L'histore du Béton à savoir

LE BETON : TOUTE UNE HISTOIRE

Le bloc en béton est le produit le plus utilisé pour la construction des murs de maçonnerie (7 murs en maçonnerie sur 10 sont construits en blocs béton). Chaque année environ 13 millions de tonnes (70 millions de m2) sont vendus pour un chiffre d'affaires de 400 millions d'euros ou 2,5 milliards de francs.
Les blocs sont fabriqués dans des usines disposant d'installations automatisées qui assurent :
une maîtrise constante du processus de fabrication ;
une régularité de la qualité du produit (aspect, résistance, dimensions) ;
une forte productivité, garantie d'une grande compétitivité ;
une forte capacité de production, apte à satisfaire les besoins du marché.
Ces installations de fabrication sont constituées, dans leur majorité, par des centrales à béton, des presses fixes à démoulage immédiat accompagnées par des systèmes de manutention qui assurent :
le cheminement des produits frais dans des chambres de durcissement ;
l'évacuation des produits durcis et la mise sur palette ;
le stockage sur parc.
Les usines de fabrication de blocs sont réparties sur l'ensemble du territoire et permettent ainsi un approvisionnement régulier et rapide des chantiers

Si la chose est ancienne, le mot est récent. C'est l'ancêtre du béton grec, appelé amplecton et du béton romain composé de caementa ou pierres cassées. Les auteurs latins parlent, en effet, de murs en mœllons dont les vides sont remplis de terre ou d'argile.Le mot béton paraît, pour la première fois, semble-t-il, sous la plume du poète Benoît de Sainte-Maure, auteur du Roman de Troie, un poème de quelque trente mille vers, enrichi de nombreux termes techniques et écrit vers 1165-1170.En 1729, l'ingénieur Belidor, qui préconise son emploi en fondation, ne parle plus que de mortier de pierres, mais l'architecte d'Avaler donne cette définition en 1755 : “béton, sorte de mortier qu'on jette dans les fondements, et qui durcit extrêmement”.
Les dérivés apparaissent ensuite dans le dictionnaire de l'Académie : bétonnage en 1835, bétonner en 1838.

La Naissance du Bloc Béton

Les témoignages photographiques les plus anciens montrent une fabrication manuelle de blocs, par pilonnage du béton dans un moule métallique, que l'on peut situer vers la fin du XIXème siècle. On procède déjà à la fabrication de blocs, probablement exclusivement pleins, par démoulage immédiat en extérieur. Le stockage nécessite donc un espace important.
Les premières machines à bras apparaissent aux environs de la première guerre mondiale ; elles sont d'origine italienne et américaine. La fabrication peut être assurée, dans certains pays, directement sur le site de construction des ouvrages (en Angleterre, par exemple), ce qui ne devait pas simplifier les problèmes surtout en hiver ! Les premières usines apparaissent alors dans le but de résoudre le problème du stockage.
En France, la machine à bras “L'unique N°1” est primée à la Foire Internationale de Lyon en 1919. Le rythme de production annoncé est de l'ordre de 250 blocs par poste de huit heures.
les années 40 voient apparaître une nouvelle génération de machines mobiles, dites pondeuses, dont le principe est de démouler au sol le ou les blocs fabriqués par vibration et compression, puis d'avancer de quelques mètres afin de démouler les suivants. Ce mode de fabrication a pour intérêt essentiel de limiter au maximum la manipulation des blocs frais, et donc les risques d'endommagement.Les presses automatiques apparaissent dans les pays industrialisés dans les années 60. La machine est dorénavant fixe, et les blocs fraîchement démoulés sur des planches (en bois ou en acier) sont transportés dans des cellules de durcissement où ils séjournent environ 24 heures avant leur palettisation ; les usines utilisent actuellement ce principe de fabrication dans des versions améliorées et optimisées.
Les trente dernières années ont ainsi vu l'automatisation complète de la production, depuis l'asservissement de la centrale à béton jusqu'à la palettisation, en passant par la machine et ses équipements, la manutention des planches et des produits durcis. La sécurité et la maintenance ont été considérablement améliorées.
A titre de comparaison, il fallait entre les 2 guerres, 2 minutes pour fabriquer un bloc, alors que moins de 2 secondes suffisent aujourd'hui.

