BFUHP

Bétons Fibrés à Ultra Hautes Performances

Les progrès dans le domaine des adjuvants, des méthodes de formulation et de l’utilisation des ultrafines ont conduit à une évolution spectaculaire des bétons. La gamme s’est élargie : des bétons courants de résistance en compression de 30 MPa aux Bétons à Hautes Performances (BHP).

Une rupture technologique est intervenue au début des années quatre-vingt-dix avec la mise au point de bétons dont la résistance est de l’ordre de 200 MPa en compression et de 40 MPa en traction par flexion. Grâce à cette dernière caractéristique, on peut désormais envisager de se passer des armatures passives dans les éléments structurels et révolutionner les techniques et méthodes de construction en concevant de nouvelles structures.

Les BÉTONS FIBRES À ULTRA HAUTES PERFORMANCES (BFUHP), derniers nés de cette génération de bétons sont des matériaux à matrice cimentaire, renforcés par des fibres. Leurs formulations font appel à des adjuvants superplastifiants et des compositions granulaires spécifiques ainsi qu’à des fibres (fibres métalliques, polymères ou minérales), en vue d'obtenir un comportement ductile en traction et de s'affranchir de l'emploi d'armatures passives.

Ils se distinguent clairement des bétons à hautes performances, dont la résistance à la compression ne dépasse guère 100 MPa et qui sont employés de façon analogue à des bétons armés ou précontraints classiques.

La présence de fibres, les performances en traction et leur comportement ductile permettent de s’affranchir dans certains cas des armatures passives.

Ces bétons offrent des performances exceptionnelles:

L’évolution des BFHUP par rapport aux Bétons à Hautes Performances (BHP) se caractérise par :

Formulation des BFUHP:
L’obtention de résistances élevées et de faibles perméabilités aux agents agressifs passe par une réduction très importante de la porosité et plus précisément du réseau des pores connectés, en jouant sur deux paramètres.

Les fibres, composant clé des BFHUP confèrent au matériau sa ductilité. Elles ont en général un diamètre de 0,1 à 0,3 mm et une longueur de 10 à 20 mm. Les fibres métalliques sont utilisées pour des applications structurelles nécessitant des résistances mécaniques importantes, les fibres polymères et minérales plutôt pour des applications esthétiques.

Les BFUP présentent des performances exceptionnelles aussi bien en compression qu’en traction et en flexion.

Résistance en compression :
Le comportement en compression des BFUHP est caractérisé par leurs résistances en compression et leurs modules d’élasticité. La résistance caractéristique à la compression à 28 jours est comprise entre 130 et 250 MPa. Le module d’élasticité varie selon les formulations entre 40 et 80 GPA.

Résistance en traction :
Le comportement en traction est caractérisé par :

Résistance en flexion :
Selon le type de formule, les BFUHP ont une résistance en flexion de l’ordre de 30 à 50 MPa.

Propriétés des BFUHP :
Les BFUP offrent de multiples propriétés adaptables aux exigences de chaque application.

Ces propriétés permettent au matériau de se déformer et de supporter des charges importantes même après apparition des premières micro-fissures. Il devient donc possible de concevoir des structures sans armatures passives et plus fiables.

Historique :

Formulation et performances du BCV :
Les fibres sont ajoutés donc aux BFUHP afin d’augmenter leur résistance à la traction et leur ductilité. Elles permettent le développement maximal de la résistance à la compression et retardent la formation et la propagation des fissures qui mènent à la rupture.

Le BCV - BETON COMPOSITE VICAT- est un nouveau matériau au service des architectes et des designers. Il offre une large palette de couleurs et grâce à la finesse de ses constituants, le BCV peut reproduire l’état de parement des matériaux les plus nobles.

Il permet l’obtention d’une performance mécanique à la compression de 130 MPa caractéristique à 28 jours, sans traitement thermique, tout en conservant les caractéristiques de ductilité. Cette version du produit contient alors 2% de fibres métalliques en volume et permet l’obtention de caractéristiques de durabilité importantes.

Le B.C.V. peut aussi avoir des applications à vocation esthétique (Mobilier urbain, panneaux de façade, dallages de sol...).

Caractéristiques mécaniques :
Le BCV a été formulé de manière à obtenir les caractéristiques principales suivantes :

Ce développement s’appuie essentiellement sur les progrès réalisés au niveau des adjuvants (superplastifiants, réducteurs d’eau, entraîneurs d’air, etc.) et l’utilisation de plus en plus d’ajouts minéraux (fumée de silice, les cendres volantes, les ultrafines,etc.). Les matières premières entrant dans la formulation du BCV sont toutes produites industriellement. Elles font l’objet d’un suivi de production de la part de leur producteur dans des conditions drastiques et permettent de garantir les caractéristiques de ce BFUHP.

Avantages du matériau : conception technique :

Avantages du matériau : conception architecturale

Avantages du matériau : mise en œuvre

Domaines d’applications

Les comportements mécaniques :
Le comportement en compression simple Du B.C.V. est décrit par le graphe ci dessous.
BFUHP : comportements mécaniques

Comportement en flexion :
Les courbes type de flexion sur plaques montrent que le B.C.V. a un comportement d’autant plus ductile que son épaisseur est faible.
BFUHP : Comportement en flexion

Caractéristiques comparées du B.C.V face au béton traditionnel :

BFUHP : Caractéristiques
(En collaboration avec VICAT, PARTNER ENGINEERING SA à REIMS (51) www.partner-engineering.com a devellopé un des meilleurs "BFUHP" en rapport qualité prix du marché)

Conclusion :
Les BFUHP compte tenu de leurs multiples performances s’adaptent aux diverses contraintes et exigences des ouvrages. Ils ouvrent de grandes perspectives d’applications pour les ouvrages nécessitant résistances importantes, durabilité et esthétisme. Ils répondent aux évolutions majeures de la construction en permettant d’optimiser les dimensionnements (augmentation des portées, réduction des quantités de matériaux utilisés), de réduire la durée des chantiers et les coûts globaux des ouvrages, d’améliorer l’esthétique des parements et la pérennité des structures et d’offrir une liberté architecturale.

Ne nécessitant en général ni vibration, ni armatures passives, les BFUHP permettent une diminution de la pénibilité sur les chantiers. Ils satisfont les exigences et tendances actuelles du secteur de la construction : réduire les temps de travail, l’impact sur l’environnement tout en augmentant la sécurité sur les chantiers. Leurs performances exceptionnelles offrent la possibilité de nouveaux domaines d’applications et de nouvelles structures de bâtiment ou de génie civil.

Le document de référence pour les BFHUP à été édité en janvier 2002 par l’Association Française de Génie Civil (AFGC) dans sa collection de documents scientifiques et techniques : « Bétons Fibrés à Ultra-hautes Performances Recommandations provisoires ».

Bibliothèque BFUHP :

- Normes (prochainement...)

- Avis techniques (prochainement...)

- Règlementations (prochainement...)