CA2672637A1

CA2672637A1 - Procede de fabrication et element de structure

Info

Publication number: CA2672637A1
Application number: CA002672637A
Authority: CA
Inventors: Gilles Chanvillard
Original assignee: Individual
Current assignee: Holcim Technology Ltd
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2027-12-14
Also published as: CA2672637C; KR20090094096A; AU2007344317A1; JP2010513761A; AU2007344317B2; WO2008087299A2; EP2092130A2; FR2910502B1; FR2910502A1; JP2015061967A; US8177930B2; WO2008087299A3; US20100068533A1

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un élément de struc ture (10) dans lequel au moins deux modules (12) en béton sont assemblés par collage, la résistance à la compression du béton étant supérieure à 80 MPa. Le procédé offre une alternative aux procédés déjà connus de fabrication d' élément de structure. L'invention se rapporte aussi à un élément de structur e.

Description

PROCEDE DE FABRICATION ET ELEMENT DE STRUCTURE

La présente invention concerne un procédé de fabrication et un élément de structure.
Il existe des éléments de stru.cture qui peuvent être composés, de pièces métalliques assemblées entre elles par boulonnage ; il existe aussi des éléments de structure qui peuvent être composés de pièces en bois assemblées entre elles par collage. Le document intitulé Structural response of slabs combining Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concretes (UHPFRC) and reinforced concrete par Katrin Habel, Emmanuel Denarié et Eugen Brühwiler, daté de juillet 2005, évoque des travaux de Alaee et Karihaloo de 2003 sur la réparation de structures en béton classique en collant un module en béton fibré à ultra-hautes performances à un module en béton classique endommagé de la structure.
Il y a un besoin pour d'autres types d'éléments de structure et de procédés de fabrication d'éléments de structure.
Le problème technique vise à réaliser des éléments de structure pour des ouvrages soumis à de fortes contraintes. La demanderesse a constaté que l'on peut, de manière surprenante, réaliser de tels éléments de structure par collage de pièces en béton.
L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un élément de structure dans lequel au moins deux modules en béton sont assemblés par collage, la résistance à la compression du béton étant supérieure à 80 MPa.
Selon une variante, la résistance à la compression du béton est supérieure à

MPa, de préférence supérieure à 100 MPa.
Selon une variante, le procédé comprend, avant le collage des modules, une étape de réalisation d'au moins un des modules à plat.
Selon une variante, le procédé comprend une étape de traitement thermique d'au moins l'un des modules.
Selon une variante, les modules sont collés entre eux par leur face en regard, le procédé comprenant une étape de traitement d'au moins l'une des faces d'au moins l'un des modules.
Selon une variante, l'étape de traitement d'au moins l'une des faces d'au moins l'un des modules est réalisée par sablage, grenaillage ou application d'un retardateur puis lavage après réalisation du module.
Selon une variante, le procédé comprend une étape de renforcement de l'élément de structure par un renforcement externe ou interne à au moins un des modules.
Selon une variante, le béton est un béton à très hautes performances.

2 Selon une variante, le béton est un béton à ultra-hautes performances.
Selon une variante, le béton comporte des fibres.
Selon une variante, le béton utilisé sera décrit plus bas.
L'invention se rapporte aussi à un élément de structure comprenant au moins deux modules en béton collés, la résistance à la compression du béton étant supérieure à 80 MPa.
Selon une variante, la résistance à la compression du béton est supérieure à

MPa, de préférence supérieure à 100 MPa.
Selon une variante, le béton est un béton à très hautes performances.
Selon une variante, le béton est un béton à ultra-hautes performances.
Selon une variante, le béton comporte des fibres.
Selon une variante, les fibres sont en un matériau choisi dans le groupe composé de matériau métallique, matériau minéral ou matériau organique.
Selon une variante, la colle est de la colle structurale.
Selon une variante, les modules comportent un renforcement interne ou externe.
Selon une variante, l'interface entre les modules est une ligne brisée en coupe.
Selon une variante, l'élément décrit est obtenu selon le procédé décrit précédemment.
Selon une variante, le béton utilisé sera décrit plus bas.
L'invention se rapporte également à l'élément de structure obtenu par le procédé décrit ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui montrent :
- figure 1, un exemple d'élément de structure;
- figure 2, un autre exemple d'élément de strnxcture ;
- figure 3, un exemple d'interface au sein de l'élément de structure.
L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un élément de structure dans lequel au moins deux modules en béton sont assemblés par collage, la résistance à la compression du béton étant supérieure à 80 MPa. Le procédé offre une alternative aux procédés de fabrication déjà connus. Le procédé permet en particulier de réaliser un élément de structure plus aisément à partir de modules unitaires plus simples à fabriquer. De plus, le fait d'utiliser un béton dont la résistance est supérieure à 80 MPa permet.la réalisation de modules dont le poids propre est moindre ce qui permet de réduire la contrainte permanente dans la colle ; la résistance de l'élément de structure est donc meilleure qu'avec un béton classique.

3 La figure 1 montre un élément de structure 10. L'élément 10 comporte au moins deux modules 12 collés entre eux par des joints de colle 13. Les modules sont de préférence en béton dont la résistance à la compression du béton est supérieure à 80 MPa ; par exemple le béton est un béton à très hautes performances ou un béton fibré à ultra-hautes performances, dont une définition sera donnée plus bas. L'élément 10 est aisément obtenu car les modules 12 sont d'une forme simple à
obtenir. En effet, les modules 12 peuvent avoir des formes géométriques simples ce qui rend aisée leur construction individuelle ; les modules 12 sont par exemple des parallélépipèdes dont la construction par coffrage est simple à réaliser.
Par élément de structure on entend un assemblage utilisé dans la construction d'un ouvrage. L'élément de structure peut notamment être une poutre. L'élément de structure peut aussi être un élément de décoration ou encore un élément en béton autonome ayant une fonction spécifique. L'élément de structure est un assemblage par collage d'unités appelées modules. Ces modules peuvent être fabriqués séparément. Les éléments de structure sont généralement soumis à des contraintes très importantes.
L'élément 10 peut comporter deux modules 12 ou plus collés entre eux. Le collage des modules permet de transmettre d'un module à l'autre les efforts subis par l'élément de structure 10. L'assemblage par collage entre les modules permet de transmettre des efforts de traction ou compression par l'intermédiaire du joint de colle, sollicité en cisaillement. Le collage assure ainsi une continuité dans la transmission des efforts d'un module à l'autre. Sur la figure 1, l'élément 10 comporte quatre modules 12, référencés 121, 122, 123, 124. L'élément 10 est par exemple une poutre dont la figure 1 en est une section transversale. Les modules 12 peuvent être des parallélépipèdes avec plusieurs faces, les modules étant collés entre eux selon l'une de leur face. Les modules,,12 ont au moins une face partiellement collée avec un autre module 12 unitaire. Les modules 12 peuvent aussi avoir plusieurs faces partiellement collées avec d'autres modules 12. Par exemple sur la figure 1, le module 121 comporte une face tournée vers le module 122 ; la face du module est partiellement collée au module 122. Le module 122 est collé par deux de ses faces respectivement aux modules 121 et 123. Les modules 121 et 123 sont assemblés au module 124 par collage ; en particulier les modules 121 et 123 sont fixés au module 124 par encastrement. Deux rainures sont réalisées sur une des faces du module 124, les modules 121 et 123 étant insérés et collés dans ces rainures.
La colle 13 utilisée est par exemple de la colle structurale (notamment de l'époxy, du polyuréthane, ou un liant minéral, comme par exemple un béton hautes performances ou ultra hautes performances). On utilisera de préférence une colle à
base de liant minéral. Selon une variante, on utilisera de préférence une colle époxy.

