Le beton

Le béton est un matériau de construction composite fabriqué à partir de granulats naturels (sable, gravillons) ou artificiels (granulats de béton recyclés) agglomérés par un liant (ciment, bitume, argile), ainsi que des adjuvants qui modifient les propriétés physiques et chimiques. Lorsque les granulats utilisés avec le liant se réduisent à des sables, on parle alors de mortier. On peut largement optimiser la courbe granulaire du sable, auquel cas on parlera de « béton de sable ». Le béton de ciment associé à de l'acier permet d'obtenir le béton armé. Le béton est le deuxième matériau minéral le plus utilisé par l'homme après l'eau potable  : 1 m3 par an et par habitant...

Histoire

La première utilisation du ciment remonte au temps des égyptiens. En effet, un des mortiers les plus anciens, composé de chaux, d’argile, de sable et d’eau, fut utilisé dans la conception de la pyramide d’Abou Rawash, érigée aux alentours de - 2600 mais également pour d’autres ouvrages. Par la suite, c’est vers le Ier siècle après J-C que les romains ont repris cette technique en l’améliorant avec l’incorporation de sable volcanique ou de tuiles broyées. Cette forme de béton est appelée l'Opus caementicium. Ce conglomérat réalisé à partir d'un mélange de mortier de chaux et de tout venant, les caementa, coulé dans un coffrage en bois ou entre deux parois de petit appareil, permettra de réaliser les volumes considérables de maçonneries des aqueducs, ponts, basiliques... C'est un système constructif performant, économique, rapide et ne nécessitant aucune qualification de la main-d'œuvre.

Ensuite on préfère des matières plus nobles, pierres régionales, brique... Il faut attendre la seconde moitié du XVIIIe siècle pour voir apparaitre les premières réflexions sur l’élaboration des mortiers. Et ce n'est qu’en 1818 que Louis Vicat, ingénieur de l’École Nationale des Ponts et Chaussées, a créé le ciment tel qu’on le connait aujourd’hui. Le brevet du ciment est déposé par Joseph Aspdin en 1824.

On voit donc apparaitre les premiers développements de ce matériau avec notamment la construction d’une maison de trois étages en béton à Montauban, par l’architecte François-Martin Lebrun, qui fut le tout premier à utiliser le béton comme matériau principal d’un bâtiment. En 1852, le premier immeuble en béton coulé avec fers profilés enrobés (ancêtre du béton armé), est construit par l’industriel français François Coignet. Sans être totalement du béton armé, c’est la première fois que l’association béton-acier est utilisée, ce qui constitue le point de départ d’une grande avancée dans l’industrie du béton. En 1929, c’est Eugène Freyssinet, ingénieur français, qui révolutionne le monde de la construction en inventant le béton précontraint.

À la fin des années 1980, on voit apparaitre les bétons hautes performances.

Le ciment

Le ciment se compose essentiellement de chaux, de silice, d'alumine et d'oxyde de fer combinés au silicate et aluminate de calcium.

Les granulats

Les granulats utilisés pour le béton sont soit d'origine naturelle, soit artificiels. Leur taille variable déterminera l'utilisation du béton (par exemple : les gros granulats pour le gros œuvre). La résistance du béton augmente avec la variété des calibres mélangés.

Parmi les granulats naturels, les plus utilisés pour le béton proviennent de roches sédimentaires siliceuses ou calcaires, de roches métamorphiques telles que les quartzites, ou de roches éruptives telles que les basaltes, les granites, les porphyres.

Les granulats très légers sont d'origine végétale et organique plutôt que minérale (bois, polystyrène expansé). Ils permettent de réaliser des bétons de masse volumique importante. On voit donc leur intérêt pour les bétons d'isolation, mais également pour la réalisation d'éléments légers : blocs coffrants, blocs de remplissage, dalles ou rechargements sur planchers peu résistants, décoration, mobilier urbain.

Le béton est un matériau qui permet le réemploi de certain déchets industriels ou domestiques :

• fumée de silice : résidus de filtration des fumées de fours à arc,
• laitier de haut fourneau : résidus de fabrication de la fonte et de l'acier servant à la fabrication de certains ciments,
• sulfonate : composés chimiques issus de l'industrie papetière utilisés sous forme de plastifiant,
• polyphénols : composés chimiques issus de l'industrie pétrolière utilisés sous forme de plastifiants,
• farines animales : produit issus du traitement des carcasses animales utilisés par brûlage pour la fabrication du ciment,
• cendres : utilisation des résidus de brûlage des centrales à charbons sous forme de filer.

Les adjuvants

Un adjuvant est un produit incorporé au moment du malaxage du béton pour modifier les propriétés du mélange. L’ajout d’un adjuvant dépend donc des caractéristiques que l’on souhaite obtenir.

Le béton peut être teinté dans la masse en y incorporant des pigments naturels ou des oxydes métalliques. Son parement pouvant être lissé ou travaillé, le béton de ciment est parfois laissé apparent (« brut de décoffrage ») pour son aspect minimaliste, brut et moderne. Le béton peut prendre toutes les formes, tous les aspects grâce à des moules. 

D'après Wikipédia