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DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 LES APPORTS DU PROJET NATIONAL BHP 2000 Didier BRAZILLIER ( DDE de lYonne.

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1 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 LES APPORTS DU PROJET NATIONAL BHP 2000 Didier BRAZILLIER ( DDE de lYonne et directeur technique de BHP 2000)

2 BHP 2000 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 Les Bétons de Hautes Performances : le cadre Rc > 5o Mpa E/C < 0,4 parfois addition dultrafines Béton ordinaire B.H.P.

3 BHP 2000 Les Bétons de Hautes Performances : quelques rappels Première utilisation en France sur un pont près de Melun en 1984 sous limpulsion du LCPC Ré, Sylans, Le pertuizet, Joigny, Le projet National « Voies Nouvelles du Béton» de 86 à 92 Le groupe AFREM «Connaissances et utilisation des BHP» de 93 à 96 BHP 2000

4 BHP 2000 Les attentes lors du lancement de BHP 2000 La qualification des BHP pour le DTU feu La quantification des gains de durabilité Des compléments de connaissances sur la microfissuration et sur le gel La poursuite des analyses du mariage BHP/AHP La préparation de lextension du règlement pour la gamme des Mpa Les conditions pratiques et economiques de la banalisation des BHP BHP 2000

5 BHP 2000 UN PROGRAMME DE RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT STRUCTURE EN SIX THEMES Durabilité Tenue au feu Économie et développement Association avec des armatures HP BTHP Diffusion de la connaissance BHP 2000

6 LES PARTENAIRES Maîtres d'ouvrages : Direction des Routes (SETRA), EDF, RATP, SNCF, COGEMA, CEA, CETU Entreprises : BEC, Bouygues, Bonna, Campenon Bernard SGE, FNTP, Freyssinet, DUMEZ-GTM, Matière, SAE, SARET, Desquennes et Giral Fournisseurs et industriels : Ciments Calcia, Ciments Lafarge, Vicat, Ciments d'Origny, SIKA, Péchiney, Chryso, MBT, Condensil, ASW-SAM Laboratoires : CEBTP, CSTB, CERIB, LCPC, LERM Universités - Ecoles : ENPC, ENS Cachan, INSA Lyon et Toulouse, Université dArtois, Ecole d'architecture de Paris - Vuillemin - Ecole des mines de Douai B.E.T., Consultants : SETEC, SCETAUROUTE (JMI), LP Consultant, Cadoret Consulting Divers : ATILH, VERITAS BHP 2000

7 BHP 2000 UN BUDGET GLOBAL DE 36 MF Soutien de l'Etat (DRAST) : 7,6 MF Cotisations des partenaires : 8 MF Apports en nature : 20,4 MF BHP 2000

8 BHP 2000 DES PASSERELLES... CALIBE BEFIM ECOLE FRANCAISE DU BETON (Bétons autoplaçants) Avec d'autres projets nationaux : BHP 2000

9 BHP 2000 LA DURABILITE Mise au point de modes opératoires communs : Porosité accessible à l'eau Absorption capillaire perméabilité au gaz Carbonatation accélérée diffusion des chlorures Démarche en cours vers une durabilité spécifiée BHP 2000

10 BHP 2000 LA DURABILITE Durabilité améliorée des BHP démontrée : –essais comparatifs sur ouvrages jumeaux –corps dépreuves sur sites naturels BHP 2000

11 BHP 2000 BHP 2000 SITES NATURELS DE VIEILLISSEMENT Site montagneux (Maurienne) Site marin (La Rochelle)

12 BHP 2000 BHP 2000 SYNTHÈSE DES PROPRIÉTÉS RELATIVES À LA DURABILITÉ

13 BHP 2000 BHP 2000 CLASSEMENT DES 15 BÉTONS VIS-À-VIS DE LEUR DURABILITÉ POTENTIELLE [de haut en bas Õ performance croissante] (*) : après 1 an d'exposition sur site

14 BHP 2000 LA DURABILITE Microfissuration et gel/dégel Pas dinfluence négative de la microfissuration Bonne résistance au gel modéré En général : bonne résistance au gel sévère des B80 (E/C < 0.32 ) mais lessai de performance reste nécessaire

15 BHP 2000 BHP 2000 Tenue au feu des Bétons de Hautes Performances Les règles de conception des structures en béton résistant au feu, DTU feu-béton, permettent, sous certaines conditions, de se dispenser des essais. Approche réglementaire & règles de calcul Ce DTU a été récemment modifié pour y incorporer les bétons ayant une résistance en compression située dans la gamme [60 Mpa, 80 Mpa].

