Préfa Béton International AOÛT 20114 SPECIAL PRINT TECHNOLOGIE DU BETON La fabrication de produits artisanaux en BFUP SPECIAL PRINT PBI 11/04
Lafarge North America, T2W 4Y1, Calgary, Alberta, Canada La fabrication de produits artisanaux en BFUP Dans les trois dernières éditions PBI, Lafarge a publié différents articles en relation avec le béton fibré ultra-hautes performances (BFUP) Ductal. Le premier article (1/2011) fournissait un aperçu des marchés cibles du BFUP et énonçait quelles étaient les implications en termes de plans d entreprise pour les préfabricants qui souhaitaient compléter et/ou étendre leur offre de produits et la portée de leurs marchés. L article suivant (2/2011) identifiait les différents équipements recommandés et les techniques de production requises en vue de la production d éléments préfabriqués en BFUP. Dans la dernière édition (3/2011), Lafarge détaillait les avantages du BFUP Ductal pour les éléments préfabriqués structuraux et fournissait des exemples d applications/de projets réalisés avec succès en BFUP. Dans le présent article, Lafarge abandonne le registre des applications grande échelle comme les poutres de pont, les tabliers de pont ou les applications de coulage de béton Ductal dans les joints, pour celui des applications BFUP «artisanales». Cette publication aidera les artisans/préfabricants à découvrir le potentiel du BFUP à l égard de la conception et de la production de solutions créatives, complexes et esthétiques pour des segments de marché existants ou nouveaux. Vic H. Perry, Lafarge North America Peter J. Seibert, Lafarge North America Les excellentes qualités du Ductal permettent d utiliser ce matériau de manières non conventionnelles dans la lignée des tendances nouvelles de l architecture à travers la réalisation de lignes épurées, de formes complexes, aux détails raffinés, aux textures rehaussées et d une esthétique particulière. Le Ductal reproduit avec précision la texture des moules et la nuance des pigments de coloration (incorporés dans le mélange dans le but d obtenir des surfaces d une infinie diversité), ce qui permet aux designers d'adoucir l apparence typiquement rude et stérile du béton. Cette polyvalence a ouvert des horizons nouveaux et inspiré de nombreux artistes et designers. Au cours des dernières années, plusieurs éléments artisanaux ont été fabriqués et commercialisés avec succès en Amérique du Nord et en Europe. Ces applications sont nombreuses et comprennent des éléments de décoration intérieure, du mobilier urbain, des plans de travail, des lavabos, des cheminées, des dalles de sol, des jardinières, des tables, des bancs et des sculptures (voir Fig. 1). Qu est-ce que le béton fibré ultra-hautes performances Ductal? Ductal désigne toute une famille de produits BFUP. Le choix de la formulation appropriée s effectue sur la base de l application à réaliser et des performances auxquelles doit satisfaire l ouvrage final conformément aux souhaits du client. Les facteurs déterminants sont la résistance, la ductilité, la durabilité, l esthétique souhaitée et l exposition au contact humain. Les éléments préfabriqués en BFUP peuvent avoir des sections plus fines et des portées plus longues, plus légères et plus élégantes et innovantes que celles réalisées avec un béton conventionnel. Les résistances en compression possibles avec ce matériau vont jusqu à 200 MPa, les résistances en flexion jusqu'à 40 MPa. Du fait des propriétés de résistance inhérentes au matériau, la mise en place d armatures est souvent inutile, ce qui permet de produire des for mes fines, courbes et complexes dans diffé - rentes textures. Deux types de fibres sont utilisés pour fabriquer les produits Ductal: des fibres métal - liques et des fibres en alcool polyvinylique (PVA). Les fibres et les formulations BFUP sont customisées de sorte à satisfaire au mieux aux exigences de l application émises par le client. Les formulations Ductal peuvent avoir différentes propriétés rhéologi ques, des formulations autonivelantes à celles pour démoulage différé, ce qui permet d employer des techniques de coulage et des systèmes de coffrage nouveaux et différents. Les avantages du BFUP Ductal pour les artisans Les artisans choisissent généralement des formulations Ductal contenant des fibres PVA Fig. 1: Meubles inédits ultrafins de poids léger Fig. 2: Textures customisées 2 PBI Préfa Béton International 4 2011
