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

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

Les Bétons de Hautes Performances : quelques rappels BHP 2000 Les Bétons de Hautes Performances : quelques rappels Première utilisation en France sur un pont près de Melun en 1984 sous l’impulsion du LCPC Ré, Sylans, Le pertuizet, Joigny, ... 86-89 Le projet National « Voies Nouvelles du Béton» de 86 à 92 Le groupe AFREM «Connaissances et utilisation des BHP» de 93 à 96

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 l’extension du règlement pour la gamme des 100-120 Mpa Les conditions pratiques et economiques de la banalisation des BHP

UN PROGRAMME DE RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT STRUCTURE EN SIX THEMES 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 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 d’Artois, 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

Soutien de l'Etat (DRAST) : 7,6 MF Cotisations des partenaires : 8 MF 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 DES PASSERELLES ... Avec d'autres projets nationaux : CALIBE BEFIM ECOLE FRANCAISE DU BETON B@P (Bétons autoplaçants)

Mise au point de modes opératoires communs : 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

Durabilité améliorée des BHP démontrée : 2000 LA DURABILITE Durabilité améliorée des BHP démontrée : essais comparatifs sur ouvrages jumeaux corps d’épreuves sur sites naturels

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

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

CLASSEMENT DES 15 BÉTONS VIS-À-VIS DE LEUR DURABILITÉ POTENTIELLE 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

LA DURABILITE Microfissuration et gel/dégel Pas d’influence négative de la microfissuration Bonne résistance au gel modéré En général : bonne résistance au gel sévère des B80 (E/C < 0.32 ) mais l’essai de performance reste nécessaire

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

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

Tenue au feu des Bétons de Hautes Performances conclusions BHP 2000 Tenue au feu des Bétons de Hautes Performances conclusions L’amélioration des performances mécaniques des bétons est corollaire d’une réduction de la perméabilité. En cas d’échauffement les mouvements d’eau (vapeur et liquide) se font plus difficilement et le champ de pression qui s’établit 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 qu’un choix judicieux des granulats À terme, la modélisation numérique fournira des indicateurs du risque d’éclatement.

L’ASSOCIATION AHP / BHP 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

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

Dispositions réglementaires 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 l’espacement moyen entre fissures de l’EC2 sont validées par les BA-HP Les charges admissibles à l’état limite de fissuration augmentent d’environ 20% lorsqu’on passe d’un BA-O (30MPa, FeE500) à un BA-HP (100MPa, FeE750) 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 L’étude des dispositions constructives (recouvrements) n’a pas révélé de limitation d’emploi 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 d’armatures soit un gain économique de l’ordre de 25 % si le surcoût des AHP reste de l’ordre de 15 à 20 % gain de poids sur les pièces (fondations, transport, manutention,...) DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000

BTHP : Points critiques du règlement Conclusions et Recommandations BHP 2000 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 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000

Viaduc autoroutier (A14) sur la Seine Des ouvrages de démonstration : étude comparative du viaduc de Mesnil-le-Roi Viaduc autoroutier (A14) sur la Seine Maître d’ouvrage : SAPN Entreprises : BOUYGUES - GTM Construction Tablier construit par encorbellements successifs 3 travées : 74 m - 110 m - 66 m Béton blanc B40

BTHP : Valorisation dans les ouvrages d’art BHP 2000 BTHP : Valorisation dans les ouvrages d’art 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) DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000

BTHP : Valorisation dans les ouvrages d’art BHP 2000 BTHP : Valorisation dans les ouvrages d’art 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 DU NOUVEAU DANS LE BETON : Conclusions et recommandations de BHP 2000

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

Initiation et suivi d’ouvrages de démonstration, Faire connaître le BHP, ses caractéristiques, ses indications d’emploi, les ouvrages réalisés 4 modes d’action : Initiation et suivi d’ouvrages de démonstration, Rédaction et édition de guides d’emploi pratiques et d’un livre de synthèse des connaissances acquises, Des documents promotionnels courts, Des conférences vers un large public professionnel

2 viaducs sur arcs doubles Portées : Est = 140 m 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 10 500 m³ MO : AREA BET : JMI Entreprise : CB-SGE

Avantages du BHP recherchés 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 MPa à 24 heures 80 MPa à 28 jours Fluidité élevée atteinte pour les arcs Nécessité de changement d’adjuvant suite à des problèmes de bétonnage en zone très ferraillée (130 à 180 kg/m³) (Sikament FF86 ® Optima 100)

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

Des ouvrages à deux travées Tablier encastré sur la pile 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

Une plaquette « Ouvrages Types » Des documents promotionnels courts Une plaquette « Ouvrages Types »

Des documents promotionnels courts Une plaquette destinée aux Maîtres d’Ouvrage et à l’information générale

A l’usage du Maître d’Oeuvre A l’usage du Laboratoire Des guides d’emploi rédigés pour le praticien A l’usage du Maître d’Oeuvre A l’usage du Laboratoire A l’usage de la Centrale A l’usage du Bureau d’étude 1er tome : BAEL 2e tome : BPEL (en préparation)

Des documents promotionnels courts … en phase de finalisation Deux plaquettes d’information sur les indications d’emploi pour des ouvrages soumis : à l’abrasion aux agressions chimiques laiteries industries agro-alimentaires industries chimiques (engrais, …)

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

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