Les bétons projetés

Bruno Caillard

Le béton projeté est un procédé de mise en œuvre qui consiste à amener le béton dans un tuyau ou une conduite afin de le projeter sur une paroi à l’aide de l’air comprimé.
Cette technique est très courante dans la réfection des dessous des dalles de béton ainsi que des surfaces verticales ne nécessitant pas l’emploi des coffrages.
Grâce à l’effet de l’impact, le béton se compacte. Lors de l’impact du béton contre une paroi, une partie des matériaux va rebondir et par conséquent tomber : c’est ce l’on appelle plus communément les rebonds.

Nous pouvons distinguer 2 types de projection bien distinctes :

La projection par voie sèche

Dans ce type de projection, le mélange est à sec pendant son transport dans le tuyau et l’eau n’est ajoutée qu’à l’extrémité de la lance. Elle est généralement utilisée dans la projection en plafond ou dans le cas de travaux de renforcement (suite à un incendie ou une dégradation de la corrosion des armatures) où l’adhérence au support est importante.

Méthode à flux dilué d’air comprimé

Technique d’application

Méthode à flux dilué d’air comprimé

L’air comprimé est introduit via la machine. La propulsion du mélange dans la conduite se fait en détendant la machine. Ainsi, durant son transport, une quantité d’air plus ou moins importante vient s’additionner au béton. C’est l’unique technique pour ce type de projection.

Composition

Comparé au béton ordinaire, le mélange ne diffère guère en terme de composition.
Afin de réduire au maximum les pertes lors de la


projection qui entraîne un appauvrissement en gros granulats et par conséquent une enrichissement des éléments fins, une bonne composition est essentielle.

Ciment
A partir de la classe de résistance C35/45, on utilise le plus souvent un ciment de classe 52,5. Le dosage minimum du ciment est de l’ordre de 300 Kg/m3.

Granulats
Les granulats courants ont un diamètre compris entre 8 et 10 mm. Néanmoins, le diamètre des granulats dépend en grande partie du diamètre de la conduite, cela afin d’éviter la formation de bouchons.

Eau
L’eau est ajoutée à la lance de projection et doit être de la même qualité que l’eau de gâchage d’un béton coulé. La quantité d’eau dépendra en grande partie des travaux à effectuer et du porte-lance.

Fibres
Les fibres sont du même type que celles employées pour les bétons et les mortiers coulés.
Les dosages en fibres doivent tenir compte du taux d’appauvrissement qui est de l’ordre de 30 à 50% en voie sèche pour les fibres métalliques.


Addition
Avec un dosage de 6 à 12%, des additions de type fumées de silice ou fillers peuvent être faites. Cependant, ce n’est pas conseillé sous risque d’un retrait du béton pouvant conduire à une fissuration superficielle.

Les adjuvants
Avec un dosage toujours inférieur à 5% du poids du ciment, les adjuvants sont mis en œuvre soit :
•Lors de la fabrication des produits pré-mélangés en usine
•Lors du malaxage en centrale
•Lors de la projection, à la sortie en extrémité de la conduite
Les adjuvants utilisés dans ce cas ont pour rôle de donner au béton une forte cohésion pour réduire les pertes par rebond.

La projection par voie mouillée ou humide

Dans ce type de projection, l’eau est ajoutée au préalable au malaxage comme pour un béton destiné au coulage. On a recours à ce type de projection notamment dans le cas d’un renforcement d’une dalle quand la projection se fait vers le bas ou en faible épaisseur.

Méthode à flux dense d’air comprimé

Technique d’application

Voie mouillée à flux dilué
C’est la même méthode à flux dilué d’air comprimé que la projection par voie sèche. La force de projection peut être augmentée par une addition d’air complémentaire.

Voie mouillée à flux dense

Dans cette méthode, l’air comprimé est exclusivement introduit à la lance. La conduite de transport est donc dépourvue d’air mais est entièrement remplie par le béton gâché. Le transport n’est plus assuré par le déplacement d’air comprimé dans la conduite mais par une pompe à béton par pompage.