Le principe de fabrication
Les installations de fabrication de blocs en béton sont constituées dans leur majorité par des presses fixes à démoulage immédiat utilisant un principe de compactage du béton basé sur une vibration combinée avec une compression.
Leur cycle de fabrication est le suivant :
le moule, dont le fond est constitué par une planche en bois ou en métal, est rempli de béton à l'aide d'un tiroir mobile,
le béton contenu dans le moule est compacté sous l'action combinée de la vibration et du pilon,
les produits ainsi formés sont démoulés, soit par éjection sous le moule, soit par levée du moule, les produits étant maintenus sur la planche par le pilon,
après démoulage les produits sont évacués sur leur planche vers des chambres de durcissement
La surface de démoulage des presses simples permet la fabrication de 5 à 6 blocs de type 20x20x50 par planche pour une durée de cycle de 12 à 16 secondes (des presses doubles existent aussi, qui permettent la fabrication de 12 blocs par planche). La production peut ainsi atteindre 1300 à 2600 planches pour une durée de fonctionnement de 8 heures.
Ces presses sont accompagnées par des systèmes de manutention tout aussi automatisés qui assurent :
l'évacuation des blocs démoulés sur les planches,
le stockage de ces planches dans des chambres de durcissement (technique de l'auto étuvage),
la mise sur palettes des produits durcis (généralement après 24 heures de durcissement),
le recyclage des planches dans la machine

Le bloc en béton est le produit le plus utilisé pour la construction des murs de maçonnerie (7 murs en maçonnerie sur 10 sont construits en blocs béton). Chaque année environ 13 millions de tonnes (70 millions de m2) sont vendus pour un chiffre d'affaires de 400 millions d'euros ou 2,5 milliards de francs.
Les blocs sont fabriqués dans des usines disposant d'installations automatisées qui assurent :
une maîtrise constante du processus de fabrication ;
une régularité de la qualité du produit (aspect, résistance, dimensions) ;
une forte productivité, garantie d'une grande compétitivité ;
une forte capacité de production, apte à satisfaire les besoins du marché.
Ces installations de fabrication sont constituées, dans leur majorité, par des centrales à béton, des presses fixes à démoulage immédiat accompagnées par des systèmes de manutention qui assurent :
le cheminement des produits frais dans des chambres de durcissement ;
l'évacuation des produits durcis et la mise sur palette ;
le stockage sur parc.
Les usines de fabrication de blocs sont réparties sur l'ensemble du territoire et permettent ainsi un approvisionnement régulier et rapide des chantiers

Les constituants du bloc béton Le béton de bloc est un béton semi-caverneux, d'aspect plutôt sec. Il est réalisé à l'aide d'une centrale automatique garantissant un dosage précis des différents constituants.
Il est composé principalement :
de gravillons et de sables naturels concassés ou roulés,
de ciment, dont la nature, la classe et le dosage dépendent des performances attendues au niveau de la résistance mécanique ; le dosage en ciment par rapport aux matières sèches est de l'ordre de 9% pour les blocs creux et d'environ 7% pour les blocs pleins ou perforés,
d'eau dont le dosage varie en fonction de la nature du sable et du dosage en ciment (environ 6% de la masse totale).
Les fabricants de blocs veillent plus particulièrement :
à la propreté des granulats et du sable en particulier, afin de limiter les variations dimensionnelles des produits et ne pas nuire à la résistance du béton,
à la forme des granulats pour faciliter le remplissage du moule et garantir un béton d'aspect régulier,
à la continuité du fuseau granulaire des composants (y compris du ciment), primordial pour la régularité de la fabrication.

Mieux appréhender la démarche de HQE®
La Norme XP P 01-010
Norme XP P 01-010 et fiche des caractéristiques environnementales et sanitaires "produit de construction"

Chaque produit de construction contribue à la qualité environnementale globale des projets de construction ou d'adaptation des ouvrages. C'est pour répondre aux attentes des acteurs de la construction, sur les caractéristiques environnementales et sanitaires des produits et matériaux, que la norme XP P 01-010 a été définie par l'Afnor.
La norme XP P 01-010 regroupe des règles et spécifications permettant de proposer une méthodologie et un modèle de déclaration de ces données. Ce modèle est la fiche de déclaration environnementale et sanitaire, "produit de construction". Pour permettre des (ACV : analyse de cycle de vie), analyser et comparer les résultats, les données sont rapportées à l’unité fonctionnel(UF).
Un tableau standard regroupant 12 indicateurs environnementaux permet d'effectuer un choix intégré des produits de construction. Cette méthode facilite aussi l'addition des données des différents produits qui composent un ouvrage, première étape pour connaître son impact environnemental global.

