L'invention se rapporte à un béton perméable et un procédé de fabrication d'un tel béton.

Un béton perméable est un béton dont la porosité, ou volume de vides, est suffisamment élevée pour que l'eau puisse s'écouler au travers. Un béton perméable a généralement peu de granulats fins et juste assez de pâte de ciment pour relier les granulats et en même temps en préservant une interconnexion entre les vides du béton.

Des exemples d'application du béton perméable correspondent à la fabrication de dalles pour zones de parking, pour zones à faible trafic, ou pour zones piétonnes.

La tendance actuelle est à la fabrication de bétons ayant un faible impact négatif possible sur l'environnement. Un critère pour mesurer l'impact d'un béton sur l'environnement correspond au coût total équivalent en terme de dioxyde de carbone, ou coût C0 ₂ , de l'ensemble des étapes depuis la fabrication du béton jusqu'à l'utilisation du béton. Il peut être exprimé en kilogramme de C0 ₂ par mètre cube de béton durci. Le coût total en C0 ₂ comprend notamment le coût équivalent en C0 ₂ des matières premières du béton, le coût équivalent en C0 ₂ de la fabrication proprement dite du béton (mélange des composants du béton), le coût équivalent en C0 ₂ du transport du béton du site de fabrication du béton au site d'utilisation du béton, le coût équivalent en C0 ₂ de l'utilisation du béton, etc. Les coûts équivalents en C0 ₂ des constituants du béton et des opérations de fabrication, de transport ou d'utilisation sont notamment décrits dans la norme ISO 14064 - FGE Carbone.

La réduction du coût C0 ₂ d'un béton peut être obtenue par différentes actions, par exemple en réduisant la quantité de pâte de ciment, en remplaçant une partie du ciment par des matériaux de remplissage, en réduisant la distance entre le site de fabrication et le site d'utilisation du béton pour réduire les coûts de transport, etc.

La modification d'une formulation d'un béton pour réduire le coût C0 ₂ du béton ne doit toutefois pas entraîner par une dégradation des propriétés du béton. En particulier pour un béton perméable, une propriété importante est l'aspect visuel de l'élément réalisé en béton perméable. En effet, un élément en béton perméable ne présentant généralement pas une surface parfaitement lisse et plane, la répartition des granulats en surface du béton joue un rôle important dans l'aspect visuel de l'élément en béton. En particulier, il est généralement souhaité que la répartition des granulats en surface de l'élément en béton perméable soit la plus homogène possible. Il existe donc un besoin d'une formulation d'un béton perméable pour la fabrication d'un élément en béton avec un coût C0 ₂ réduit, les granulats étant en outre répartis en surface de façon homogène.

Dans ce but, la présente invention propose un béton perméable comprenant en parties relatives par poids :

100 de ciment Portland ;

0,1 à 500 (de préférence supérieur à 80, par exemple 80 à 350, plus préférentiellement 100 à 250) d'un sable ayant une granulométrie unique avec un D10 à un D90 de 0,063 à 5 mm, ou d'un mélange de sables (de préférence au moins deux sables), le sable le plus fin ayant un D10 à un D90 de 0,063 à 1 mm et le sable le plus grossier ayant un D10 à un D90 de 1 à 5 mm, par exemple de 1 à 4 mm ;

0 à 120, par exemple 0 à 100, de préférence 40 à 90, par exemple 50 à 85 (50 à 80, par exemple environs 70, peut également être utilisé), d'un matériau particulaire pouzzolanique ou non-pouzzolanique ou d'un mélange de matériaux particulaires pouzzolanique ou non-pouzzolanique ayant une taille moyenne de particules inférieure à 40 μηι, par exemple inférieure à 15 μηη ;

0,1 à 10 d'un superplastifiant ;

1000 à 3000, de préférence de 1300 à 2500, par exemple environ 1500, d'un gravillon ou un mélange de gravillons ayant une taille moyenne de particules de 4 mm à 14 mm, de préférence de 6 mm à 10 mm ; et

10 à 55 d'eau efficace, l'eau efficace correspondant à l'eau totale ajoutée au béton pour sa fabrication moins la portion de l'eau totale ajoutée qui est absorbée par le sable ou les sables et le ou les gravillons.

L'invention offre au moins l'un des avantages suivants :

-le coût C0 ₂ du béton perméable selon l'invention est inférieur au coût C02 d'un béton perméable classique ;

-l'aspect visuel d'un élément en béton perméable selon l'invention est amélioré puisque les granulats à la surface du béton sont répartis de façon homogène ; et

-les propriétés mécaniques (notamment la résistance à la compression à 28 jours) du béton selon l'invention sont au moins similaires à celles d'un béton perméable classique.

Enfin l'invention a pour avantage de pouvoir être utilisée dans au moins l'industrie du bâtiment, l'industrie chimique (adjuvantiers), les marchés de la construction (bâtiment, génie civil ou usine de préfabrication) ou l'industrie cimentière.

Par le terme « sable » on entend selon la présente invention un granulat ayant une granulométrie inférieure à 5 mm.