16 BHP 2000 BHP 2000 Tenue au feu des Bétons de Hautes Performances Essais sur trois formulations : M75SC, M75C & M100C Approche réglementaire & règles de calcul

17 BHP 2000 BHP 2000 Lamélioration des performances mécaniques des bétons est corollaire dune réduction de la perméabilité. En cas déchauffement les mouvements deau (vapeur et liquide) se font plus difficilement et le champ de pression qui sétablit peut engendrer des écaillages/éclatements (notamment au-delà de 80 MPa). Ce risque peut être réduit en incorporant des fibres plastiques dans la matrice et/ou un grillage de surface ainsi quun choix judicieux des granulats À terme, la modélisation numérique fournira des indicateurs du risque déclatement. Tenue au feu des Bétons de Hautes Performances conclusions

18 BHP 2000 Même comportement global avec une meilleure adhérence acier (hp)/béton(hp) même mode de fissuration mais avec une ouverture des fissures plus faible sollicitation plus élevée des armatures pour les ouvertures de fissures réglementaires LASSOCIATION AHP / BHP

19 BHP 2000 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 Bétons de Hautes Performances associés à des Aciers de Hautes Performances

20 BHP 2000 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 Bétons de Hautes Performances associés à des Aciers de Hautes Performances Dispositions réglementaires Les formules réglementaires actuelles du BAEL concernant l adhérence et ses applications semblent pouvoir être extrapolées des BA-O aux BA-HP Les formules réglementaires de calcul de lespacement moyen entre fissures de lEC2 sont validées par les BA-HP Les charges admissibles à létat limite de fissuration augmentent denviron 20% lorsquon passe dun BA-O (30MPa, FeE500) à un BA-HP (100MPa, FeE750)

21 BHP 2000 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 Bétons de Hautes Performances associés à des Aciers de Hautes Performances Conclusions Les potentialités des BA-HP, gain de résistance et de rigidité, moindre ouverture des fissures de flexion, ont pu être confirmées Létude des dispositions constructives (recouvrements) na pas révélé de limitation demploi Les dispositions à adopter pour étendre la réglementation actuelle aux BA-HP sont simples et légères Pour des armatures de 750 à 800 Mpa : gain potentiel de 35 à 40 % de poids darmatures soit un gain économique de lordre de 25 % si le surcoût des AHP reste de lordre de 15 à 20 % gain de poids sur les pièces (fondations, transport, manutention,...)

22 BHP 2000 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 BTHP : Points critiques du règlement Conclusions et Recommandations Résistance en traction (pour les BHP et au-delà) –vérifier ft28 en étude (fendage - conservation sous eau) –soigner la cure surtout quand ft est critique au jeune âge –ne mobiliser ft à long terme qu'avec un taux réduit (0,6) cf EC2 Résistance au cisaillement –formules BAEL sûres : consoles courtes, effort tranchant poutrelles –formules à faire évoluer : compressions localisées, effort tranchant poutres hautes et en T (cf EC2) Retrait - fluage des BTHP –attention si on charge quand fcj < 0,6 fc28 (fort fluage mal prévu) –modèle réglementaire valable pour 80 < fc28 < 130 MPa

23 BHP 2000 Des ouvrages de démonstration : étude comparative du viaduc de Mesnil-le-Roi Viaduc autoroutier (A14) sur la Seine Maître douvrage :SAPN Entreprises :BOUYGUES - GTM Construction Tablier construit par encorbellements successifs 3 travées : 74 m m - 66 m Béton blanc B40