La norme XP P 01-010 aide à choisir un matériau de construction dont les caractéristiques techniques, économiques, environnementales et sanitaires permettent de répondre au cahier des charges de l'ouvrage.

Analyse en cycle de vie : A.C.V.
Les produits ont un cycle de vie. La vie d'un produit est divisée en 5 phases successives, de l'acquisition des matières premières à son élimination finale ou valorisation* potentielle. L'approche en cycle de vie permet d'apprécier la qualité environnementale d'un produit sur l'ensemble de sa durée de vie, divisée en 5 phases.
L'Analyse en Cycle de Vie (A.C.V.*) d'un produit consiste à quantifier pour chaque phase les niveaux d'impacts environnementaux générés et à établir un bilan chiffré.


Phase 1 : matières premières
Le Bloc Béton est constitué de :
87 % : Granulats (Gravillons et sables naturels)
7 % : Ciment (Mélange de calcaire et d'argile cuit et broyé)
6 % : Eau
Phase 2 : fabrication du produit
Le Bloc Béton est fabriqué en usine par des presses fixes à démoulage immédiat utilisant un principe de compactage basé sur une vibration combinée avec une compression. Sorti de presse, il est placé en chambre afin d'assurer son durcissement naturel et est prêt à l'emploi quelques jours plus tard après stockage sur parc.

Phase 3 : mise en œuvre
Cette phase concerne le transport du Bloc Béton et son intégration à l'ouvrage. Le nombre et la répartition équilibrée des sites de fabrication, près de 400 en France, limitent les distances de transport des produits. Sur le chantier est livré un produit industriel fini, prêt à poser, facile et rapide à mettre en œuvre.

Phase 4 : vie en œuvre
La durabilité et l'absence d'entretien durant sa vie au sein de l'ouvrage sont des qualités essentielles du Bloc Béton.