F Par le terme « gravillons » on entend selon la présente invention des granulats ayant une granulométrie de 4 à 20 mm. Il peut y avoir un recouvrement entre la granulométrie de sables et de gravillons.

Dans la suite de la description, sauf indication contraire, les proportions indiquées par des pourcentages correspondent à des proportions massiques. Toutefois, la porosité d'un béton est exprimée par un pourcentage par rapport au volume du béton durci final.

Le D90, également noté D _v 90, correspond au 90 ^eme centile de la distribution en volume de taille des grains, c'est-à-dire que 90 % des grains ont une taille inférieure au D90 et 10 % ont une taille supérieure au D90. De même, le D10, également noté D _v 10, correspond au i o ^eme centile de la distribution en volume de taille des grains, c'est-à- dire que 10 % des grains ont une taille inférieure au D10 et 90 % ont une taille supérieure au D10.

Selon un exemple de réalisation de la présente invention, la densité du béton selon l'invention à l'état durci est de 1 ,690 à 1 ,95, de préférence de 1 ,73 à 1 ,85.

Selon un exemple de réalisation de la présente invention, la porosité du béton selon l'invention à l'état durci est de 20 % à 32 % en volume, de préférence de 25 % à 28 %.

Selon un exemple de réalisation de la présente invention, la résistance à la compression du béton après 28 jours est supérieure à 10 MPa, de préférence supérieure à 13 MPa selon la norme EN 12390-3.

Le sable est généralement un sable de silice ou de calcaire, une bauxite calcinée ou des particules de résidus de la métallurgie, le sable peut également comprendre un matériau minéral dense broyé, par exemple, un laitier vitrifié broyé. Un mélange de sables préféré comprend un mélange (de préférence de deux sables), le sable le plus fin ayant un D10 à un D90 de 0,063 à 1 mm et le sable le plus grossier ayant un D10 à un D90 de 1 à 5 mm.

Le gravillon est généralement un gravillon concassé, par exemple un gravillon commercialisé par Lafarge, du site de Cassis, France.

Des matériaux pouzzolaniques adaptés comprennent les fumées de silice, également connues comme micro-silice, qui sont un sous-produit de la production de silicium ou d'alliages de ferrosilicium. Il est connu comme un matériau pouzzolanique réactif. Son principal constituant est le dioxyde de silicium amorphe. Les particules individuelles ont généralement un diamètre d'environ 5 à 10 nm. Les particules individuelles s'agglomèrent pour former des agglomérats de 0,1 à 1 μηη, et puis

F peuvent s'agréger ensemble en agrégats de 20 à 30 μηη. Les fumées de silice ont généralement une surface spécifique BET de 10 - 30 m ² /g.

De préférence, le béton selon l'invention ne comprend presque pas de fumée de silice, c'est-à-dire que la concentration en poids de fumée de silice dans la matrice cimentaire est inférieure à 0,1 %.

D'autres matériaux pouzzolaniques comprennent des matériaux comprenant des aluminosilicate tels que le métakaolin et les pouzzolanes naturelles ayant des origines volcaniques, sédimentaires, ou diagéniques.

Des matériaux non-pouzzolaniques adaptés comprennent des matériaux comprenant du carbonate de calcium (par exemple du carbonate de calcium broyé ou précipité), de préférence un carbonate de calcium broyé. Le carbonate de calcium broyé peut, par exemple, être le Durcal 1™ (OMYA, France). Les matériaux non- pouzzolaniques ont de préférence une taille moyenne de particules inférieure à 5 μηη, par exemple de 1 à 4 μηη. Les matériaux non-pouzzolaniques peuvent être un quartz broyé, par exemple le C800 qui est un matériau de remplissage de silice pratiquement non-pouzzolanique fourni par Sifraco, France. La surface spécifique BET préférée (déterminée par des méthodes connues) du carbonate de calcium ou du quartz broyé est de 2 - 10 m ² /g, généralement moins de 8 m ² /g, par exemple de 4 à 7 m ² /g, de préférence moins de 6 m ² /g. Le carbonate de calcium précipité convient également comme matériau non-pouzzolanique. Les particules individuelles ont généralement une taille (primaire) de l'ordre de 20 nm. Les particules individuelles s'agglomèrent en agglomérats ayant une taille (secondaire) d'environ 0,1 à 1 μηη. Les agrégats forment eux-mêmes des amas ayant une taille (ternaire) supérieure à 1 μηη.

Un matériau non-pouzzolanique unique ou un mélange de matériaux non- pouzzolaniques peut être utilisé, par exemple du carbonate de calcium broyé, du quartz broyé ou du carbonate de calcium précipité ou un mélange de ceux-ci. Un mélange de matériaux pouzzolaniques ou un mélange de matériaux pouzzolaniques et non-pouzzolaniques peuvent également être utilisés.

Des fibres peuvent être incluses comme additions dans le béton selon l'invention. Ceux-ci peuvent être des fibres fabriquées à partir de polypropylène, de cellulose, de verre et de PVA, de nylon et d'acier, ainsi que des fibres mélangées.