4 La colle structurale a une résistance suffisante pour réaliser des joints de structure.
Un assemblage collé avec de la colle structurale est capable de supporter des efforts importants. On peut au préalable utiliser un primaire entre le module et la colle, le primaire améliorant l'ancrage de la colle au module.
Le procédé de fabrication de l'élément de structure comprend une étape de collage des modules ; cette étape est réalisée par application de colle sur la face d'au moins l'un des deux modules. On peut appliquer la colle (et le primaire le cas échéant) sur l'une des deux faces des modules à coller ; de préférence, on applique la colle (et le primaire le cas échéant) sur les deux faces des modules à coller.
Puis les deux modules sont pressés l'un vers l'autre. Par exemple, l'un des modules est placé
sur l'autre de sorte à bénéficier de l'apesanteur pour favoriser le collage.
Alternativement on peut asseinbler les modules verticalement puis une pression horizontale est exercée. Dans les deux cas, une pression est exercée afin d'éliminer tous les excès de colle. L'avantage est que l'assemblage est aisé car on peut assembler des modules de petite taille facilement manipulables. En effet, du fait de l'utilisation de bétons dont la résistance est supérieure à 80 MPa, il est possible de réaliser des modules moins volumineux ce qui permet de diminuer le poids propre des modules ; ceci permet de manipuler les modules sans moyen de levage. Ceci est plus avantageux que les bétons classiques dont la résistance est comprise entre 20 et 40 MPa et pour lesquels il est nécessaire de prévoir des annatures ;
l'utilisation de tels bétons engendre des volumes et des poids propres plus important, ce qui rend plus diffi.cilement manipulables des modules en de tels bétons. En outre, le procédé
pennet de renforcer localement l'élément de structure. En effet, le procédé
permet d'adjoindre des modules supplémentaires à un endroit donné de l'élément de structure. Par exemple sur la figure 1, le module 124 peut être localement renforcé
par collage de modules supplémentaires. L'avantage est donc de pouvoir amincir l'élément de structure en un endroit où les efforts sont moindres et de pouvoir renforcer l'élément de structure en un endroit où les efforts sont plus importants. De plus, il est possible de varier l'épaisseur de l'élément de structure de manière simple sans qu'il soit nécessaire de prévoir un coffrage sinueux de l'élément de structure.
Ceci présente aussi l'avantage de pouvoir optimiser la géométrie de l'élément de structure final.
Le procédé comprend en outre, avant le collage des modules, une étape de réalisation d'au moins un des modules en béton à plat. Dans le cas où le béton est fibré, ceci permet d'obtenir une orientation orthotrope des fibres dans le plan, ce qui peut être valorisé dans la conception de l'élément de structure assemblé par collage.
Par exemple sur la figure 1, les fibres seront orientées dans le plan horizontal du module 124,,ce qui augmente la résistance en flexion du module 124.
L'orientation préférentielle des fibres est obtenue par un compromis entre la formulation du béton fibré, la géométrie des modules et le mode de coulage adopté. En coulant des éléments minces, à plat avec un mélange s'écoulant dans le sens de la longueur, les fibres vont se placer dans le plan et auront une orientation orthotrope.
Egalement il

5 est possible de réaliser un module de grandes dimensions et de couper ce module en modules de tailles inférieures, à façon, en fonction des besoins. Ceci permet par exemple de réaliser le module de grande dimension en un certain endroit puis de le transporter plus facilement une fois découpé à la dimension requise en modules de plus petites tailles. Les modules peuvent aussi être fabriqués autrement ; par exemple les modules peuvent être fabriqués par injection dans un moule fermé dans une quelconque position, ou par extrusion.
Le procédé peut comprendre une étape de traitement thermique d'au moins l'un des modules. Ceci présente l'avantage d'accélérer le mécanisme d'hydratation du liant et par suite de stabiliser les retraits du matériau. Les modules acquièrent ainsi rapidement leurs dimensions finales ce qui permet d'accélérer la fabrication de l'élément de structure par collage. Ceci permet d'éviter que les joints de colle travaillent et s' endommagent sous l'effet des contraintes générées par les déformations différées restreintes inhérentes aux bétons.
Le procédé peut aussi comprendre, avant le collage une étape de traitement d'au moins l'une des faces d'au moins l'un des modules à coller. De préférence, les faces en regard des modules à coller sont traitées. Le traitement permet d'améliorer l'adhérence de la colle sur les modules ; en effet, le traitement de surface permet de modifier l'état de surface en supprimant la couche de peau créée par le moulage du module. Le traitement permet d'éviter que la colle soit appliquée sur une surface lisse telle qu'elle apparaît au sortir du coffrage du module ; le traitement est un traitement permettant de rendre plus rugueuse la surface sur laquelle la colle est appliquée. A titre d'exemple, le traitement est réalisé par grenaillage ou par sablage.
L'avantage du sablage est que l'on conserve une meilleure planéité de la surface du module traité ; l'avantage du grenaillage est d'obtenir une surface plus rugueuse. Il est possible aussi d'utiliser un retardateur d'hydratation lors de la fabrication des modules. Ce retardateur est répandu sur les moules aux endroits qui correspondent aux surfaces qui seront collées. Après décoffrage des modules, un lavage par passage au jet d'eau haute pression permet d'enlever la couche de surface moulée et d'obtenir une rugosité suffisante pour un bon collage.
Un ou plusieurs modules peuvent comporter un renforcement 16. Ceci permet d'augmenter la résistance du ou des modules, et donc d'augmenter la résistance de l'élément de structure. Le renforcement 16 peut être métallique (armatures métalliques) ou composite (fibres de verre, fibres-de= carbone, enrobées d'epoxy). Ce