Phase 5 : fin de vie
Cette phase est en général liée à la déconstruction de l'ouvrage. Le Bloc Béton représente alors un déchet inerte, c'est-à-dire non susceptible de créer une pollution de l'eau ou du sol. Il peut être entièrement recyclé en matière première pour de futurs produits en béton, ou encore valorisé en couche de forme, remblais routiers La valorisation dépend des filières existantes
Cible 1 - Relation harmonieuse des bâtiments avec leur environnement immédiat
Exploiter au mieux les avantages et contraintes du site, voire en corriger les inconvénients, telle est la finalité des efforts d'intégration des bâtiments dans leur environnement. Intégration ne signifie pas mimétisme et discrétion ; des scénarios de rupture peuvent être envisagés. Les architectes attendent des matériaux qu'ils s'adaptent à leur projet et le soutiennent sans le contraindre. Pour cela les maîtres d'ouvrage ont besoin de solutions constructives souples et adaptables.
Classé dans les petits éléments de maçonnerie, le Bloc Béton standard a des dimensions de 20x20x50 cm. Au-delà de la partie structurelle (fonction porteuse), le Bloc Béton permet tout type d'élévation (linéaire, courbe ou angulaire) et tout type d'ouverture et d'esthétisme (couleur, aspect…).
Les éléments s'assemblent simplement à l'aide d'un mortier.
L'adaptabilité du Bloc Béton et l'ensemble de ses accessoires permettent une souplesse de conception et facilitent la recherche d'harmonie du bâtiment avec son environnement immédiat.
Cible 2 - Choix intégré des procédés et produits de construction
Pour répondre à cette cible 2, le bâtiment doit être adaptable et durable. Cela dépend bien sûr du choix des procédés et des produits de construction et de leurs caractéristiques techniques et économiques mais aussi environnementales et sanitaires.La norme XP 01-010 donne un cadre commun à la publication des données environnementales et sanitaires. La tableau de synthèse de cette norme présente les résultats d'analyse en cycle de vie du Bloc Béton selon 12 critères.Nous avons sélectionné 7 de ces critères; pour les autres, le Bloc Béton est très peu concerné puisque l'impact environnemental associé est négligeable.
Consommation de ressources énergétiques
Durant son cycle de vie, le Bloc Béton consomme des ressources énergétiques : non renouvelables (90 %) et renouvelables (10 %). Sur l'ensemble de son cycle de vie, une unité fonctionnelle (UF) de Bloc Béton requiert 1,642 méga Joules ; valeur faible, explicable notamment par le procédé de fabrication peu consommateur d'énergie et de courtes distances de transport.La consommation d'énergie primaire utilisée pour la construction d'une UF correspond à la consommation en chauffage, en électricité et en transport d'une personne pendant une journée. (Sources : EDF, Ecobilan)
Consommation de ressources non-énergétiques
Les granulats, le ciment et l'eau sont les ressources non-énergétiques mélangées pour obtenir un Bloc Béton.Pour une UF, la quantité de matières s'élève à 2,55 kg. L'avantage du Bloc Béton est d'utiliser des ressources naturelles disponibles en grande quantité et de pouvoir être recyclable à 100 %.
Consommation d'eau
La consommation en eau nécessaire pour la fabrication d'une UF est de 0,8 l seulement. 73 % de l'eau est consommée pendant la phase de production pour le lavage des granulats et 20 % lors de la mise en œuvre, principalement pour le mortier. Une grande partie de cette eau est restituée au milieu naturel après épuration des éléments "polluants" qui ne sont pour l'essentiel que des matières minérales en suspension.L'eau consommée pour la construction des murs extérieurs et intérieurs d'une maison individuelle de type F5 pour 4 personnes est de 120 m3, soit la consommation moyenne d'un ménage de 4 personnes pendant 200 jours. (Source : Drire)
Déchets solides
La masse de déchets produite par UF est de 2,33 kg par annuité parmi lesquels 99 % de déchets de déconstruction inertes, c'est-à-dire non susceptibles de créer une pollution de l'eau ou du sol.Ainsi, ils peuvent être réutilisés, après un tri rigoureux, pour la construction de remblais et couches de forme d'infrastructures routières, pour le réaménagement et le remblayage des carrières, pour le renforcement des berges…
Changement climatique*
Le changement climatique a pour cause principale une intensification, due aux activités humaines, du phénomène naturel appelé effet de serre L'impact généré par la fabrication d'une UF est de 0,1857 kg éq. CO2. Cet impact est faible car les procédés de production sont peu consommateurs d'énergie.Les gaz à effet de serre, émis au cours du cycle de vie des murs intérieurs et extérieurs en Bloc Béton d'une maison de type F5 pour 4 personnes, sont équivalents aux émissions de la famille pendant 15 jours (chauffage, électricité, utilisation de la voiture. (Source : Ecobilan)
Pollution de l'air
Le volume d'air pollué au cours du cycle de vie d'une UF s'élève à 13,7 m3. L'impact de la construction en Bloc Béton, des murs intérieurs et extérieurs d'une maison de type F5, pour 4 personnes, équivaut à celui d'un parcours de 153 km en voiture. (Source : Idemat 2001)
Modification de la biodiversité*
De manière générale, tout impact sur la biodiversité est difficile à quantifier. Il en est de même pour le Bloc Béton. Elle requiert des matières issues de l'exploitation des carrières. Celles-ci sont soumises à une législation stricte aussi bien durant leur exploitation que lors de leur réhabilitation.

Les ressources énergétiques
Les énergies non renouvelables : Le pétrole, le gaz naturel, le charbon et l'uranium sont les principales ressources énergétiques non renouvelables. Également appelées combustibles fossiles, elles se trouvent sur Terre sous formes de réserves, constituées depuis des millions d'années. Leur vitesse de formation dépasse l'échelle humaine. Or nous consommons de plus en plus d'énergie si bien que la baisse des réserves peut devenir préoccupante au-delà de 2030.
Les énergies renouvelables : Les énergies renouvelables sont inépuisables et permettent de produire de l'énergie à partir de forces ou procédés naturels, l'énergie solaire ou photovoltaïque, l'énergie éolienne, l'énergie hydraulique, la biomasse et la géothermie. L'électricité produite à partir de ressources renouvelables ne devrait pas dépasser les 3 % de la production mondiale d'électricité en 2030. Si les énergies renouvelables représentent un enjeu majeur, elles seraient loin de se substituer aux énergies fossiles et de répondre aux besoins énergétiques globaux.