Des ciments qui conviennent comprendent les ciments Portland décrits dans l'ouvrage "Lea's Chemistry of Cernent and Concrète ». Les ciments Portland incluent les ciments de laitier, les ciments de pouzzolane, les ciments de cendres volantes, les ciments de schistes brûlés, les ciments de calcaire et les ciments composites. Il s'agit par exemple d'un ciment de type CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV ou CEM V selon la

F norme « Ciment » NF EN 197-1 . Un ciment préféré pour l'invention est le CEM I. Le ciment dans le béton de l'invention est de préférence un ciment blanc. Le ciment peut être sélectionné, c'est-à-dire qu'une opération de préparation est effectuée pour conserver des particules du ciment d'une classe granulométrique donnée, par exemple par un broyage plus important que celui effectué de façon générale pour obtenir un ciment Portiand classique, par une sélection ou une classification, par exemple par tamisage ou par sélection pneumatique. A titre d'exemple, le ciment Portiand sélectionné peut comprendre des particules ayant un D90 inférieur à 30 μηη.

Par l'expression « plastifiant/réducteur d'eau », on entend selon la présente invention un adjuvant qui, sans modifier la consistance, permet de réduire la teneur en eau d'un béton donné, ou qui, sans modifier la teneur en eau, en augmente l'affaissement/l'étalement, ou qui produit les deux effets en même temps. La norme EN 934-2 prévoit que la réduction d'eau doit être supérieure à 5 %. Les réducteurs d'eau peuvent, par exemple, être à base d'acides lignosulfoniques, d'acides hydroxycarboxyliques ou d'hydrates de carbone traités et d'autres composés organiques spécialisés, par exemple le glycérol, l'alcool polyvinylique, le sodium alumino-méthyl-siliconate, l'acide sulfanilique et la caséine.

Par l'expression « superplastifiant » ou « superfluidifiant » ou « super réducteur d'eau », on entend selon la présente invention un réducteur d'eau qui permet de réduire de plus de 12 % la quantité d'eau nécessaire à la réalisation d'un béton (norme EN 934-2). Un superplastifiant présente une action fluidifiante puisque, pour une même quantité d'eau, l'ouvrabilité du béton est augmentée en présence du superplastifiant. Les superplastifiants ont été classés de façon générale en quatre groupes : condensât de naphtalène formaldéhyde sulfoné (SNF) (généralement un sel de sodium) ; ou condensât de mélamine formaldéhyde sulfoné (SMF) ; des lignosulfonates modifiés (MLS) ; et autres. Des superplastifiants de nouvelle génération comprennent des composés polycarboxyliques tels que les polyacrylates. Le superplastifiant est de préférence une nouvelle génération de superplastifiant, par exemple un copolymère comprenant du polyéthylène glycol comme greffon et des fonctions carboxyliques dans la chaîne principale telle qu'un éther polycarboxylique. Des polysulphonates- polycarboxylate de sodium et des polyacrylates de sodium peuvent également être utilisés. La quantité de superplastifiants généralement requis dépend de la réactivité du ciment. Plus la réactivité du ciment est faible, plus la quantité requise de superplastifiant est faible. Afin de réduire la quantité totale d'alcalins, le superplastifiant peut être utilisé comme un sel de calcium plutôt que d'un sel de sodium.

F D'autres additifs peuvent être ajoutés au béton selon l'invention, par exemple, un agent antimousse (par exemple, du polydiméthylsiloxane). Un autre exemple peut être des silicones sous la forme d'une solution, d'un solide ou de préférence sous la forme d'une résine, d'une huile ou d'une émulsion, de préférence dans l'eau. Des silicones plus particulièrement adaptées comprennent les groupes caractéristiques (RSiOo.s) et (R ₂ SiO). Dans ces formules, les radicaux R, qui peuvent être identiques ou différents, sont de préférence l'hydrogène ou un groupe alkyle de 1 à 8 atomes de carbone, le groupe méthyle étant le groupe préféré. Le nombre de groupes caractéristiques est de préférence de 30 à 120. La quantité d'un tel agent dans le béton est généralement moins de 5 parties par poids par rapport au ciment.

Le béton selon l'invention peut également comprendre des agents hydrophobes pour augmenter la répulsion de l'eau et réduire l'absorption de l'eau et la pénétration dans des structures solides comprenant le béton selon l'invention. De tels agents comprennent les silanes, les siloxanes, les silicones et les siliconates ; des produits disponibles dans le commerce comprennent des produits liquides et solides qui sont diluables dans un solvant, par exemple un produit sous forme de granulés.

Le béton selon l'invention peut également inclure des agents anti-efflorescence (pour contrôler l'efflorescence primaire et/ou secondaire). Ces agents comprennent des formulations comprenant un composé acide hydrofuge, par exemple un mélange liquide d'acide gras (par exemple un acide gras de tall oil qui peut comprendre un acide gras insoluble dans l'eau, un acide rosinique ou un mélange de ceux-ci) pour l'efflorescence primaire et des mélanges aqueux comprenant une dispersion de stéarate de calcium (CSD) pour l'efflorescence secondaire. Les agents anti- efflorescence contrôlant l'efflorescence primaire et secondaire comprennent des compositions comprenant un composé acide hydrofuge, généralement choisi parmi les acides gras, les acides rosiniques et les mélanges de ceux-ci et une dispersion aqueuse de stéarate de calcium. Le terme dispersion de stéarate de calcium signifie généralement une dispersion de stéarate de calcium, de palmitate de calcium, de myristate de calcium ou une combinaison de ceux-ci. Des silicates, par exemple des silicates alcalins, peuvent également être inclus dans le béton selon l'invention pour lutter contre l'efflorescence. Des produits similaires peuvent être utilisés comme traitements de surface sur le béton durci selon l'invention.