6 renforcement 16 peut être interne à au moins un module. Ce renforcement 16 intégré
au seiri d'un module peut être passif ou actif (précontrainte par pré-tension). Le renforcement 16 peut aussi être externe à au moins un module. Dans ce dernier cas, il est possible de renforcer l'élément de structure en insérant lors de l'assemblage par collage le renforcement externe au béton. Des plats métalliques ou composites peuvent ainsi être collés. Le renforcement 16 externe peut aussi être rapporté
après collage des modules en béton. Des câbles de précontraintes par post-tension peuvent être glissés dans le sens long de l'élément de structure collé (soit en externe, soit dans des réservations aménagées dans les modules lors de leur fabrication).
Le béton peut contenir des fibres. Les fibres utilisées dans le béton peuvent être des fibres métalliques, organiques ou minérales. Les fibres permettent d'améliorer le transfert des efforts entre le béton et le renforcement continu, en particulier lorsque les épaisseurs de bétons sont faibles. La nature des fibres utilisées peut varier d'un module à l'autre en fonction des performances attendues pour chacun d'eux. Des mélanges de différentes natures de fibres sont possibles.
Lors de l'assemblage, on peut disposer un nombre de modules variable dans l'élément de structure, en fonction des sollicitations mécaniques qui existent dans l'ouvrage final.
La figure 2 montre un autre exemple de réalisation de l'élément de structure 10. L'élément 10 est un autre exemple de poutre obtenue à partir de modules de plus petite dimension. L'élément 10 comporte des modules 121, 122, 123, 124, 125, 126.
Les modules 124, 125, 126 sont par exemple moins épais que les modules 121, 122, 123. Les modules 121, 122, 123 sont collés entre eux par des joints de colle 13. Les modules 124, 125, 126 sont aussi collés entre eux par des joints de colle 13, mais également collés aux modules 121, 122, 123 par des joints de colle 13. De préférence, les joints de colle 13 entre les modules 121, 122, 123 sont décalés par rapport aux joints de colle 13 entre les modules 124, 125, 126. Ceci permet de renforcer les zones de çollage entre les modules 121,' 122, 123. Les modules 121, 122, 123 permettent de réaliser par exemple une poutre d'une certaine longueur, avec des modules unitaires de plus petite longueur, ce qui facilite la construction de la poutre. Les modules 124, 125, 126 permettent de renforcer et rigidifier la poutre constituée par les modules 121, 122,.123 ; l'utilisation des modules 124, 125, permet de faciliter le collage avec la poutre, car ils sont plus aisés à
manipuler lors du collage. Un renforcement 16 peut aussi être mis en place dans un ou plusieurs modules.
Les modules sont en béton dont la résistance à la compression est supérieure ou égal à 80 MPa. De préférence, la résistance à la compression est supérieure à

MPa, avantageusement supérieure à 100 MPa. Le béton est par exemple du béton à

7 très hautes performances (en abrégé BTHP). Les modules 12 peuvent aussi être 'en béton à i.tltra-hautes performances, en particulier en béton fibré à ultra-hautes performances (en abrégé BFUP). Les modules 12 sont par exemple d'au moins 2 cm d'épaisseur, de préférence entre 2 et 10 cm d'épaisseur, de préférence entre 2 et 4 cm d'épaisseur. Ceci permet de noyer les armatures et de les disposer le plus près de la surface inférieure des modules. Ceci permet en outre de favoriser l'orientation orthotrope des fibres lors du coulage.
Les bétons à très hautes performances comprennent une matrice cimentaire telle que décrite ci-après. Leur résistance à la compression est supérieure à
80 MP, de préférence supérieure à 90 MPa, avantageuseinent supérieure à 100 MPa.
Les bétons fibrés à ultra-hautes performances sont des bétons ayant une matrice cimentaire telle que décrite ci-après contenant des fibres. Il est renvoyé au document intitulé Bétons fibrés à ultra-hautes performances du Service d'études techniques des roûtes et autoroutes (Setra) et de l'Association Française de Génie Civil (AFGC). La résistance de ces bétons à la compression est supérieure à

MPa, en général supérieure à 150 MPa. Les fibres sont métalliques, organiques, ou un mélange des deux. Le dosage en liant est élevé (le ratio E/C est faible; en général le ratio E/C est d'au plus environ 0.3).
La matrice cimentaire comprend en général du ciment (Portland), un élément à
réaction pouzzolanique (notamment fumée de silice) et un sable fin. Les dimensions respectives sont des intervalles choisis, selon la nature et les quantités respectives.
Par exemple, la matrice cimentaire peut comprendre:
- du ciment Portland - du sable fin - un élément de type fumée de silice - éventuellement de la farine de quartz et/ou un filler calcaire - les quantités étant variables et les dimensions des différents éléments étant choisis ëntre la gamme micronique ou submicronique et le millimètre, avec une dimension maximale n'excédant pas en général 5mm.
- un superplastifiant étant ajouté en général avec l'eau de gâchage.
A titre d'exemple de matrice cimentaire, on peut citer celles décrites dans les demandes de brevet EP-A-518777, EP-A-934915, WO-A-9501316, WO-A-9501317, WO-A-9928267, WO-A-9958468, WO-A-9923046, WO-A-0158826, auxquelles il est renvoyé pour plus de détails.
Les fibres ont des caractéristiques de longueur et de diamètre telles qu'elles confèrent effectivement les caractéristiques mécaniques attendues. Leur quantité est généralement faible, par exemple entre 1 et 8% en volume.