Cible 3 >> Chantier à faibles nuisances
Tout chantier de construction génère des nuisances tant pour les riverains que pour l'environnement : les poussières, la boue, les eaux souillées, la production de déchets, le bruit, le va-et-vient de véhicules encombrants. L'optimisation de la durée du chantier s'avère donc un élément important aussi bien sur le plan économique qu'environnemental.
Réduire les nuisances nécessite une préparation technique du chantier, pour laquelle on veillera particulièrement à identifier les différents types de déchets qui seront produits afin de prévoir un tri et une valorisation* adaptés. On prévoira aussi une gestion optimale de l'eau et de l'énergie utilisées sur le chantier.
Enfin, le bruit est une nuisance importante… Il est nécessaire d'adapter le chantier au voisinage. La rapidité de mise en œuvre du Bloc Béton favorise la réduction des nuisances de chantier.
Ne nécessitant que peu de découpe du fait de l'existence de blocs accessoires, ils ne sont pas source de nuisances sonores particulières lors de leur mise en œuvre.

Cible 4 >> Gestion de l'énergie
Dans un bâtiment, les postes qui consomment le plus d'énergie sont le chauffage, la production d'eau chaude et la climatisation. Les leviers techniques et comportementaux d'économie d'énergie ne manquent pas. Même si la contribution du Bloc Béton à la résistance thermique est faible, sa capacité d'association à tout type de doublages thermiques permet d'atteindre un niveau d'isolation particulièrement performant et donc de réaliser d'importantes économies de chauffage.
En outre, l'été, le Bloc Béton permet de diminuer la température intérieure les jours les plus chauds et donc une diminution des besoins en climatisation.

Cible 5 >> Gestion de l'eau
Cette cible concerne exclusivement la gestion de l'eau durant la phase d'utilisation de l'ouvrage (consommation d'eau potable, gestion de l'eau pluviale ou des eaux usées au niveau de l'ouvrage). Le Bloc Béton n'a aucune incidence sur cette cible

Cible 6 >> Gestion des déchets d'activités
Cette cible fait référence à la gestion des déchets qui sont produits lors de la phase d'utilisation de l'ouvrage. C'est la réduction du volume de déchets d'activités ou encore leur gestion adaptée aux modes de collectes actuels et futurs qui est visée.
Le Bloc Béton n'a aucune incidence sur cette cible.

Cible 7 >> Entretien et maintenance
Sur le plan patrimonial, la durabilité se traduit par le maintien de l'ouvrage et de ses équipements en état de fonctionnement. Sur le plan économique, le gestionnaire doit pouvoir préserver les qualités de l'ouvrage le plus aisément possible et au moindre coût.Sur le plan environnemental, un bâtiment pérenne évite des prélèvements de ressources et des impacts supplémentaires sur l'environnement.Dans des conditions normales d'utilisation, le mur en maçonnerie de Bloc Béton ne nécessite aucun entretien. Pendant toute la durée de vie du bâtiment, la qualité et les fonctions du Bloc Béton ne sont pas altérées. Le Bloc Béton est donc caractérisé par un cycle de vie sans étape de maintenance ni d'entretien.
Confort Création d'un environnement intérieur sain et confortable.
Cible 8 >> Confort hygrothermique
L'impression de confort dans un ouvrage dépend de plusieurs paramètres dont l’hygrométhermique Le Bloc Béton participe au confort hygrothermique. En effet, assurer un confort hygrothermique, c'est assurer notamment une température constante en toute saison. Les conditions optimales de confort sont une température moyenne de 18 à 20°C, une hygrométrie de 40 à 60 %, ainsi qu'une différence de température inférieure à 3°C entre l'air intérieur et les parois.
La construction en Bloc Béton permet la réalisation de façades imperméables à l'air. Le Bloc Béton, par sa densité, possède une forte inertie thermique. Ceci permet de lisser les températures extrêmes et les flux thermiques ainsi que de limiter les variations de température entre le jour et la nuit. Le système constructif en Bloc Béton contribue ainsi notamment au confort d'été.