Le béton selon l'invention peut comprendre un agent épaississant et/ou un agent modifiant la limite d'écoulement (généralement pour accroître la viscosité et/ou la limite d'écoulement). De tels agents comprennent : les dérivés de cellulose, par exemple des éthers de cellulose solubles dans l'eau, tels que le carboxyméthyl cellulose, le

F méthycellulose, l'éthylcellulose, l'hydroxyéthyl cellulose et l'hydroxypropyl cellulose et leurs sels, notamment leur sel de sodium ; les alginates ; et le xanthane, la carraghénine ou la gomme de guar. Un mélange de ces agents peut être utilisé.

Le béton selon l'invention peut comprendre un agent activateur qui permet d'accélérer les réactions d'hydratation des matériaux vitreux. De tels agents comprennent des sels sodique et/ou calcique.

Le béton selon l'invention peut comprendre un accélérateur et/ou un agent entraîneur d'air et/ou un retardateur.

La présente invention se rapporte à un béton perméable comprenant pour un mètre cube de béton frais :

de 50 kg à 180 kg (de préférence de 60 kg à 120 kg, plus préférentiellement de 75 kg à 90 kg) de ciment Portland ;

de 1 kg à 260 kg (de préférence de 70 kg à 240 kg, plus préférentiellement de 100 kg à 200 kg) d'un sable ayant une granulométrie unique avec un D10 à un D90 de 0,063 à 5 mm, ou d'un mélange de sables (de préférence au moins deux sables), le sable le plus fin ayant un D10 à un D90 de 0,063 à 1 mm et le sable le plus grossier ayant un D10 à un D90 de 1 à 5 mm, par exemple de 1 à 4 mm ;

de 60 kg à 150 kg (de préférence de 70 kg à 120 kg, plus préférentiellement de 75 kg à 100 kg) d'un matériau particulaire pouzzolanique ou non-pouzzolanique ou un mélange de matériaux particulaires pouzzolanique ou non-pouzzolanique ayant une taille moyenne de particules inférieure à 40 μηη, par exemple inférieure à 15 μηη ;

de 1 kg à 10 kg (de préférence de 4 kg à 9 kg, plus préférentiellement de 5 kg à 8 kg) d'un superplastifiant ;

de 1200 kg à 1800 kg (de préférence de 1300 kg à 1600 kg, plus préférentiellement de 1350 kg à 1500 kg) d'un gravillon ou d'un mélange de gravillons ayant une taille moyenne de particules inférieure de 5 à 14 mm ; et

de 25 kg à 60 kg (de préférence de 25 kg à 55 kg, plus préférentiellement de 30 kg à 45 kg) d'eau efficace.

De préférence le béton selon l'invention a un temps de prise Vicat de 2 à 18 heures, par exemple de 4 à 14 heures.

Les composants du béton perméable présentent, selon des modes de réalisations particuliers, les mêmes caractéristiques que celles qui ont été décrites ci- dessus.

Le rapport massique eau/ciment du béton selon l'invention peut varier si des substituts au ciment sont utilisés, plus particulièrement des matériaux pouzzolaniques. Le rapport E/L, où E désigne la quantité d'eau et L la quantité de liant, c'est-à-dire les

F matériaux comprenant le ciment Portland et le matériau particulaire pouzzolanique ou non-pouzzolanique, est typiquement de 0,15 à 0,35, de préférence de 0,15 à 0,25, plus préférentiellement de 0,18 à 0,25.

Le volume de pate (qui comprend le ciment, l'eau, le superplastifiant et les matériaux particulaires pouzzolaniques ou non-pouzzolaniques) est de 40 à 170 L par mètre cube de béton frais, de préférence de 50 à 100 L par mètre cube de béton frais, plus préférentiellement de 60 à 90 L par mètre cube de béton frais.

Le béton peut être préparé par des méthodes connues, notamment le mélange des composants solides et de l'eau, la mise en place puis le durcissement.

Afin de préparer le béton selon l'invention, les constituants sont mélangés avec de l'eau. L'ordre suivant de mélange peut, par exemple, être adopté : mélange des constituants pulvérulents de la matrice ; introduction de l'eau et d'une fraction, par exemple la moitié, des adjuvants ; mélange ; introduction de la fraction restante des adjuvants ; mélange ; introduction des autres constituants ; mélange.

Dans le mélange des composants du béton selon l'invention, les matériaux sous forme de particules autres que le ciment peuvent être introduits comme premix sec de poudres ou de suspensions aqueuses diluées ou concentrées.