8 Des exemples de matrices sont les BPR, Bétons à Poudre Réactive, tandis que les exemples de BFUP sont les bétons BSI de Eiffage, Ductal de Lafarge, Cimax de Italcementi et BCV de Vicat.
Des exemples spécifiques sont les bétons suivants:
1) ceux résultant des mélanges de a - un ciment Portland choisi dans le groupe constitué par les ciments Portland ordinaires dits "CPA", les ciments Portland à haute performance dits "CPA-HP", les ciments Portland à haute performance et à prise rapide dits "CPA-HPR" et les ciments Portland à faible teneur en aluminate tricalcique (C3A), de type normal ou à
haute performance et à prise rapide;
b - une microsilice vitreuse dont les grains ont en majeure partie un diamètre compris dans la gainme 100 A-0,5 micron, obtenue comme sous-produit dans l'industrie du zirconium, la proportion de cette silice étant de 10 à 30 % en poids du poids du ciment;
c - un agent super plastifiant réducteur d'eu et/ou un agent fluidifiant en proportion globale de 0,3 % à 3 % (poids de l'extrait sec par rapport au poids de ciment);
d - un sable de carrière constitué de grains de quartz qui ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 0,08 mm - 1,0 mm;
e - éventuellement d'autres adjuvants.
2) ceux résultant du mélange de:
a - un ciment d'une granulométrie correspondant à un diamètre harmonique moyen ou égal à 7 m, de préférence compris entre 3 et 7 m;
b - un mélange de sables de bauxites calcinées de différentes granulométries, le sable le plus fin ayant une granulométrie moyenne inférieure à lmm et le sable le plus grossier ayant une granulométrie moyenne inférieure à 10mm;
c - de la fumée de silice dont 40% des particules ont une dimension inférieure à
1 m, le diamètre harmonique moyen étant voisin de 0,2 m, et de préférence de 0,1 m;
d - un agent anti-mousse;
e - un superplastifiant réducteur d'eau;
f - éventuellement des fibres;
et de l'eau;
les ciments, les sables et la fumée de silice présentant une répartition granulométrique telle que l'on ait au moins trois et au plus cinq classes granulométriques différentes, le rapport entre le diamètre harmonique moyen d'une classe granulométrique et de la classe immédiatement supérieure étant d'environ 10.
, 3) ceux résultant du mélange de:

9 PCT/FR2007/002072 a - uri'ciment Portland;
b - éléments granulaires;
c- éléments fins à réaction pouzzolanique;
d - fibres métalliques;
e - agent dispersant;
et de l'eau;
les éléments granulaires prépondérants ont une grosseur de grain maximale D
au plus égale à 800 micromètres, en ce que les fibres métalliques prépondérantes ont une longueur individuelle 1 comprise dans la gamme 4 mm - 20 mm, en ce que le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et ladite grosseur maximale D
des éléments granulaires est au moins égal à 10 et en ce que la quantité des fibres métalliques prépondérantes est telle que le volume de ces fibres est de 1,0 %
à 4,0 %
du volume du béton après la prise.
4) ceux résultant du mélange de:
a - 100 p. de ciment Portland;
b - 30 à 100 p., ou mieux 40 à 70 p., de sable fin ayant une grosseur de grains d'au moins 150 micromètres;
c - 10 à 40 p. ou mieux 20 à 30 p. de silice amorphe ayant une grosseur de grains Inférieure à 0.5 micromètres;
d - 20 à 60 p. ou mieux 30 à 50 p., de quartz broyé ayant une grosseur de grains inférieure à 10 micromètres;
e - 25 à 100 p., ou mieux 45 à 80 p. de laine d'acier;
f - un fluidifiant, g- 13 à 26 p., ou mieux 15 à 22 p., d'eau.
Une cure thermique est prévue.
5) ceux résultant du mélange de:
a - du ciment ;
b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale Dmax d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm ;
c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 m, de préférence d'au plus 0,5 m;
d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c);
e - au moins un agent dispersant et répondant aux conditions suivantes:
(1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale Dmax des éléments granulaires est d'au moins 10; (4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à
4% et de 5 préférence à 3,5% du volume du béton après la prise.
6) ceux résultant du mélange de:
a - du ciment;
b - des éléments granulaires;
c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules

10 élémentaires d'au plus 1 m, de préférence d'au plus 0,5 m;
d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c);
e - au moins un agent dispersant;
et répondant aux conditions suivantes : (1) le pourcentage en poids de l'eau E
par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24% ; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (bis) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10; 4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à
4% et de préférence à 3,5% du volume du béton après la prise; (5) I'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) présente une taille de grain D75 d'au plus 2 mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain D50 d'au plus 200 m de préférence d'au plus m.
7) ceux résultant du mélange de:
a - du ciment;
b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale D d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm;
c - des éléments fins à réaction pouzzolanique ayant une taille de particule élémentaire d'au plus 20 m, de préférence d'au plus 1 m;
d - au moins un agent dispersant;
et répondant aux conditions suivantes: (e) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris entre 8 et 25%;
(f) les fibres organiques présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (g) le rapport R
entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale D des

11 éléments granulaires est d'au moins 5, h) la quantité de fibres est telle que leur volume représente au plus 8 % du volume du béton après la prise.
8) ceux résultant du mélange de:
a - du ciment;
b - des éléments granulaires;
c- des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 m, de préférence d'au plus 0,5 m;
d - au moins un agent dispersant;
et répondant aux conditions suivantes:1) le pourcentage en poids de l'eau E
par rapport au poids cumulé C du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24%; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10;
(4) la quantité de fibres est telle que leur volume est au plus de 8% du volume du béton après la prise; (5) l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) présente une taille de grain D75 d'au plus 2mm, de préférence, d'au plus 1 mm, ét une taille de grain d'au plus 150 m, de préférence d'au plus 100 m.
9) ceux résultant du mélange de:
a - au moins un liant hydraulique du groupe constitué par les ciments Portland classe G (API), les ciments Portland classe H (API) et les autres liants hydrauliques à
faible teneur en aluminates, b - une microsilice de granulométrie comprise dans la gamme 0,1 à 50 micromètres, à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, c - un ajout de particules moyennes, minéral et/ou organique, de granulométrie comprise dans la gamme 0,5-200 micromètres à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, la quantité dudit ajout de particules moyennes étant inférieure ou égale à la quantité de microsilice, -un agent -superplastifiant et/ou fluidifiant hydrosoluble én proportion comprise entre 1 1o et 3% en poids par rapport au liant hydraulique, et de l'eau en quantité au plus égale à 30% du poids du liant hydraulique.
10) ceux résultant du mélange de:
a - du ciment;
b - des éléments granulaires ayant une taille de grain Dg d'au plus 10 mm;
c. - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires comprise entre 0,1 et 100 m;
d - au moins un agent dispersant;
e - des fibres méta.lliques~ et organiques;

