Les bétons lourds

Bruno Caillard

Le béton lourd est un béton qui affiche une densité particulièrement élevée comparée à celle du béton classique. Après séchage, cette densité est de 3 000 kg/m³ (pouvant même aller jusqu’à 6 000 kg/m³) contre 2 000 à 2 300 kg/ m³ pour le béton traditionnel.

Utilisation du béton lourd


Béton lourd dans le secteur nucléaire

Le béton lourd permet la réalisation des culées des ponts et des lests ou contrepoids. Avec l’émergence du secteur nucléaire, ce béton est aussi sollicité pour protéger des radiations dangereuses qui sont libérées des centrales ou des systèmes d’accélération de particules. Il offre également une barrière efficace contre les rayons X, les rayons Gamma et les autres émanations radioactives.

Composition du béton lourd

Comme tout autre béton, le béton lourd est fabriqué à base de ciment, d’eau et de granulats. Notamment, il est composé de granulats très denses et possédant une viscosité plus élevée. On utilise souvent de la magnétite,


de l’hématite, de la barytine ou encore du plomb. Il est également possible de recourir à des déchets ferreux tels que les grenailles ou les riblons. Généralement, l’eau est faiblement dosée dans la composition de ce type de béton.

Les mélanges de granulats lourds, de graviers et de sable naturel donnent des bétons lourds de masse volumique allant jusqu’à environ 3 800 kg/m³. Pour obtenir des masses volumiques proches de 5 900 kg/m³, il faut ajouter du fer ou de l’acier.

Ci-dessous quelques compositions pour avoir des bétons lourds de masse volumique comprise entre 3 500 et 4 200 kg/m³ :

MatièreMasse des matières pour la masse volumique du béton [kg/m³]
35003500>38004200
Ciment [kg/m³] 300 300 300 300
Eau [L/m³] 170 170 170 170
Gravier/sable [kg/m³] 420 - - -
Baryte [kg/m³] - 1610 - -
Hématite [kg/m³] 2680 1490 3470 2860
Granulats ferreux [kg/m³] - - - 940

Mise en oeuvre du béton lourd

Pour les bétons lourds, on applique généralement les mêmes principes de base appliqués lors de la réalisation du béton ordinaire. La différence est surtout au niveau des différences de densité.

  • Malaxage

Les bétons lourds sont fabriqués dans des mélangeurs horizontaux ou à bacs usuels. La durée du malaxage est un facteur critique et doit être déterminée au moyen d’essais préliminaires. Si la durée du malaxage est trop courte, le béton frais n’est pas homogène et si elle est trop longue, l’abrasion des granulats peut s’amplifier.

  • Transport et mise en place

Pendant le transport, les bétons lourds doivent être en mouvement afin de ne pas entrer en ségrégation. Le risque de ségrégation est particulièrement grand avec les bétons lourds à granulats de différentes masses volumiques granulaires. Lors de la mise en place, ne pas répartir le béton avec le vibrateur. Cela peut se faire avec les procédés usuels.

  • Compactage

Le béton lourd de bonne composition se prête bien au compactage. Le rayon d’action des vibrateurs est toutefois plus petit que dans le cas du béton ordinaire. En effet, seuls des essais préalables permettent de trouver les appareils de fréquence et les diamètres appropriés des aiguilles. Pendant le vibrage, les granulats lourds descendent plus rapidement que les granulats ordinaires mais la ségrégation peut être évitée dans une large mesure si, dans le béton frais, le mortier est visqueux et pauvre en eau. Le vibrage doit être en outre aussi courte que possible et effectuée avec des espacements et des profondeurs de pénétration aussi faibles que possible.
Les joints de reprise doivent être évités dans toute la mesure du possible. Lorsque des interruptions sont inévitables, il faudrait reprendre le bétonnage après 4 à 8 heures au plus tard.
Le coffrage doit être prévu en tenant compte de la masse volumique plus grande du béton frais. Avec du mortier lourd, les trous laissés dans le béton par les ligatures ne se comblent que difficilement. C’est pourquoi, il faut préférer des ligatures ou des écarteurs qui restent dans le béton.

  • Traitement de cure

Le traitement de cure du béton ne doit jamais être négligé et il faut particulièrement le soigner pour le béton de radioprotection qui ne doit pas présenter de fissures. Les procédés possibles sont :

  • le maintien humide,
  • les délais plus longs pour le décoffrage,
  • l’application de curing compounds,
  • le recouvrement avec des feuilles plastiques ou autres.

Avantages du béton lourd

  • C’est une construction solide et stable qui résiste très bien au temps.
  • Il offre également une barrière efficace contre les rayons X, les rayons Gamma et les autres émanations radioactives.

Inconvénients du béton lourd

  • Le système de construction se prête beaucoup moins à une architecture plus classique et traditionnelle.
  • Les adeptes d’architectures écologiques apprécient moins même si le béton est entièrement recyclable.