L'invention se rapporte, en outre, à un procédé de fabrication d'un béton selon l'invention comprenant une étape de mise en contact entre le ciment Portland, le sable ou le mélange de sables, le matériau particulaire pouzzolanique ou non-pouzzolanique ou le mélange de matériaux particulaires pouzzolanique ou non-pouzzolanique et l'eau.

L'invention concerne, en outre, un procédé de préparation d'un béton comprenant le mélange des constituants du béton perméable selon l'invention et le compactage du béton perméable en surface.

Le compactage en surface du béton perméable peut être réalisé par tout type d'outil, notamment une règle, un paveur, un rouleau, un vibreur, en une ou plusieurs étapes.

L'invention se rapporte, en outre, à un élément pour le domaine de la construction, caractérisé en ce qu'il est réalisé en utilisant un béton tel que défini précédemment.

Selon un exemple de réalisation de l'invention, le coût total en C0 ₂ du béton selon l'invention est inférieur à 160 kg par mètre cube de béton frais, de préférence inférieur à 100, plus préférentiellement inférieur à 90.

Des exemples, illustrant l'invention sans en limiter la portée, vont être décrits en relation avec les figures suivantes parmi lesquelles :

F -la figure 1 est une image en noir et blanc de la surface d'un béton perméable classique ;

-la figure 2 représente la répartition du nombre de pixels noirs de l'image de la figure 1 ;

-la figure 3 est une image en noir et blanc de la surface d'un béton perméable selon un exemple de réalisation de l'invention ; et

-la figure 4 représente la répartition du nombre de pixels noirs de l'image de la figure 3.

EXEMPLES

Dans ces exemples, les matériaux utilisés sont disponibles auprès des fournisseurs suivants :

Ciment HTS, Le Teil Lafarge France

Ciment Val d'Azergues Lafarge France

AAddddiittiioonn mmiinnéérraallee BBLL 220000™ Omya, France

Durcal 1™ Omya, France

Cendres volantes site de Carling, France

Sable n°1 Sifraco, France

Sable n°2 1 ,6/3 Lafarge, site de Cassis, France

GGrraavviilllloonn 33//1100 Lafarge, site de Cassis, France

Gravillon 6/10 Lafarge, site de Dowlow, Grande-Bretagne ou site d'AIrewas (Grande-Bretagne) ou de Cassis, France

Gravillons 6,3/10 Lafarge, site de Texas, USA) Plastifiant CHRYSOPIast 209™ Chryso

Superplastifiant CHRYSOFluid Premia 196™ Chryso

Superplastifiant Ductal F2™ Chryso, France

Le Durcal 1™ a un D10 de 0,8 μηι, un D90 de 8 μηι, une surface spécifique BET d'environ 6 m ² /g et une taille moyenne de particules d'environ 2,5 μηη. Le matériau BL 200™ est un matériau de remplissage calcaire ayant un D90 inférieur à 50 μηη. Le ciment Portiand (ciment HTS, Le Teil) a un D10 de 2,51 μηη et un D90 de 46,2 μηη et une taille moyenne de particules de 20,90 μηη. Le sable n°1 a un D90 d'environ 630 μηη et un D10 d'environ 250 μηη. Le ciment du Val d'Azergues est un ciment CEM I 52.5N. Le plastifiant CHRYSOPIast 209™ est du type lignosulfonate. Les superplastifiants CHRYSOFluid Premia 196™ et Ductal F2™ sont du type polycarboxylate polyox.

F Méthode de granulométrie laser

Les valeurs D10 et D90 et les tailles moyennes de particules pour les différentes poudres ont été obtenues à partir des courbes granulométriques des courbes déterminées au moyen d'un granulomètre laser Malvern MS2000. La mesure a été effectuée dans un milieu approprié (par exemple, en milieu aqueux ou l'ethanol pour les particules de ciment) ; la taille des particules devait être de 0,02 m à 2 mm. La source lumineuse était constituée par un laser rouge He-Ne (632 nm) et une diode bleue (466 nm). Le modèle optique était celui de Fraunhofer, la matrice de calcul était de type polydisperse.

Une mesure de bruit de fond était d'abord effectuée avec une vitesse de pompe de 2000 tr/min, une vitesse d'agitateur de 800 tr/min et une mesure du bruit sur 10 s, en l'absence d'ultrasons. On a alors vérifié que l'intensité lumineuse du laser était au moins égale à 80 %, et que l'on obtenait une courbe exponentielle décroissante pour le bruit de fond. Si ce n'était pas le cas, les lentilles de la cellule devaient être nettoyées.

On a effectué ensuite une première mesure sur l'échantillon avec les paramètres suivants : vitesse de pompe de 2000 tr/min, vitesse d'agitateur de 800 tr/min, absence d'ultrasons, limite d'obscuration entre 10 et 20 %. L'échantillon a été introduit pour avoir une obscuration légèrement supérieure à 10 %. Après stabilisation de l'obscuration, la mesure a été effectuée avec une durée entre l'immersion et la mesure fixée à 10 s. La durée de mesure était de 30 s (30000 images de diffraction analysées). Dans le granulogramme obtenu, il a fallu tenir compte du fait qu'une partie de la population de la poudre pouvait être agglomérée.