12 et répondant aux conditions: (1) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %;
(2) les fibres métalliques présentent une longueur moyenne Lm d'au moins 2 mm, et un rapport h/dl, dl étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport Vi/V du volume Vi des fibres métalliques au volume V des fibres organiques est supérieur à
1, et le rapport Lm/Lo de la longueur des fibres métalliques à la longueur des fibres organiques est supérieure à 1; (4) le rapport R entre la longueur moyenne Lm des fibres métalliques et la taille Dg des éléments granulaires est d'au moins 3;
(5) la quantité de fibres métalliques est telle que leur volume est inférieur à 4 %
du volume du béton après la prise et (6) les fibres organiques présentent une température de fusion inférieure à 300 C, une longueur moyenne Lo supérieure à 1 mm et un diamètre Do d'au plus 200 m, la quantité de fibres organiques étant telle que leur volume est compris entre 0,1 et 3 % du volume du béton.
Comme indiqué plus haut, un traitement (ou cure) thermique peut être mis en uvre sur ces bétons. Par exemple, la cure thermique comprend, après la prise hydraulique, le chauffage à une température de 90 C ou plus pendant plusieurs heures, typiquement 90 C pendant 48 heures.
Les exemples de fibres sont donnés en relation avec le BFUP, mais s'appliquent aux bétons décrits précédemment, en particulier le béton à très hautes performances.
La figure 3 montre un exemple d'interface au sein de l'élément de structure 10.
L'interface est entre deux modules 12 référencés 121 et 122. L'interface est la zone située entre deux faces de modules différents ; l'interface correspond à la zone d'application de la colle 13. L'interface peut comporter différentes formes.
Il peut s'agir d'un plan, les faces en regard des modules étant planes. Sur les figures 1 et 2 l'interface entre les modules est plane et perpendiculaire au plan des figures ;
l'interface peut aussi être inclinée par rapport à celle représentée. Sur la figure 3, l'élément de structure 10 est représenté en coupe, l'interface étant une ligne brisée (clé de cisaillement). Les modules comportent'des rainures 18 et des gorges 20 coopérant respectivement avec des gorges 20 et des rainures 18 d'un module en regard. Ceci permet le passage par effet mécanique (effet d'engrenage) des efforts de cisaillement soulageant ainsi les contraintes dans la colle 13.

13 EXEMPLES

Tests avec différents types de colles Tableau 1 : conditions d'essai Nombre Traitement de Système de collage d'éprouvettes surface Primaire époxydique (Sikaflooro) +
colle époxy (Sikaduro-30) + 48 Série 1 3 Sablage heures immersions dans l'eau à 60 C

Primaire époxydique (Sikaflooro) +
Série 2 3 Sablage colle polyuréthane (Sikaforce 7750) 7 jours de cure à 20 C, sablage et collage par liant minéral Série 3 3 Sablage (premix 1) sablage à 7 jours, 35 jours de cure à
20 C, et collage par liant minéral Série 4 3 Sablage (premix 1) Fabrication des corps d'épreuves Les blocs de BFUP sont fabriqués à partir d'une formulation de base (premix 1: voir tableau 2) comprenant 2 % de fibres métalliques.

Tableau 2 : Composition du premix1 Composant Quantité relative Ciment type CEM I 1 Fumée de silice 0,25 Filler calcaire 0,3 Sable silico-calcaire 1,37 (Dmax =1,5 mm) Superplastifiant type PCP 0,013 E/C 0,2

14 Les moules utilisés sont en acier. Les éprouvettes sont démoulées après 7 jours.
Aucun traitement spécifique n'a été effectué. Les résistances moyennes à la compression mesurées à 28 jours sur des éprouvettes de diamètre 70 mm sont de :E 6 MPa pour toutes les séries. Le traitement de surface par sablage est effectué après démoulage à 7 jours.

24 heures après l'application du primaire, les blocs sont ensuite encollés à
l'aide de la colle. Un double encollage est effectué (application de la colle sur les deux faces de béton à assembler). Les éprouvettes sont ensuite assemblées verticalement puis une pression horizontale est exercée afin d' éliminer tous les excès de colle. L'épaisseur moyenne des joints est évaluée à 0:8 mm pour les séries 1 et 3, 0.5 mm pour la série 2 et2mmpourlasérie4.
Les éprouvettes de la série 1 sont maintenues à une température de 60 C 2 dans l'eau pendant une durée de 48 heures, puis elles sont testées (à 28 jours).
Les éprouvettes de la série 2 sont maintenues à 20 C pendant 7 jours puis sont testées à 28 jours.
Les éprouvettes de la série 3 sont sablées puis encollées à 7 jours, conservées dans l'eau pendant 7 jours, puis testées à 28 jours.
Pour la dernière série, les éprouvettes sont sablées à 7 jours, encollées à 35 jours et testées à 65 jours.

Tableau 3 Description du planning de fabrication et de cure de chaque série Mesure des Cure Sablage Collage résistances 7j à 20 C
Série 1 +48 h à 7 jours 7 jours 28 jours 60 C/100%humidité
Série 2 7 j à 20 C 7 jours 7 jours 28 jours 7jà20 C+7jà
Série 3 20 C/100%humidité 7 jours 7 jours 28 jours +14 j à 20 C
Série 4 28 j à 20 C 7 jours 35 jours 65 jours Instrurnentation L'instru.mentation permet d'évaluer le glissement moyen le long du joint de colle en cours de chargement grâce à des capteurs de déplacement inductif LVDT

(Linear Variable Differential Transformer) de marque RDP , de course 5 mm, de précision 10-3 mm. Ce capteur est disposé entre les pièces 123 et 122 de la figure 1.
Un capteur de force 1000 kN, de précision 1 kN, est disposé entre la presse et le haut du bloc central en béton (au-dessus de l'élément 122 de la figure 1).
Les 5 informations obtenues par les différents capteurs sont enregistrées par une chaîne d'acquisition Vishay 4000 avec une fréquence de 1 enregistrement par seconde tout au long du chargement.
Ce dernier est piloté en déplacement avec une vitesse de montée en charge de 0.5 mm/min.