24 BHP 2000 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 BTHP : Valorisation dans les ouvrages dart Ponts-caissons en béton précontraint Solution la plus élancée (B80 - optimisation de la section) : hp = 4,3 m au lieu de 5,6 m hc = 2,4 m au lieu de 3 m ép. âmes 0,36 m au lieu de 0,5 m ép. hourdis sup. 0,2 m au lieu de 0,24 limitation par cisaillement (ELS et ELU) et dispositions constructives (passage des gaines)

25 BHP 2000 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 BTHP : Valorisation dans les ouvrages dart Piles et pylônes de grande hauteur "Prédimensionnement" sur un cas d'école : pile H = 150 m, descente de charge en tête N = 165 MN, M = 3300 MN.m section pied de pile = 2 x section moyenne Important : adapter le ferraillage pour valoriser le BHP

26 BHP 2000 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 BTHP : Valorisation dans les ouvrages dart Les aspects de méthodes sont essentiels Economie de ressources naturelles sensible (-20 à -40 %) Avec des hypothèses probables, sur ces formes "classiques", lécart de coût initial est faible (0 à -10 %) Des gains induits sont possibles (fondations) Retombées méthodologiques : Programmes de calcul BHP validés À retenir pour loptimisation

27 BHP 2000 Faire connaître le BHP, ses caractéristiques, ses indications demploi, les ouvrages réalisés 4 modes daction : Initiation et suivi douvrages de démonstration, Rédaction et édition de guides demploi pratiques et dun livre de synthèse des connaissances acquises, Des documents promotionnels courts, Des conférences vers un large public professionnel

28 BHP 2000 Des ouvrages de démonstration : les viaducs du Crozet (Isère) 2 viaducs sur arcs doubles Portées : Est= 140 m Ouest= 82,50 m - 101,50 m - 101,50 m Arcs, pilettes et tabliers réalisés en B60 FS, soit m³ MO:AREA BET:JMI Entreprise:CB-SGE

29 BHP 2000 Des ouvrages de démonstration : les viaducs du Crozet (Isère) Avantages du BHP recherchés –Allègement du tablier –Allègement et réduction de la section des arcs –Résistance au gel et durabilité Les enseignements du chantier –Résistance élevée :14 à 30 MPaà 24 heures 80 MPaà 28 jours –Fluidité élevée atteinte pour les arcs –Nécessité de changement dadjuvant suite à des problèmes de bétonnage en zone très ferraillée (130 à 180 kg/m³) (Sikament FF86 Optima 100)

30 BHP 2000 Des ouvrages de démonstration : le concours de Bourges (Cher) Un lot de trois passages supérieurs –PS1 bis : longueur = 52 mlargeur = 11,20 m biais = 78 gr –PS 2 : longueur = 42 mlargeur = 11,20 m biais = 80 gr Une règle : lutilisation généralisée du BHP Un concours et 10 candidats Trois finalistes : –CB-SGE –GTM Construction –DALLA VERA Lauréat : DALLA VERA

31 BHP 2000 Des ouvrages de démonstration : Des ouvrages à deux travées Tablier encastré sur la pile Une nervure axiale en BHP coulé en place et précontraint Des encorbellements latéraux préfabriqués et nervurés, clavés entre eux Une épaisseur moyenne de 0,37 m contre 0,75 m en B35

32 BHP 2000 Des documents promotionnels courts Une plaquette « Ouvrages Types »

33 BHP 2000 Des documents promotionnels courts Une plaquette destinée aux Maîtres dOuvrage et à linformation générale

34 BHP 2000 Des guides demploi rédigés pour le praticien A lusage du Maître dOeuvre A lusage du Laboratoire A lusage de la Centrale A lusage du Bureau détude –1er tome: BAEL –2e tome: BPEL (en préparation)

35 BHP 2000 Des documents promotionnels courts … en phase de finalisation Deux plaquettes dinformation sur les indications demploi pour des ouvrages soumis : –à labrasion –aux agressions chimiques laiteries industries agro-alimentaires industries chimiques (engrais, …)

36 BHP 2000 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 Réalisations - Génie Civil Autoroute Tours-Vierzon

37 BHP 2000 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000 BHP 2000 Réalisations - Génie Civil Autoroute Tours-Vierzon


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