On a effectué ensuite une seconde mesure (sans vidanger la cuve) avec des ultrasons. La vitesse de pompe a été portée à 2500 tr/min, l'agitation à 1000 tr/min, les ultrasons étaient émis à 100 % (30 watts). Ce régime a été maintenu pendant 3 minutes, puis on est revenu aux paramètres initiaux : vitesse de pompe de 2000 tr/min, vitesse d'agitateur de 800 tr/min, absence d'ultrasons. Au bout de 10 s (pour évacuer les bulles d'air éventuelles), on a effectué une mesure de 30 s (30000 images analysées). Cette seconde mesure correspondait à une poudre désagglomérée par dispersion ultrasonique.

Chaque mesure a été répétée au moins deux fois pour vérifier la stabilité du résultat. L'appareil a été étalonné avant chaque séance de travail au moyen d'un échantillon standard (silice C10 Sifraco) dont la courbe granulométrique était connue. Toutes les mesures présentées dans la description et les gammes annoncées correspondaient aux valeurs obtenues avec ultrasons.

F Méthode de mesure de la surface spécifique BET

La surface spécifique des différentes poudres a été mesurée comme suit. On a prélevé un échantillon de poudre de masse suivante : 0,1 à 0,2 g pour une surface spécifique estimée à plus de 30 m ² /g ; 0,3 g pour une surface spécifique estimée à 10- 30 m ² /g ; 1 g pour une surface spécifique estimée à 3-10 m ² /g ; 1 ,5 g pour une surface spécifique estimée à 2-3 m ² /g ; 2 g pour une surface spécifique estimée à 1.5-2 m ² /g ; 3 g pour une surface spécifique estimée à 1 -1 ,5 m ² /g.

On a utilisé une cellule de 3 cm ³ ou de 9 cm ³ selon le volume de l'échantillon. On a peser l'ensemble de la cellule de mesure (cellule + tige en verre). Puis on a ajouté l'échantillon dans la cellule : le produit ne devait pas être à moins d'un millimètre du haut de l'étranglement de la cellule. On a pesé l'ensemble (cellule + tige en verre + échantillon). On a mis en place la cellule de mesure sur un poste de dégazage et on a dégazé l'échantillon. Les paramètres de dégazage étaient de 30 min / 45°C pour le ciment Portland, le gypse, les pouzzolanes ; de 3 h / 200°C pour les laitiers, cendres volantes, ciment alumineux, calcaire ; et de 4 h / 300°C pour l'alumine de contrôle. La cellule a rapidement été bouchée avec un bouchon après le dégazage. On a pesé l'ensemble et on note le résultat. Toutes les pesées ont été effectuées sans le bouchon, celui-ci étant temporairement retiré pour faire la mesure. La masse de l'échantillon était obtenue par soustraction de la masse de la cellule à la somme des masses de la cellule et de l'échantillon dégazé.

On effectue ensuite l'analyse de l'échantillon après l'avoir mis en place sur le poste de mesure. L'analyseur était le SA 3100 de Beckman Coulter. La mesure reposait sur l'adsorption d'azote par l'échantillon à une température donnée, ici la température de l'azote liquide, soit environ -196°C. L'appareil mesurait la pression de la cellule de référence dans laquelle l'adsorbat était à sa pression de vapeur saturante et celle de la cellule de l'échantillon dans laquelle des volumes connus d'adsorbat étaient injectés. La courbe résultant de ces mesures était l'isotherme d'adsorption. Dans le processus de mesure, la connaissance du volume mort de la cellule était nécessaire : une mesure de ce volume était donc réalisée avec de l'hélium avant l'analyse.

La masse de l'échantillon calculée précédemment était entrée en tant que paramètre. La surface spécifique BET était déterminée par le logiciel par régression linéaire à partir de la courbe expérimentale. L'écart-type de reproductibilité obtenu à partir de 10 mesures sur une silice de surface spécifique 21 ,4 m ² /g était de 0,07. L'écart-type de reproductibilité obtenu à partir de 10 mesures sur un ciment de surface spécifique 0,9 m ² /g était de 0,02. Une fois toutes les deux semaines un contrôle était

F effectué sur un produit de référence. Deux fois par an, un contrôle était réalisé avec l'alumine de référence fournie par le constructeur.

Méthode de préparation du béton

Le béton perméable selon l'invention a été réalisé au moyen d'un malaxeur de type Zyclos (50 litres). La méthode de préparation a été réalisée à 20°C. La méthode de préparation comprenait les étapes suivantes :

Mettre les granulats dans le bol du malaxeur ;

A T = 0 seconde : débuter le malaxage et ajouter simultanément l'eau de mouillage en 30 secondes, puis continuer à malaxer jusqu'à 60 secondes ;

A T = 1 minute : arrêter le malaxage et laisser reposer pendant 4 minutes ; A T = 5 minutes : ajouter le liant hydraulique ;

A T = 6 minutes : malaxer pendant 1 minute ;

A T = 7 minutes : ajouter l'eau de gâchage en 30 secondes (en continuant de malaxer) ; et

A T = 7 minutes et 30 secondes : malaxer pendant 2 minutes.