Tableau 4 : Résultats des séries 1 à 4 Série Eprouvette Force (kN) Contrainte Glissement Pa nmm lA 196,2 9,81 0,094 1 1B 197,7 9,885 0,098 1C 190 9,5 0,096 Moyenne 194,6 9,7 0,096 Ecart type 4,1 0,2 0,002 2A 23,6 1,18 0,485 2 2B 23,12 1,156 0,468 2C 22,12 1,106 0,513 Moyenne 22,9 1,1 0,489 Ecart type 0,8 0,0 0,023 3A 113 5,65 0,019 3 3B 111,15 5,5575 0,0215 3C 110,81 5,5405 0,023 Moyenne 111,7 5,6 0,021 Ecart type 1,2 0,1 0,002 4A 40,1 2,005 -4 4B 43 2,15 -4C 38 1,9 -Moyenne 40,4 2,0 -Ecart type 2,5 0,1 -L'utilisation de colle souple polyuréthane permet d'obtenir un assemblage 5 fois plus souple mais présente cependant une résistance 9 fois plus faible par rapport à la colle époxy. La résistance moyenne à la ruptlare avec la colle polyuréthane est de 1,1 MPa et 9,7 MPa pour le collage époxy.
Concernant le collage minéral élaboré à partir du premix 1, la résistance moyenne à la rupture est de 5,6 MPa avec une très forte rigidité de l'assemblage (3 fois supérieure à celle du collage époxy). De plus un comportement de l'assemblage de type élastique -fragile est noté.
Concernant la dernière série, le collage minéral effectué 28 jours après le coulage des pièces ne permet pas d'atteindre le même niveau de performance que celle de la série 3. Il semblerait donc qu'il faille procéder au collage rapidement après le démoulage des pièces, c'est-à-dire dans les premiers jours qui suivent la fabrication des pièces à assembler.
En conclusion, il est possible de coller des modules en béton afin d'obtenir des éléments de structure résistant à des contraintes importantes. De plus, il est possible d'utiliser différents types de colles, chacune ayant des avantages et inconvénients adaptés à des situations différentes.

Claims

1. Procédé de fabrication d'un élément de structure dans lequel au moins deux modules en béton sont assemblés par collage, la résistance à la compression du béton étant supérieure à 80 MPa.

2. Le procédé selon la revendication 1, dans lequel on utilise un béton dont la résistance à la compression du béton est supérieure à 90 MPa, de préférence supérieure à 100 MPa.

3. Le procédé selon la revendication 1 ou 2 comprenant, avant le collage des modules, une étape de réalisation d'au moins un des modules à plat.

4. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 3 comprenant une étape de traitement thermique d'au moins l'un des modules.

5. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les modules sont collés entre eux par leur face en regard, le procédé comprenant une étape de traitement d'au moins l'une des faces d'au moins l'un des modules.

6. Le procédé selon la revendication 5, dans lequel l'étape de traitement d'au moins l'une des faces d'au moins l'un des modules est réalisée par sablage, grenaillage ou application d'un retardateur puis lavage après réalisation du module.

7. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant une étape de renforcement de l'élément de structure par un renforcement externe ou interne à au moins un des modules.

8. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 7, le béton étant un béton à
très hautes performances.

9. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 7 le béton étant un béton à
ultra-hautes performances.

10. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 9, le béton comporte des fibres.

11. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le béton résulte-1) du mélange de a - un ciment Portland choisi dans le groupe constitué par les ciments Portland ordinaires dits "CPA", les ciments Portland à haute performance dits "CPA-HP", les ciments Portland à haute performance et à prise rapide dits "CPA-HPR" et les ciments Portland à faible teneur en aluminate tricalcique (C3A), de type normal ou à
haute performance et à prise rapide;
b - une microsilice vitreuse dont les grains ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 100 A-0,5 micron, obtenue comme sous-produit dans l'industrie du zirconium, la proportion de cette silice étant de 10 à 30 % en poids du poids du ciment;
c- un agent super plastifiant réducteur d'eu et/ou un agent fluidifiant en proportion globale de 0,3 % à 3 % (poids de l'extrait sec par rapport au poids de ciment);
d - un sable de carrière constitué de grains de quartz qui ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 0,08 mm - 1,0 mm;
e - éventuellement d'autres adjuvants ; ou 2) du mélange de a - un ciment d'une granulométrie correspondant à un diamètre harmonique moyen ou égal à 7 µm, de préférence compris entre 3 et 7 µm;
b - un mélange de sables de bauxites calcinées de différentes granulométries, le sable le plus fin ayant une granulométrie moyenne inférieure à 1mm et le sable le plus grossier ayant une granulométrie moyenne inférieure à 10mm;
c - de la fumée de silice dont 40% des particules ont une dimension inférieure à
1 µm, le diamètre harmonique moyen étant voisin de 0,2 m, et de préférence de 0,1 µm;
d - un agent anti-mousse;
e - un superplastifiant réducteur d'eau;
f - éventuellement des fibres;
et de l'eau;
les ciments, les sables et la fumée de silice présentant une répartition granulométrique telle que l'on ait au moins trois et au plus cinq classes granulométriques différentes, le rapport entre le diamètre harmonique moyen d'une classe granulométrique et de la classe immédiatement supérieure étant d'environ 10 ; ou 3) du mélange de a - un ciment Portland;
b - éléments granulaires;
c - éléments fins à réaction pouzzolanique;
d - fibres métalliques;
e - agent dispersant;

