Le béton fibré

Bruno Caillard

Le béton fibré est un béton dans lequel sont incorporées des fibres. Comme pour le béton armé, les fibres renforcent le béton. Amélioré par les caractéristiques des fibres, le béton fibré est un matériau qui convient à un large choix d’usage.


Béton avec des fibres métalliques

Lors de la formulation du béton fibré, des fibres sont ajoutées aux divers matériaux qui le composent. Pour obtenir un béton doté de hautes performances, il faut essayer d’obtenir un mélange dans lequel les fibres sont réparties de manière homogène puisque ce sont ces fibres qui permettront l’obtention d’un béton amélioré qui pourra, par la suite, convenir à de nombreux usages.

Pour la fabrication d’un béton fibré, plusieurs natures de fibres peuvent être utilisées : métalliques, organiques et céramiques. En fonction de leur nature, ces fibres ont des caractéristiques différentes et ne réagissent pas de la même façon et les caractéristiques du béton varient ainsi selon le choix des fibres à adopter.

Les fibres et leurs propriétés
Parmi les fibres utilisées dans le béton, il existe trois grandes familles ayant chacune des propriétés bien distinctes.

Familles de fibresMatériauxRésistance à la traction [MPa]Allongement à la rupture [%]CaractéristiquesExemples d’application
Fibres métalliquesAcier, Fonte, Inox3 - 41 000 - 2 000Bonne résistance à la flexion et à la traction .
Réduction des dimensions des fissures.
Dallages, sols industriels, planchers, dalles de compression
Éléments préfabriqués (voussoirs de tunnels, poutres, conteneurs, tuyaux)
Bétons projetés en travaux souterrains, stabilisation de pente et ouvrages d’assainissement
Pieux de fondation, semelles filantes
Fibres organiquesCarbone, Kevlar, Aramide, Acrylique, Polyamide, Polypropylène, Polypropylène/Polyéthylène2 - 3.52 000 - 3 000Bonne résistance aux effets due au premier retrait (fissurations) et aux chocs.
Moulage précis.
Dallage
Voussoirs de tunnel
Revêtement d’ouvrages souterrains
Mortiers projetés
Parements esthétiques
Fibres minéralesBasalte, Mica, Verre, Wollastonite10 - 20500 - 750Excellente tenue au feu
Bonne isolation thermique.
Permet la fabrication de parois très minces.
Parements architectoniques
Panneaux de façade
Éléments décoratifs

Composition du béton fibré
La composition du béton fibré est très proche de celle du béton ordinaire. Lors de la formulation de béton fibré, la quantité de fibres varie selon l’application et le type des fibres. De plus, avant d’ajouter des fibres, vous devrez vous assurer en amont de la compatibilité des fibres avec les autres matériaux du mélange.
Pour obtenir une maniabilité correcte (un mélange fluide), les bétons fibrés ont souvent besoin d’adjuvants tels que les superplastifiants. Ces derniers permettent d’obtenir un béton ouvrable, même en présence des fibres.
En résumé, un béton fibré est toujours composé des éléments suivants :

Forme d’application du béton fibré
Le béton fibré peut être appliqué de différentes façons :

  • préfabriqué : voussoirs, poutres.
  • projeté : renforcement de murs, construction.
  • coulé sur place : fondations, planchers, dalles.
  • utilisé comme du mortier : enduit, scellement.

Application du béton fibré
De nombreux ouvrages peuvent être réalisés en béton fibré tels que :

Caractéristiques du béton fibré
Les fibres sont intégrées dans le béton afin de l’améliorer et de lui conférer d’autres caractéristiques que l’on ne retrouve pas chez les autres bétons.

  • Le béton fibré est résistant à la flexion et est très ductile. Les fibres lui permettent de se déformer sans se rompre.
  • Le béton fibré est résistant à la fatigue. Les fibres le rendent plus résistant sur le long terme en limitant la fissuration du matériau.
  • Le béton fibré est résistant à l’abrasion. L’abrasion est un phénomène d’usure provoqué par des frottements répétés, pouvant provoquer la fissuration du matériau. Le fait d’incorporer des fibres au béton permet donc d’améliorer la résistance à l’abrasion et par conséquent de limiter la fissuration.

Avantages du béton fibré
Selon la nature des fibres employées dans le mélange du béton, elles permettent d’offrir un béton avec des qualités très intéressantes pour le domaine du bâtiment. De façon générale, l’action des fibres se traduit ainsi :

  • Facilité de mise en œuvre
  • Obtention d’un béton plus léger que le béton ordinaire
  • Obtention d’un béton plus durable
  • Remplacement total ou partiel des armatures traditionnelles passives (pour le cas des fibres métalliques)
  • Diminution du risque de fissuration
  • Résistance au feu, à l’abrasion, aux chocs, à la traction et à la flexion

Inconvénients du béton fibré

  • Le béton fibré est plus cher que le béton ordinaire.
  • L’ajout de superplastifiant est recommandé car l’incorporation de fibres diminue l’ouvrabilité du béton.
  • L’utilisation des fibres structurelles est interdit en zone de risque sismique modéré et plus.