Méthode de détermination du coût en dioxyde de carbone du béton

Le protocole pour le calcul de la teneur en C0 ₂ se faisait selon la méthode du bilan carbone décrite par l'ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie). Le poids équivalent C0 ₂ des matières premières d'un béton comprenant un nombre n de composants a été donné par la relation suivante : l où E, était le facteur d'émission du composant d'indice i (en kg équivalent de C02 par kg de composant d'indice i) ; et

Qi était la quantité du composant d'indice i dans un mètre cube de béton.

Les valeurs des facteurs d'émission E, provenaient notamment des fiches de déclaration environnementales et sanitaires (FDES) fournies par la base de données française de référence sur les caractéristiques environnementales et sanitaires des produits de construction (base INIES).

Pour les exemples qui suivent, le volume de pate de liant correspond à la somme du volume de ciment, d'additions minérales et d'eau efficace. EXEMPLE DE COMPARAISON

F Un exemple de réalisation de béton frais selon la présente invention a été réalisé selon la formulation de comparaison suivante :

Le rapport eau efficace/ciment était de 0,22. Le volume de pate de ciment était de 230 litres par mètre cube de béton frais. La quantité d'air entraîné dans le béton était de 250 litres par mètre cube de béton durci.

Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon cet exemple était de 330 kg de C0 ₂ par mètre cube de béton frais.

Une dalle de 120 cm de longueur, de 120 cm de largeur et de 15 cm de hauteur a été réalisée avec le béton selon la formulation de comparaison. Une photographie de la face supérieure de la dalle a été prise à une distance de 30 cm de la face supérieure. Une analyse de la photographie a été réalisée, avec le logiciel de la gamme analySIS commercialisée par la société Olympus.

La figure 1 représentait une image binaire en noir et blanc qui a été obtenue à partir de la photographie de la face supérieure de la dalle. Les granulats 10 en surface apparaissaient en blanc tandis que les vides 12 entre les granulats qui étaient visibles depuis la face supérieure, apparaissaient en noir.

L'image a été divisée en sous-régions adjacentes qui avaient les mêmes dimensions (par exemple neuf sous-régions correspondant chacune à un carré dont le côté était supérieur à cinq fois le diamètre du plus gros granulat du béton). Pour chaque sous-région, le nombre de pixels noirs de l'image a été déterminé. La dispersion du nombre de pixels noirs par sous-région a été déterminée.

La figure 2 représente la courbe de répartition du nombre de pixels noirs de l'image de la figure 1 . La moyenne du nombre de pixels noirs par sous-région était de 8. Le coefficient de variation était de 63 %.

EXEMPLE 1

F Un exemple de réalisation de béton frais selon la présente invention a été réalisé selon la formulation suivante :

Les gravillons 6/10 étaient des gravillons du site de Dowlow de Lafarge (en Grande-Bretagne). Le rapport eau efficace/ciment plus BL 200™ plus Durcal 1™ était de 0,18. Le volume de pate de liant était de 80 litres par mètre cube de béton frais. La quantité d'air entraîné dans le béton était de 297 litres par mètre cube de béton durci.

Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon le premier exemple était de 96 kg de C0 ₂ par mètre cube de béton frais. Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon le premier exemple était inférieur au coût C0 ₂ des matières premières du béton de l'exemple de comparaison.

EXEMPLE 2

Un exemple de réalisation de béton frais selon la présente invention a été réalisé selon la formulation suivante :

F Les gravillons 6/10 étaient des gravillons du site d'AIrewas de Lafarge (Grande- Bretagne). Le rapport eau efficace/ciment plus BL 200™ plus Durcal 1™ était de 0,18. Le volume de pate de liant était de 82 litres par mètre cube de béton frais. La quantité d'air entraîné dans le béton était de 232 litres par mètre cube de béton durci.

Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon cet exemple était de 99 kg de C0 ₂ par mètre cube de béton frais. Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon le second exemple était inférieur au coût C0 ₂ des matières premières du béton de l'exemple de comparaison.

EXEMPLE 3

Un exemple de réalisation de béton frais selon la présente invention a été réalisé selon la formulation suivante :

Les gravillons 6/10 étaient des gravillons du site Lafarge de Cassis, France . Le rapport eau efficace/ciment plus BL 200™ plus Durcal 1™ était de 0,18. Le volume de pate de liant était de 85 litres par mètre cube de béton frais. La quantité d'air entraîné dans le béton était de 320 litres par mètre cube de béton durci.

Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon cet exemple était de 101 kg de C0 ₂ par mètre cube de béton frais. Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon le troisième exemple était inférieur au coût C0 ₂ des matières premières du béton de l'exemple de comparaison.

Une dalle de 120 cm de longueur, de 120 cm de largeur et de 150 cm de hauteur a été réalisée avec le béton selon la formulation de l'exemple 1. Une photographie de la face supérieure de la dalle a été prise à une distance de 30 cm de la face supérieure. Une analyse de la photographie a été réalisée avec le logiciel analySIS commercialisé par la société Olympus.