et de l'eau;
les éléments granulaires prépondérants ont une grosseur de grain maximale D
au plus égale à 800 micromètres, en ce que les fibres métalliques prépondérantes ont une longueur individuelle 1 comprise dans la gamme 4 mm - 20 mm, en ce que le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et ladite grosseur maximale D
des éléments granulaires est au moins égal à 10 et en ce que la quantité des fibres métalliques prépondérantes est telle que le volume de ces fibres est de 1,0 %
à 4,0 %
du volume du béton après la prise ; ou 4) du mélange de a - 100 p. de ciment Portland;
b - 30 à 100 p., ou mieux 40 à 70 p., de sable fin ayant une grosseur de grains d'au moins 150 micromètres;
c - 10 à 40 p. ou mieux 20 à 30 p. de silice amorphe ayant une grosseur de grains Inférieure à 0.5 micromètres;
d - 20 à 60 p. ou mieux 30 à 50 p., de quartz broyé ayant une grosseur de grains inférieure à 10 micromètres;
e - 25 à 100 p., ou mieux 45 à 80 p. de laine d'acier;
f - un fluidifiant, g - 13 à 26 p., ou mieux 15 à 22 p., d'eau, une cure thermique étant prévue ;
ou 5) du mélange de a - du ciment ;
b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale Dmax d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm ;
c- des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 µm, de préférence d'au plus 0,5 µm;
d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c);
e - au moins un agent dispersant et répondant aux conditions suivantes:
(1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale Dmax des éléments granulaires est d'au moins 10; (4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à
4% et de préférence à 3,5% du volume du béton après la prise ; ou 6) du mélange de a - du ciment;
b - des éléments granulaires;
c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 µm, de préférence d'au plus 0,5 µm;
d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c);
e - au moins un agent dispersant;
et répondant aux conditions suivantes : (1) le pourcentage en poids de l'eau E

par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24% ; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (bis) le rapport R
entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10; 4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à 4% et de préférence à 3,5%
du volume du béton après la prise; (5) I'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) présente une taille de grain D75 d'au plus 2 mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain D50 d'au plus 200 µm de préférence d'au plus 150 µm ; ou 7) du mélange de a - du ciment;
b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale D d'au plus 2 mm; de préférence d'au plus 1 mm;
c- des éléments fins à réaction pouzzolanique ayant une taille de particule élémentaire d'au plus 20 µm, de préférence d'au plus 1 µm;
d - au moins un agent dispersant;
et répondant aux conditions suivantes: (e) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris entre 8 et 25%;
(f) les fibres organiques présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (g) le rapport R
entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale D des éléments granulaires est d'au moins 5, h) la quantité de fibres est telle que leur volume représente au plus 8 % du volume du béton après la prise ; ou 8) du mélange de a - du ciment;
b - des éléments granulaires;
c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 µm, de préférence d'au plus 0,5 µm;

d - au moins un agent dispersant;
et répondant aux conditions suivantes:1) le pourcentage en poids de l'eau E
par rapport au poids cumulé C du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24%; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R
entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10;
(4) la quantité de fibres est telle que leur volume est au plus de 8% du volume du béton après la prise; (5) l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) présente une taille de grain D75 d'au plus 2mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain d'au plus 150 µm, de préférence d'au plus 100 µm ; ou 9) du mélange de :
a - au moins un liant hydraulique du groupe constitué par les ciments Portland classe G (API), les ciments Portland classe H (API) et les autres liants hydrauliques à
faible teneur en aluminates, b - une microsilice de granulométrie comprise dans la gamme 0,1 à 50 micromètres, à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, c - un ajout de particules moyennes, minéral et/ou organique, de granulométrie comprise dans la gamme 0,5-200 micromètres à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, la quantité dudit ajout de particules moyennes étant inférieure ou égale à la quantité de microsilice, -un agent superplastifiant et/ou fluidifiant hydrosoluble en proportion comprise entre 1% et 3% en poids par rapport au liant hydraulique, et de l'eau en quantité au plus égale à 30% du poids du liant hydraulique ; ou 10) du mélange de :
a - du ciment;
b - des éléments granulaires ayant une taille de grain Dg d'au plus 10 mm;
c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires comprise entre 0,1 et 100 µm;
d - au moins un agent dispersant;
e - des fibres métalliques et organiques;
et répondant aux conditions: (1) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %;
(2) les fibres métalliques présentent une longueur moyenne Lm d'au moins 2 mm, et un rapport h/d1, d1 étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport Vi/V du volume Vi des fibres métalliques au volume V des fibres organiques est supérieur à
1, et le rapport Lm/Lo de la longueur des fibres métalliques à la longueur des fibres organiques est supérieure à 1; (4) le rapport R entre la longueur moyenne Lm des fibres métalliques et la taille Dg des éléments granulaires est d'au moins 3;
(5) la quantité de fibres métalliques est telle que leur volume est inférieur à 4 %
du volume du béton après la prise et (6) les fibres organiques présentent une température de fusion inférieure à 300°C, une longueur moyenne Lo supérieure à 1 mm et un diamètre Do d'au plus 200 µm, la quantité de fibres organiques étant telle que leur volume est compris entre 0,1 et 3 % du volume du béton.

12. Elément de structure comprenant au moins deux modules en béton collés, la résistance à la compression du béton étant supérieure à 80 MPa.

13. L'élément selon la revendication 12, le béton étant un béton à très hautes performances.

14. L'élément selon la revendication 12, le béton étant un béton à ultra-hautes performances.

15. L'élément selon l'une des revendications 12 à 14, le béton comportant des fibres.

16. L'élément selon la revendication 15, dans lequel les fibres sont en un matériau choisi dans le groupe composé de matériau métallique, matériau minéral ou matériau organique.

17. L'élément selon l'une des revendications 12 à 16, dans lequel la colle est de la colle structurale.

18. L'élément selon l'une des revendications 12 à 17, dans lequel les modules comportent un renforcement interne ou externé:

19. L'élément selon l'une des revendications 12 à 18, dans lequel l'interface entre les modules est une ligne brisée en coupe.