Vic H. Perry a obtenu un grade de Bachelor en Génie Civil avec distinction en 1978, et un Master en Sciences Appliquées en Génie des Structures en 1984, à l Université Dalhousie de Nova Scotia, au Canada. En 1999, il est nommé Fellow de la Canadian Society for Civil Engineering (CSCE) et est élu Président de la CSCE en 2010. Depuis 1997, il travaille au développement du Ductal (BFUP), tout d abord comme Directeur Marketing (Ductal) pour le Groupe Lafarge à Paris, puis en tant que Vice-Président et General Manager Ductal pour Lafarge North America, à Calgary, au Canada. Vic.Perry@Lafarge-na.com Fig. 3: Mobiliers et sols dans les magasins Yves Saint Laurent Peter J. Seibert est titulaire d un grade de Bachelor en Génie Civil de l Université de Toronto, obtenu en 1996, d un Master en Génie Civil de la Queen s University de Kingston, Ontario, obtenu en 1998, et d un MBA de la Wilfrid Laurier University de Waterloo, Ontario, obtenu en 2003 (Canada). Basé à Calgary, au Canada, il occupe les fonctions de Directeur Technique pour le produit Ductal dont il est responsable de la production, de la chaîne logistique, du contrôle qualité et des aspects techniques dans toute l Amérique du Nord depuis 2006. Peter.Seibert@Lafarge-na.com pour fabriquer leurs produits. Ces fibres permettent d'éviter l apparition de tâches de rouille en surface et minimisent les ris - ques potentiels en cas d exposition au contact humain. Les artisans choisissent également généralement des formulations Ductal autonivelantes, adaptées au remplissage des moules avec des fentes étroites. De par sa composition, avec des éléments granulaires très fins dans la matrice, le BFUP Ductal est autoplaçant et reproduit la texture des moules avec une extrême précision (voir Fig. 2). En incorporant les pigments directement dans le mélange, il est possible de produire des éléments en BFUP dans toute une variété de couleurs de nuance uniforme. Les couleurs de base sont le gris, le gris clair et le blanc. Pour de nombreuses applications, il n est pas nécessaire de recourir à des armatures passives, ce qui permet de créer des formes inédites et complexes. L un des principaux avantages du BFUP Ductal pour les artisans est peut-être son aptitude à la production (ou à la production en masse) d'objets créatifs reproductibles ce qui permet aux artisans de développer leurs propres marques et leur propre design sur les marchés. Les artisans peuvent créer des éléments en BFUP: fins, courbes et complexes colorés (n importe quel pigment peut être ajouté) capables d être customisés dans n importe quelle texture durables et résistants à la corrosion plus performants en termes de résistance et de ductilité reproductibles uniques en leur genre. Ces bénéfices se traduisent par des produits finaux nouveaux, créatifs, de développement durable, d une durée de service normalement supérieure, avec un moindre impact sur l environnement dans le temps. Les applications de décoration intérieure en BFUP Le BFUP Ductal convient merveilleusement aux applications de décoration intérieure modernes et contemporaines comme les bancs, les tables, les panneaux décoratifs, les cuisines, les salles de bains, les dalles Fig. 4: Banquettes du Bar Agricole, à San Francisco Fig. 5: Panneaux avec trame PBI Préfa Béton International 4 2011 3