F La figure 3 représentait une image binaire en noir et blanc obtenue à partir de la photographie de la face supérieure de la dalle. Les granulats 20 en surface apparaissaient en blanc tandis que les vides 22 entre les granulats, qui étaient visibles depuis la face supérieure, apparaissaient en noir.

L'image a été divisée en sous-régions adjacentes qui avaient les mêmes dimensions (par exemple neuf sous-régions correspondant chacune à un carré dont le côté était supérieur à cinq fois le diamètre du plus gros granulat du béton). Pour chaque sous-région, le nombre de pixels noirs de l'image a été déterminé. La dispersion du nombre de pixels noirs par sous-région a été déterminée.

La figure 4 représentait la courbe de répartition du nombre de pixels noirs de l'image de la figure 3. La moyenne du nombre de pixels noirs par sous-région était de 8. Le coefficient de variation était de 13,61 %.

Une comparaison des figures 2 et 4 a montré que les vides visibles depuis la face supérieure de la dalle réalisée avec le béton de l'exemple 3 de l'invention étaient répartis de façon plus homogène que les vides qui étaient visibles depuis la face supérieure de la dalle réalisée avec le béton selon la formule de comparaison. Ceci signifiait que les granulats à la surface de la dalle réalisée avec le béton de l'exemple 3 de l'invention étaient répartis de façon plus homogène que les granulats à la surface de la dalle réalisée avec le béton selon la formule de comparaison.

EXEMPLE 4

Un exemple de réalisation de béton frais selon la présente invention a été réalisé selon la formulation suivante :

Les gravillons 6/10 étaient des gravillons du site de Cassis de Lafarge. Le rapport efficace/ciment plus BL 200™ plus Durcal 1™ était de 0,18. Le volume de pate de

F liant était de 85 litres par mètre cube de béton frais. La quantité d'air entraîné dans le béton était de 320 litres par mètre cube de béton durci.

Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon cet exemple était de 103 kg de C0 ₂ par mètre cube de béton frais. Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon le quatrième exemple était inférieur au coût C0 ₂ des matières premières du béton de l'exemple de comparaison.

EXEMPLE 5

Un exemple de réalisation de béton frais selon la présente invention a été réalisé selon la formulation suivante :

Les gravillons 6/10 étaient des gravillons du site Lafarge de Cassis, France. Le rapport eau efficace/ciment plus BL 200™ plus Durcal 1™ était de 0,18. Le volume de pate de liant était de 160 litres par mètre cube de béton frais. La quantité d'air entraîné dans le béton était de 320 litres par mètre cube de béton durci.

Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon cet exemple était de 172 kg de C0 ₂ par mètre cube de béton frais. Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon le cinquième exemple était inférieur au coût C0 ₂ des matières premières du béton de l'exemple de comparaison.

EXEMPLE 6

Un exemple de réalisation de béton frais selon la présente invention a été réalisé selon la formulation suivante :

F BL 200™ 26

Durcal 1™ 51

Sable n°1 201

Gravillons 6,3/10 1470

Superplastifiant 5,292

(Ductal F2™)

Eau totale 43,76 (dont 32 kg d'eau efficace)

Les gravillons 6,3/10 étaient des gravillons du site Lafarge de Texas, USA . Le rapport eau efficace/ciment plus BL 200™ plus Durcal 1™ était de 0,18. Le volume de pate de liant était de 91 litres par mètre cube de béton frais. La quantité d'air entraîné dans le béton était de 300 litres par mètre cube de béton durci.

Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon cet exemple était de 1 13 kg de C0 ₂ par mètre cube de béton frais. Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon le sixième exemple était inférieur au coût C0 ₂ des matières premières du béton de l'exemple de comparaison.

EXEMPLE 7

Un exemple de réalisation de béton frais selon la présente invention a été réalisé selon la formulation suivante :

Les gravillons 6/10 étaient des gravillons du site Lafarge de Cassis, France. Le rapport eau efficace sur ciment plus BL 200™ plus Durcal 1™ était de 0,18. Le volume de pate de liant était de 85 litres par mètre cube de béton frais. La quantité d'air entraîné dans le béton était de 320 litres par mètre cube de béton durci.

F Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon cet exemple était de 102 kg de C0 ₂ par mètre cube de béton frais. Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon le septième exemple était inférieur au coût C0 ₂ des matières premières du béton de l'exemple de comparaison.

EXEMPLE 8

Un exemple de réalisation de béton frais selon la présente invention a été réalisé selon la formulation suivante :

Les gravillons 6/10 étaient des gravillons du site Lafarge de Cassis, France. Le rapport eau efficace/ciment plus BL 200™ plus Durcal 1™ était de 0,18. Le volume de pate de liant était de 85 litres par mètre cube de béton frais. La quantité d'air entraîné dans le béton était de 390 litres par mètre cube de béton durci.

Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon cet exemple était de 102 kg de C0 ₂ par mètre cube de béton frais. Le coût C0 ₂ des matières premières du béton perméable selon le huitième exemple était inférieur au coût C0 ₂ des matières premières du béton de l'exemple de comparaison.

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