mm, Boulonnais [kg/m3] 672 672

Fumée de silice Condensil S95 DM [kg/m3] 45 45

Superplastifiant SIKA Viscocrete 5400F [kg/m3] 1,14% en extrait sec/masse de ciment, 30% extrait sec

13,70 17,25

Fibres IFT Inox droites (L = 30 mm, Ø = 0.6 mm) [kg/m3] 85 85

II.3.3 Fabrication et conditionnement

II.3.3.1 Fabrication

La procédure de fabrication des bétons définis précédemment est la même que celle arrêtée lors de l’étude de Camps (2008). Nous avons donc profité du retour d’expérience en matière de fabrication pour reproduire le même protocole de coulage en terme d’introduction de matériaux et chronologie de malaxage, tout en respectant les références normatives [NF EN 12390-1 2001 ; NF EN 12390-2 2001]. Nous rappelons ci-après la procédure de fabrication.

Pour les bétons non fibrés

- humidification du malaxeur et des ustensiles à utiliser pour le coulage, - introduction des gravillons et du sable,

- malaxage des granulats (30 secondes), - introduction du ciment,

- malaxage à sec (1 minute),

- introduction progressive de l’eau mélangée avec la moitié de la quantité du superplastifiant, - malaxage mouillé (1 minute),

- rajout progressif de l’autre moitié du superplastifiant en extrait tout en surveillant la consistance du mélange (malaxage en cours),

- vérification des propriétés d’ouvrabilité et ajustement si nécessaire, - malaxage final (2 minutes),

- vidange du malaxeur (15 secondes).

On remplit ensuite les moules, qui sont préalablement huilés afin de permettre un décoffrage plus facile, en 2 couches vibrées sur table vibrante. Ils sont recouverts d’un film plastique, puis entreposés dans une salle de conservation humide (99%HR, 20°C). Après 24h de conservation, les éprouvettes sont démoulées et stockées à une température de 20°C jusqu'aux

débuts des essais, dans des conditions de cure définies par le programme expérimental, en fonction du degré de saturation visé : cure dans l'eau ou cure endogène sans échange hydrique avec le milieu ambiant.

Pour les bétons fibrés

La procédure de mise en place et de conservation est la même que pour les bétons non fibrés. La différence vient de l’ordre d’introduction des matériaux dans le malaxeur, modifié par l'ajout supplémentaire des fibres métalliques inox et de la fumée de silice, ainsi que des durées de malaxage des séquences :

- malaxage à sec des granulats (30 secondes),

- introduction du ciment puis de la fumée de silice (30 secondes), - malaxage à sec (1 minute),

- introduction de l’eau d’ajout (30 secondes), - malaxage mouillé (30 secondes),

- introduction du superplastifiant (30 secondes), - malaxage (2 minutes),

- introduction des fibres et homogénéisation du mélange (1 minute), - vidange du malaxeur (15 secondes).

On introduit les fibres en dernier afin de malaxer le mélange juste le temps nécessaire à leur bonne dispersion et d’éviter une orientation préférentielle. Contrairement aux bétons non fibrés, le démoulage du béton CEM V fibré se fait 36h après coulage. Il s’agit d’une conséquence des superplastifiants utilisés qui, comme l’indique la fiche technique, améliorent la maniabilité à l’état frais mais retardent la prise des ciments [Camps 2008].

II.3.3.2 Conditionnement

Cures appliquées :

Deux types de cures ont été appliquées avant les essais sur les éprouvettes (retrait, fluage caractérisation mécanique), à savoir :

- cure endogène : aucun échange hydrique avec le milieu extérieur entre l’instant de décoffrage des éprouvettes et l'essai. Ce mode de saturation est adopté car représentatif de l’état du béton de coeur dans le cas des pièces massives ;

- cure eau (100 %SR) : les éprouvettes sont conservées dans l’eau avant l'essai. Ce mode de saturation est adopté afin d'éviter le phénomène de retrait d’autodessiccation qui pourrait interagir avec le fluage propre, notamment sous l'effet de la température qui modifierait alors les tensions capillaires et créerait un couplage avec l’autodessiccation.

Conservation pendant les essais :

- béton en condition de dessiccation : les échanges hydriques avec le milieu ambiant (l’environnement) sont permis.

- béton en condition endogène : les échanges hydriques avec le milieu ambiant sont empêchés.

En tenant compte de la cure appliquée, de la conservation durant l’essai, ainsi que des recommandations RILEM [RILEM TC 129-MTH 2000 ; RILEM – TC 107-CSP 1998] et ASTM C 512-02 (2005) notamment, nous avons opté pour le conditionnement ci-après, valable pour les éprouvettes de retrait, de fluage et pour les éprouvettes destinées aux essais de résistance en compression (nécessaires pour l’estimation du degré d’hydratation des bétons) :

Eprouvettes destinées au fluage endogène (fluage propre) conservées avant chargement en mode endogène.

Ces éprouvettes sont définitivement isolées par deux couches de papier aluminium autocollant et entreposées dans la salle de fluage du LMDC à atmosphère régulée en température (20°C

±1°C) et hygrométrie (50% ±5%).

Eprouvettes destinées au fluage propre saturées à 100%SR.

Ces éprouvettes sont conservées dans l’eau (100%SR) dans une salle humide (99%HR, 20°C) jusqu’au jour de la mise en charge de fluage, puis scellées dans du papier aluminium autocollant pour les conserver en mode saturé pendant les essais de fluage et de retrait.

Eprouvettes destinées au fluage de dessiccation (fluage total) conservées avant chargement en mode endogène.

Ces éprouvettes sont isolées provisoirement dans des sacs en plastique dont elles seront retirées le jour de la mise en charge une fois l’hydratation stabilisée. Seules les extrémités supérieures et inférieures demeurent isolées par du papier aluminium autocollant. Cela afin de ne permettre les échanges hydriques que dans le sens radial. Ces éprouvettes sont entreposées dans la salle d’atmosphère régulée (20°C ±1°C ; 50% ±5%HR).

II.3.3.3 Echéances des essais

Le suivi de la maturométrie des bétons est réalisé à partir d'essais de résistance en compression sur des éprouvettes conservées dans les mêmes conditions que celles destinées aux essais de retrait et de fluage à des échéances fixées à 7, 28, 56, 70 jours et le jour de mise en chargement de fluage. Ces essais de maturométrie ont pour objectif de mieux cerner l’état d’hydratation stabilisé des éprouvettes.

II.3.4 Caractéristiques des BHP

Nous présentons dans ce paragraphe les résultats des essais des bétons à l'état frais ainsi que le comportement mécanique instantané et les propriétés physiques à l'état durci.

II.3.4.1 Caractéristiques des BHP à l’état frais

Le comportement à l'état frais des différents matériaux a été étudié afin de vérifier que les propriétés d'ouvrabilité concordaient avec celles des bétons de référence. Selon le type de béton, des mesures d’étalement ou d’affaissement au cône d’Abrams sont réalisées respectivement pour les bétons fibrés de type autoplaçant et pour les bétons non fibrés vibrés. On effectue aussi des mesures de la masse volumique du béton frais.