Cible 9 >> Confort acoustique
Le bruit est ressenti par la population comme la première des nuisances. C'est un critère majeur dans le choix d'une habitation. Gênant, il agit aussi sur notre santé nerveuse et physique. Son intensité se mesure en décibel. On considère que le seuil de risque est atteint dès 85 dB, le seuil de danger à 95 dB et le seuil de douleur à 120 dB.Grâce à sa masse, le Bloc Béton est structurellement un isolant acoustique performant.Il permet d'atténuer la transmission des bruits extérieurs et intérieurs des ouvrages. Ainsi, un mur en Bloc Béton sans doublage atténue, à lui seul, le bruit émis par une mobylette de 73 %.

Cible 10 >> Confort visuel
Le regard que l'occupant peut avoir sur l'extérieur depuis le bâtiment est un des éléments constitutifs du confort visuel. Il s'agit aussi d'optimiser l'éclairage naturel, l'éclairage artificiel n'étant qu'un complément. Le confort visuel a donc un lien direct avec les dépenses énergétiques.
Le Bloc Béton, grâce à son adaptabilité et sa modularité, facilite les définitions architecturales du confort visuel.

Cible 11>> Confort olfactif
Dans un habitat, la sensation de bien-être est transmise par l'ensemble de nos sens. Au même titre que la vue et l'ouïe, l'odorat est sollicité. La réduction des odeurs désagréables, par une ventilation permettant leur évacuation, assure un confort olfactif.
Le Bloc Béton est neutre vis-à-vis du confort olfactif. D'une part, il n'est pas en contact direct avec l'intérieur du bâtiment. D'autre part, il est essentiellement constitué de composés minéraux, ne favorisant pas le développement de micro-organismes, souvent responsables d'odeurs désagréables.

Cible 12 >> Conditions sanitaires des espaces
Les conditions sanitaires sont l'ensemble des éléments qui permettent de créer un environnement sain pour les usagers du bâtiment. Dans cette cible, sont traitées les nuisances issues de l'espace intérieur et des surfaces, à l'exception de la qualité de l'air et de l'eau (cibles 13 et 14).
Le Bloc Béton assure d'une part un confort acoustique et permet d'autre part de réaliser des parois saines. Ainsi, il participe aux bonnes conditions sanitaires des espaces intérieurs.

Cible 13 >> Qualité sanitaire de l'air
La qualité de l'air exerce sans nul doute une influence sur notre santé. Pour répondre à cette cible, il s'agit de maîtriser les sources de pollution de l'air intérieur et de limiter les effets sur la santé.
Nous respirons environ 15 m3 d'air par jour, malheureusement de plus en plus pollué. Nos modes de vie évoluent. Nous passons désormais près de 80 à 90 % de notre temps à l'intérieur de constructions (logement, école, bureau, transports…). Contrairement aux idées reçues, l'air intérieur d'un bâtiment peut s'avérer plus pollué que l'air extérieur.
Le système constructif en Bloc Béton permet d'éviter les ponts thermiques et la croissance de moisissures. Une étude menée conjointement entre le CERIB et le CSTB en 2002, sur la condensation, montre que dans les conditions climatiques françaises, il n'y a pas de phénomène de condensation dans le mur de référence (enduit + bloc + isolant + plâtre).
Des mesures effectuées en 2003par le CSTB montrent que le Bloc Béton émet des quantités infimes
De Composés Organiques Volatils* (COV) et concluent que ces émissions ne constituent pas un risque sanitaire. Produit minéral, le Bloc Béton ne constitue pas un milieu nutritif pour les micro-organismes.
Le Bloc Béton est une source négligeable de radon. Le Radon, détecté dans les ouvrages provient essentiellement du sous-sol mais les matériaux peuvent en être une source. Les teneurs en radioéléments du Bloc Béton sont proches des concentrations moyennes de l'écorce terrienne.

Cible 14>> Qualité sanitaire de l'eau
Cette cible concerne la qualité des eaux potables et non potables utilisées durant la phase d'usage de l'ouvrage.Pour maintenir une qualité de l'eau satisfaisante à l'intérieur de l'ouvrage, il faut contrôler les réseaux internes, l'accès aux réseaux de distribution collective et enfin maîtriser la qualité de l'eau ne provenant pas d'un réseau de distribution d'eau potable.
Le Bloc Béton n'a aucune incidence sur cette cible.

William AGBODJAN