20. L'élément selon l'une des revendications 12 à 19 obtenu selon le procédé
selon l'une des revendications 1 à 11.

21. L'élément selon l'une des revendications 12 à 20, dans lequel le béton résulte 1) du mélange de a - un ciment Portland choisi dans le groupe constitué par les ciments Portland ordinaires dits "CPA", les ciments Portland à haute performance dits "CPA-HP", les ciments Portland à haute performance et à prise rapide dits "CPA-HPR" et les ciments Portland à faible teneur en aluminate tricalcique (C3A), de type normal ou à
haute performance et à prise rapide;
b - une microsilice vitreuse dont les grains ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 100 A-0,5 micron, obtenue comme sous-produit dans l'industrie du zirconium, la proportion de cette silice étant de 10 à 30 % en poids du poids du ciment;
c - un agent super plastifiant réducteur d'eu et/ou un agent fluidifiant en proportion globale de 0,3 % à 3 % (poids de l'extrait sec par rapport au poids de ciment);
d - un sable de carrière constitué de grains de quartz qui ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 0,08 mm - 1,0 mm;
e - éventuellement d'autres adjuvants ; ou 2) du mélange de a - un ciment d'une granulométrie correspondant à un diamètre harmonique moyen ou égal à 7 µm, de préférence compris entre 3 et 7 µm;
b - un mélange de sables de bauxites calcinées de différentes granulométries, le sable le plus fin ayant une granulométrie moyenne inférieure à 1mm et le sable le plus grossier ayant une granulométrie moyenne inférieure à 10mm;
c- de la fumée de silice dont 40% des particules ont une dimension inférieure à
1 µm, le diamètre harmonique moyen étant voisin de 0,2 µm, et de préférence de 0,1 µm;
d - un agent anti-mousse;
e - un superplastifiant réducteur d'eau;
f - éventuellement des fibres;
et de l'eau;
les ciments, les sables et la fumée de silice présentant une répartition granulométrique telle que l'on ait au moins trois et au plus cinq classes granulométriques différentes, le rapport entre le diamètre harmonique moyen d'une classe granulométrique et de la classe immédiatement supérieure étant d'environ 10 ; ou 3) du mélange de a - un ciment Portland;
b - éléments granulaires;
c - éléments fins à réaction pouzzolanique;
d - fibres métalliques;
e - agent dispersant;
et de l'eau;

les éléments granulaires prépondérants ont une grosseur de grain maximale D
au plus égale à 800 micromètres, en ce que les fibres métalliques prépondérantes ont une longueur individuelle 1 comprise dans la gamme 4 mm - 20 mm, en ce que le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et ladite grosseur maximale D
des éléments granulaires est au moins égal à 10 et en ce que la quantité des fibres métalliques prépondérantes est telle que le volume de ces fibres est de 1,0 %
à 4,0 %
du volume du béton après la prise ; ou 4) du mélange de a - 100 p. de ciment Portland;
b - 30 à 100 p., ou mieux 40 à 70 p., de sable fin ayant une grosseur de grains d'au moins 150 micromètres;
c - 10 à 40 p. ou mieux 20 à 30 p. de silice amorphe ayant une grosseur de grains Inférieure à 0.5 micromètres;
d - 20 à 60 p. ou mieux 30 à 50 p., de quartz broyé ayant une grosseur de grains inférieure à 10 micromètres;
e - 25 à 100 p., ou mieux 45 à 80 p. de laine d'acier;
f - un fluidifiant, g - 13 à 26 p., ou mieux 15 à 22 p., d'eau, une cure thermique étant prévue ;
ou 5) du mélange de a - du ciment ;
b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale Dmax d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm ;
c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 µm, de préférence d'au plus 0,5 µm;
d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c);
e - au moins un agent dispersant et répondant aux conditions suivantes:
(1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale Dmax des éléments granulaires est d'au moins 10; (4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à
4% et. de préférence à 3,5% du volume du béton après la prise ; ou 6) du mélange de a - du ciment;

b- des éléments granulaires;
c- des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 µm, de préférence d'au plus 0,5 µm;
d- des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c);
e- au moins un agent dispersant;
et répondant aux conditions suivantes : (1) le pourcentage en poids de l'eau E

par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24%; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (bis) le rapport R
entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10; 4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à 4% et de préférence à 3,5%
du volume du béton après la prise; (5) I'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) présente une taille de grain D75 d'au plus 2 mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain D50 d'au plus 200 µm de préférence d'au plus 150 µm ; ou 7) du mélange de a- du ciment;
b- des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale D d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm;
c- des éléments fins à réaction pouzzolanique ayant une taille de particule élémentaire d'au plus 20 µm, de préférence d'au plus 1 µm;
d- au moins un agent dispersant;
et répondant aux conditions suivantes: (e) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris entre 8 et 25%;
(f) les fibres organiques présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (g) le rapport R
entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale D des éléments granulaires est d'au moins 5, h) la quantité de fibres est telle que leur volume représente au plus 8% du volume du béton après la prise ; ou 8) du mélange de a- du ciment;
b- des éléments granulaires;
c- des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 µm, de préférence d'au plus 0,5 µm;
d- au moins un agent dispersant;

et répondant aux conditions suivantes: 1) le pourcentage en poids de l'eau E
par rapport au poids cumulé C du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24%; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R
entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10;
(4) la quantité de fibres est telle que leur volume est au plus de 8% du volume du béton après la prise; (5) l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) présente une taille de grain D75 d'au plus 2mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain d'au plus 150 µm, de préférence d'au plus 100 µm; ou 9) du mélange de:
a- au moins un liant hydraulique du groupe constitué par les ciments Portland classe G (API), les ciments Portland classe H (API) et les autres liants hydrauliques à
faible teneur en aluminates, b- une microsilice de granulométrie comprise dans la gamme 0,1 à 50 micromètres, à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, c- un ajout de particules moyennes, minéral et/ou organique, de granulométrie comprise dans la gamme 0,5-200 micromètres à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, la quantité dudit ajout de particules moyennes étant inférieure ou égale à la quantité de microsilice, -un agent superplastifiant et/ou fluidifiant hydrosoluble en proportion comprise entre 1% et 3% en poids par rapport au liant hydraulique, et de l'eau en quantité au plus égale à 30% du poids du liant hydraulique ; ou 10) du mélange de:
a- du ciment;
b- des éléments granulaires ayant une taille de grain Dg d'au plus 10 mm;
c- des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentâires comprise entre 0,1 et 100 µm;
d- au moins un agent dispersant;
e- des fibres métalliques et organiques;
et répondant aux conditions: (1) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %;
(2) les fibres métalliques présentent une longueur moyenne Lm d'au moins 2 mm, et un rapport h/d1, d1 étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport Vi/V du volume Vi des fibres métalliques au volume V des fibres organiques est supérieur à
1, et le rapport Lm/Lo de la longueur des fibres métalliques à la longueur des fibres organiques est supérieure à 1; (4) le rapport R entre la longueur moyenne Lm des fibres métalliques et la taille Dg des éléments granulaires est d'au moins 3;
(5) la quantité de fibres métalliques est telle que leur volume est inférieur à 4% du volume du béton après la prise et (6) les fibres organiques présentent une température de fusion inférieure à 300°C, une longueur moyenne Lo supérieure à 1 mm et un diamètre Do d'au plus 200 µm, la quantité de fibres organiques étant telle que leur volume est compris entre 0,1 et 3% du volume du béton.

22. Elément de structure obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à
11.