20/02/2017 CONSTRUCTION 4: FILIERE BETON

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1 CONSTRUCTION 4: FILIERE BETON 1

2 Introduction De la fin du 19 ème siècle à nos jours, l histoire du béton armé a profondément façonné l art de bâtir. On ne peut tenter de prévenir l avenir de la construction en béton sans mesurer combien celui-ci est aujourd hui piloté, au plan de la macroéconomie, par des chiffres très stables. Ainsi, on réalise environ 7 milliards de mètres cube de béton par an dans le monde, soit un mètre cube par habitant. Le prix moyen de ce béton en France, est de l ordre de 0,03 à 0,04 le kilogramme, c est-à-dire d un ordre de grandeur très différent de celui de tous les autres matériaux à vocation industrielle. Sa résistance en compression est d environ 30 Mpa. Sa résistance en traction est très faible(del ordre de1/12 ème à1/10 ème delarésistanceencompression). Il est nécessaire pour l architecte de connaitre les différentes solutions constructives qu il a permis d élaborer grâce à ses propriétés physiques spécifiques. 2

3 Le béton est un mélange de sable(s), gravillon(s), ciment et eau. Il peut aussi contenir un ou plusieurs adjuvants, des poudres qu on appelle additions, et éventuellement des fibres. 3

4 Le Ciment Portland Artificiel 4

5 Consommation de ciment par habitant (en kg) Chine Suisse Espagne Grèce Allemagne Japon France Irlande Etats-Unis Royaume-Uni

6 Production de ciment dans le monde (en millions de tonnes) Total Monde 2865,6 3049,8 3364,9 3638,7 Chine 1400,0 1646,0 1880,0 2080,0 Inde 177,3 195,9 224,7 240,5 Etats-Unis 84,0 60,4 66,5 67,9 Turquie 53,1 54,0 66,2 67,8 Japon 68,0 60,0 56,6 56,4 Arabie Saoudite 32,9 37,9 43,0 48,4 Allemagne 35,2 31,1 29,9 33,5 Espagne 42,1 29,5 21,2 22,2 France 21,4 18,3 18,0 19,4 6

7 Production de ciment en France 7

8 ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX 8

9 Le béton frais 9

10 Le béton durci 10

11 Les structures en béton sont réputées, à juste titre, très durables. Elles supportent les climats extrêmes et les environnements agressifs. Coupole du Panthéon à Rome 11

12 Les structures en béton sont réputées, à juste titre, très durables. Elles supportent les climats extrêmes et les environnements agressifs. Pont de la confédération, Ile du Prince Edouard, Canada, Jean Muller,

13 Répartition des constituants en volume adjuvant 0.1% eau 20% ciment 10% granulats 70% 13

14 Béton de bâtiment C25/30 décomposition du prix transport 22% ciment 36% fabrication 15% adjuvant 1% granulats 26% 14

15 Voile refend intérieur décomposition du prix coffrage m² ferraillage m 3 0,2 36 7,2 Mise en œuvre m 3 0, Béton m 3 0, Total : 97,2 /m² Voile béton blanc décomposition du prix coffrage m² ferraillage m 3 0,2 36 7,2 Mise en œuvre m 3 0, Béton m 3 0, Total : 132,2 /m² 15

16 CARACTERISTIQUES PHYSIQUES DU BETON nuance C25/30 C80/95 BFUP Résistance en compression (MPa) Résistance en traction (MPa) Module d élasticité longitudinal (MPa) ,8 3, Allongement minimal (%) 0,35 0,28 0,4 Coefficientde dilatation thermique , Masse volumique (kg/m 3 ) Conductivité thermique (W.m -1.K -1 ) Capacité calorifique massique (J.kg -1.K -1 ) 1,6 1,6 1,

17 COMPORTEMENT MECANIQUE DU BETON Contraintes (Mpa) Déformations (10-6 ) 17

18 COMPORTEMENT MECANIQUE DU BETON 18

19 Compétences techniques de l architecte L architecte doit connaître la composition des bétons et les principaux procédés utilisés pour sa mise en œuvre. La prise en compte de toutes les contraintes de coffrage permet de définir un calepinage des joints qui peut donner du rythme à la surface du parement. Richard&Schoeller, Maison, Carantec,

20 ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX CimentPortland CEM I: 866kgCO 2é /tonnedeciment Bétonarmé(80kg/m 3 ): 159kgCO 2é /tonnedebéton 398kgCO 2é /m 3 debéton 2é 20

21 PLAN DU COURS 1 ) Naissance et développement du béton armé 2 ) évolutions esthétiques du béton armé 3 ) Connaître le béton 4 ) Concevoir en béton : solutions constructives 5 ) Concevoir en béton : matière et texture 21

22 NOUVELLES TENDANCES Jean-Philippe Pargade, pole scientifique et technique, Marne La Vallée,

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28 NOUVEAUX SYSTEMES CONSTRUCTIFS Immeuble skyline, Nantes, ateliers 2/3/4,

29 NOUVEAUX SYSTEMES CONSTRUCTIFS Médiathèque, Frontignan, TAUTEM et BMC2,

30 NOUVEAUX SYSTEMES CONSTRUCTIFS 30

31 NOUVEAUX SYSTEMES CONSTRUCTIFS 31

32 NOUVEAUX SYSTEMES CONSTRUCTIFS Mairie, Echenoz-la-Méline, BQ+A,

33 NOUVEAUX SYSTEMES CONSTRUCTIFS 33

34 NOUVEAUX SYSTEMES CONSTRUCTIFS 34

35 NOUVEAUX SYSTEMES CONSTRUCTIFS 35

36 NOUVEAUX SYSTEMES CONSTRUCTIFS Musée Régional de la Narbonne Antique, Narbonne, Foster + Partners,

37 STABILIZED INSULATED RAMMED EARTH Muréna, Narbonne, Foster + Partners,