Fig. 6: Table de conférence de sol, les cheminées et les jardinières. Par - faitement adapté aux tendances courantes modernes, il constitue un matériau sobre et naturel pour la maison et les locaux professionnels (voir Fig. 3). Son aptitude à être coloré et à reproduire les matériaux des moules fait qu il épouse la texture et le grain des moules. Les bancs d intérieur en BFUP Avec le BFUP, les designers peuvent créer des bancs au design organique complexe, aux lignes épurées et d un poids léger (comparativement au béton conventionnel). Les «banquettes» du Bar Agricole, un nouveau restaurant de San Francisco conçu par Aidlin Darling Design, en sont un excellent exemple cette application démontre les nouvelles possibilités offertes par le BFUP Ductal dans le domaine de la technologie du béton. Ces banquettes sont à double assise (de 1,5 m x 1,5 m x 1,5 m environ) et ressemblent à un ruban (1 pouce d épaisseur) faisant saillie du mur. Le designer avait initialement l'intention de réaliser les banquettes en acier, mais le BFUP Ductal s est révélé être une alternative exceptionnelle, permettant facilement de créer des éléments au design organique curviligne avec des angles ambitieux et aucune armature (voir Fig. 4). Les panneaux décoratifs en BFUP Au cours des dernières années, le BFUP a été utilisé pour la réalisation de panneaux muraux décoratifs créatifs d une épaisseur de 12 à 20 mm, avec ou sans nervures. Les panneaux peuvent présenter différents formats, couleurs, textures, reliefs et formes plus ou moins marqués. Le BFUP peut refléter la minéralité de la pierre, mais aussi retranscrire les brillances du verre et les oxydations du métal. Les panneaux en BFUP sont généralement de poids léger, de fine épaisseur et faciles à poser aux murs. Les systèmes de fixation sont similaires à ceux utilisés pour les dalles de pierre. Ces panneaux sont souvent utili - sés pour rattraper les courbures d un mur et sont fréquemment produits dans un style de trame spécifique. La plupart des panneaux à trame sont fabriqués dans deux dimensions, mais les techniques de coulage du BFUP permettent également de réaliser des formes à trame en trois dimensions, laissant ainsi libre cours à la créativité des designers (voir Fig. 5). L ajout d une texture spécifique permet en outre de personnaliser davantage le design du panneau. Dans de nombreux cas, l harmonie d une pièce ou d une cour intérieure est obtenue à travers la continuité du style sobre et naturel des dalles de sol dans le décor des murs. Les tables en BFUP Les tables se composent généralement d un plateau et d un ou de plusieurs pieds. Le BFUP Ductal a fortement inspiré les designers qui ont créé toute une variété de tables adaptées à toutes les occasions, aux formes innovantes, modernes et inédites, mêlant différents matériaux, différents effets matière et différentes couleurs. Fig. 7: Table innovante 4 PBI Préfa Béton International 4 2011
La forte malléabilité du matériau et sa résistance supérieure permettent de créer des plateaux de grand format et de fine épaisseur aux surfaces ajourées ou pleines. Des revêtements intérieurs spécifiques, disposés à l intérieur des moules de préfabrication, sont utilisés pour créer des effets de peau de crocodile ou de lézard, de grain de bois, mais aussi un parfait poli miroir. Dans de nombreux cas, les bords de la table, qu il s agisse de tables de conférence ou à manger, ont une apparence extrêmement mince et captivante. Cette apparence est fréquemment obtenue par le biais de nervures virtuelles ou en renforçant la table en son centre. Le design peut être encore personnalisé au travers de l intégration de lampes LED ou de fibres optiques dans les plateaux, lesquels luisent dans le noir (voir Fig. 6 et 7). Les dalles de sol en BFUP Les fibres contenues dans les formulations BFUP Ductal permettent de produire des dalles de sol ultraminces de grand format. D une épaisseur de 15 mm à peine, les dalles de sol en BFUP ont une épaisseur Fig. 8: Dalles de sol de grand format (2,4 m x 2,4 m x 1,3 cm environ) Fig. 9: Cheminée au bioéthanol similaire à celle d un carreau céramique ou d une lame de parquet. Suivant l effet désiré et le style de la pièce, des dalles de 500 mm x 500 mm, voire plus (2000 mm x 2000 mm), peuvent être produites (voir Fig. 8). D autres conceptions ont été imaginées, consistant en différentes formes et différents coloris avec des LED intégrées changeant de couleur. Autres applications d intérieur en BFUP D une compacité extrême, avec une poro - sité minimale, le