Matériau connu depuis des millénaires, matériau servant à la construction de remparts puis à la construction de bâtiments et bien sûr d’habitats que cela soit pour le sol, les murs ou les plafonds. Le béton a gardé le vent en poupe et cela tient peut-être à son principe chimique permettant à ce matériau d’être solide et ainsi fiable au fil des siècles.
Qu’est-ce que le béton ?
Le béton est connu depuis l’ère égyptienne, phénicienne et romaine. Il a traversé les siècles en gardant ses caractéristiques et ses qualités ont servi des intérêts variés. Le béton est un matériau de construction composite obtenu grâce au mélange de granulats, sable, gravillons compactés à l’aide d’un liant (matière ayant pour propriété de passer de l’état liquide à l’état solide afin de rassembler par collage des matériaux tels que sable, cailloux, granulats, etc.) d’origine liquide, le ciment, et on parle donc d’un béton de ciment ou à l’aide d’un liant hydrocarboné, le bitume), et on parle dans ce cas de béton bitumineux.
Le béton permet de réaliser toutes sortes de pièces et de volumes via différentes techniques dont le moulage, le coffrage ou encore le banchage.
Le procédé de fabrication du béton fait entrer plusieurs états en compte : vous avez le coulis qui est obtenu grâce au mélange de ciment et d’eau, ce qui donne un mortier très liquide. Autre état, le mortier, c’est-à-dire des agrégats mixés avec le liant liquide.
Vous avez également le béton de sable qui résulte de la même opération à la différence près que la quantité granulaire du sable est plus importante que pour la fabrication du mortier.
Attention, le béton ne doit pas confondu avec un mortier, le premier étant composé de gros granulats et le second de liant et de sable.
A chaque dosage, un béton et la liste est longue. Citons par exemple le béton cellulaire, le béton ciré, le béton fibré, le béton précontraint, etc. eux-mêmes étant décomposés en sous familles de béton, c’est dire !
Les origines de l’utilisation du béton
A l’origine dédié à la construction de forteresses, de portes ou encore de temples et autres lieux de culte, le béton revêtait une importance stratégique pour les Egyptiens ou encore les Phéniciens qui gardaient secret le mode de fabrication du béton. Alexandre le Grand participe à l’exportation du béton dans les colonies grecques au moment de ses conquêtes mais aussi dans l’empire romain.
L’Occident reprend le goût pour le béton au cours du 19ème siècle grâce à l’ingénieur français, Louis Joseph Vicat, inventeur du béton artificiel. Il a analysé le mécanisme de prise des chaux naturelles et a mis au point les opérations d’hydraulicité, c’est-à-dire la prise sous l’eau de l’ensemble des liants hydrauliques, ciment et chaux. L’indice d’hydraulicité est aussi appelé aussi indice de Vicat et exprime la proportion entre les parties acides telles que silice et les parties de base telles que les chaux.
Ce procédé a ainsi servi à la construction du pont de Souillac. L’indice d’hydraulicité concerne les liants et leur capacité à la prise sous l’eau (vitesse de prise et résistance) et celui d’un ciment. Mais ce n’est pas tout, Louis Joseph Vicat fait la découverte du clinker, l’élément composant le ciment lent.
Depuis, le béton fait partie intégrante de la construction et reconnu par les professionnels pour ses qualités de résistance.
Le béton et la chimie
Pour obtenir la prise (incorporation d’eau) d’un béton de ciment, il faut être patient car la réaction chimique est lente. Et pour cause, on estime qu’à l’issue d’une semaine, la résistance mécanique n’est qu’à 75 % de la résistance finale.
Le ciment peut tout de même jouer sur la rapidité de durcissement du béton tout comme la température au moment de l’opération de durcissement, la quantité d’eau introduite ou encore l’influence de déchets organiques.
La prise considérée comme référence est de 28 jours, une durée qui permet d’estimer la résistance du matériau après avoir coulé le béton.
La prise peut être modifiée simplement en en modifiant sa vitesse grâce à l’ajout de béton frais ou d’adjuvants (produits aidant à la transformation du béton) comme les accélérateurs, les plastifiants, les hydrofuges ou les fluidifiants pour ne citer qu’eux.
La prise est donc tout un art à manier avec précaution.