Composition

Ciment
A partir de la classe de résistance C40/50, comme pour le cas des projections par voie sèche, on utilise le plus souvent un ciment de classe 52,5. Le dosage minimum du ciment est de 400 Kg/m3.

Granulats
Il est courant d’utiliser des granulats dont le diamètre se situe entre 8 à 12 mm avec un maximum de 16 mm. Le choix dépend toujours du type de machine utilisé afin d’éviter les blocages ou les bouchons dans la conduite.

Eau
L’eau doit également être de bonne qualité comme pour la voie sèche. Le rapport entre l’eau et le ciment est comparable à celui des bétons coulés.

Fibres
Les dosages en fibres doivent tenir compte du taux d’appauvrissement qui est de l’ordre de 5 à 20% en voie mouillée pour les fibres métalliques.

Addition
D’un dosage compris entre 6 à 12%, contrairement à la projection par voie sèche, il est fortement conseillé d’utiliser soit des fumées de silice soit du filler afin d’optimiser le squelette granulaire pour la voie sèche.

Les adjuvants
Le dosage est toujours inférieur à 5% du poids du ciment. Les adjuvants ne sont utilisés que pour conférer des propriétés particulières au béton projeté.

Exemples de composition d’un béton projeté

Constituants pour 1m3 de béton Béton courant Béton avec fumée de silice Béton armé de fibres avec fumée de silice
Eau [litres] 170 170 170
Ciment [Kg] 400 360 400
Fumée de silice [Kg] - 40 45
Sable [kg] 1250 1250 1250
Granulats [Kg] 500 500 500
Fibres d’acier [kg] - - 50
Agent entraîneur d’air [ml] 200 300 300
Réducteur d’eau [ml] 1500 1500 1500
Super-plastifiant [ml] - 1500 1500

Avantages des bétons projetés

La projection du béton pour la réalisation d’un voile en béton armé

Les bétons projetés ont des performances élevées comparés au béton ordinaire coulé, notamment :

  • Une résistance en compression, traction élevée
  • La valeur du retrait par voie mouillée est équivalente à celle du béton coulé, tandis que pour la voie sèche, elle est trois fois plus faible
  • Le fluage est légèrement inférieur
  • L’adhérence est au moins équivalente sous réserve d’un bon enrobage des armatures
  • L’augmentation de l’imperméabilité face aux agents agressifs
  • La vibration n’est pas nécessaire, contrairement au béton ordinaire.


Lors de la mise en œuvre, il ne nécessite pas de coffrage, apporte un confinement immédiat après l’excavation et aide le terrain à se stabiliser pour le soutènement , par exemple, d’un tunnel. La vitesse d’exécution est également accrue.

Inconvénients des bétons projetés


La projection du béton dans une galerie souterraine

Un investissement important est requis. En effet, d’une part, il nécessite des matériels lourds puisqu’une pompe à béton, un compresseur à air et une machine de projection sont indispensables, mais également une bétonnière pour la projection par voie mouillée si le béton en question n’est pas prêt à l’emploi. D’autre part, une main d’œuvre qualifiée et une équipe d’au moins quatre personnes sont nécessaires pour la projection.
Des essais au laboratoire sont également requis afin d’avoir une composition dont le mélange est optimal pour les travaux à effectuer.

Utilisation des bétons projetés

D’un point de vue global, le béton projeté constitue l’une des meilleures, si ce n’est l’unique solution dans les travaux de soutènement ou de renforcement, de réparation des collecteurs ou des galeries en travaux souterrains mais également dans les cas où la confection de coffrage serait à la fois très coûteuse et extrêmement compliquée et dans le cas où une structure en particulier aurait des formes irrégulières.


Nous pouvons donc y avoir recours lors de la réfection des ouvrages tels que les tunnels, les ponts, les aqueducs, les égouts pluviaux ou sanitaires, les viaducs, les barrages, les réservoirs, les dômes, les structures marines, ... mais aussi bien pour toutes les nouvelles constructions en béton, en particulier pour le revêtement des parois des piscines et des tunnels.