BFUP trouve dans les cuisines et les salles de bains des lieux d expression privilégiés pour les designers. Dans ces espaces, les éléments préfabri - qués doivent supporter l eau et l humidité. Le designer peut offrir et fabriquer des solutions d un type unique dans tous les coloris possibles pour des plans de travail, des lavabos, des bacs à douche, des baignoires et des dalles de petit format. Ces éléments sont généralement de poids léger et faciles à installer. Le BFUP Ductal peut être moulé pour imiter la pierre ou d autres tendances contemporaines dans toute une variété de finitions et de textures attrayantes pour habiller les foyers de cheminées. La mode (en France) est aux cheminées au bioéthanol qui fonctionnent avec un combustible écologique et peuvent être installées à l intérieur d un appartement (voir Fig. 9). Du fait de sa faible porosité et de son faible coefficient de perméabilité à l eau, le BFUP constitue un excellent choix pour la production de jardinières ou de bacs décoratifs. Si l on y ajoute couleurs et textures, de très beaux éléments verticaux et horizontaux peuvent être créés. Le mobilier urbain en BFUP Le BFUP Ductal a été également utilisé pour la production de mobiliers de rue pratiques et inédits. Sa résistance aux chocs et aux intempéries (gel/dégel), sa durabilité et ses faibles besoins d'entretien en font une excellente alternative aux matériaux traditionnels tels que l'acier, la fonte, l'aluminium, le plastique ou le bois. Suivant le style re - cherché, il peut aussi compléter et être combiné à ces matériaux. Bancs, panneaux décoratifs, bornes et mobiliers urbains ne constituent que quelques-unes des nombreuses possibilités offertes par le BFUP Ductal. Si un préfabricant/artisan peut développer un élément de mobilier urbain personnalisé, l usine de préfabrication peut développer un élément préfabriqué standard reproductible qui pourra être fabriqué en continu tout au long de l année. Un partenariat commercial et technique Comme cela a déjà été mentionné précé - demment, le BFUP Ductal est une solution technologique élaborée qui crée de nouvelles opportunités pour les producteurs d éléments préfabriqués en béton en leur permettant de développer et d élargir leur offre de produits actuelle. Avant d investir des sommes d argent considérables dans de nouveaux équipements, les préfabricants doivent élaborer un plan d entreprise pour le produit fini en BFUP envisagé. Pour ce faire, les artisans doivent revoir leurs stratégies de distribution et de promotion car ce sont eux les experts en ce qui concerne la compréhension des marchés locaux, leur accessibilité et leur tolérance. Les préfabricants doivent en outre développer leur propre proposition de valeur pour chaque nouvelle solution BFUP. Une fois le plan d entreprise établi, des prototypes de la solution envisagée doivent être testés, optimisés et certifiés. Pour un partenariat réussi, Lafarge met à la disposition de ses clients son expertise dans le domaine des matériaux et son savoirfaire commercial tandis que les préfabricants apportent leurs compétences techniques dans les process industriels et leur connaissance des marchés ciblés. La réussite de projets novateurs requiert une étude et un développement réguliers des process d origine. Le recul et l expertise de Lafarge concernant de nombreuses applications et de nombreux produits différents réalisés en Ductal lui permettent d'assurer un accompagnement qualité optimal et de faire des suggestions quant aux méthodes de production les plus adaptées et les plus innovantes. Les prochains articles Lafarge dans le magazine PBI Le prochain article publié dans le magazine PBI portera sur «La fabrication de produits architecturaux en BFUP». Lafarge souhaiterait remercier tous ses clients qui ont réalisé les projets Ductal présentés dans le présent article. AUTRES INFORMATIONS Lafarge North America 10655 Southport Road SW., Suite 1200 T2W 4Y1, Calgary, Alberta, Canada T +1 403 271 9110 F +1 403 278 7420 ductal@lafarge-na.com www.ductal-lafarge.com PBI Préfa Béton International 4 2011 5