Le béton projeté, ou gunite, est un béton projeté, après hydratation, à haute pression sous forme de jet sur un support ou une paroi. Il permet de réaliser les formes les plus complexes (dômes, coques) ou difficiles d'accès (tunnels, travaux en hauteur). Il est également utilisé dans les travaux souterrains ainsi que dans les techniques de réparation et de soutènement.

Il existe deux techniques de projection, par voie humide et par voie sèche, chacune ayant ses avantages et ses inconvénients.

Histoire L’idée de projeter du mortier revient au naturaliste et taxidermiste américain Carl Akeley, qui en 1907 construisit, avec un () des faux rochers dans un zoo de Pennsylvanie. Il breveta la technique en 1909 et dès 1911, le béton projeté était employé pour des applications aussi diverses que la stabilisation des berges de la tranchée « Culebra cut » du canal de Panama et la protection contre les incendies (charpentes métalliques de la gare centrale et du pont sur l’Hudson à New York) Béton projeté – Stress (2008), p. 8.

Cette technique se développe rapidement aux États-Unis. En 1913, le , canal d’amenée d’eau à New York, est ainsi étanché sur , en 1914 des parois rocheuses sont consolidées à Brucetown en Pennsylvanie, en 1917 des galeries de mines sont revêtues, en 1918 des barges pour la navigation sont construites en béton sur le Potomac et en 1922 des maisons sont même entièrement réalisées en béton projeté.

Le principe consiste à faire passer un mélange de matériaux granulaires secs (ciment, sable et gravillons) à travers deux chambres pressurisées jouant le rôle de sas, avant de l’introduire dans la lance où de l’eau y est ajoutée, puis de le projeter contre une surface Béton projeté – Asquapro (2007), p. 2. Malgré l’inconvénient du chargement discontinu des matériaux et la nécessité d'une présence permanente d’un opérateur pour manœuvrer le sas, le procédé s’internationalise.

Dans les années 1940, un nouveau procédé voit le jour, s’appuyant sur le principe de la vis d'Archimède et permettant un chargement en continu des matériaux, tout en assurant un débit de projection plus élevé.

C’est finalement, avec l’apparition en 1947 de la machine à rotor en remplacement de la vis d'Archimède, que naît vraiment le béton projeté moderne. Tout en conservant les avantages du chargement en continu et des débits élevés, cette nouvelle technique permet d'atteindre des distances machine-projection plus longues.

Une dernière évolution apparaît dans les années 1990 avec le pompage péristaltique, technique où le mélange liquide, contenu dans un tube flexible, est entraîné par un système qui comprime le tube à l'intérieur de la pompe.

Principe de fonctionnement

Techniques de projection Il existe deux techniques de projection : la projection par voie humide et la projection par voie sèche.

Projection par voie humide Le béton est généralement préparé en centrale (sable + ciment + eau), puis transporté sur le chantier par un camion toupie. Celui-ci verse son contenu dans un dispositif relié à un compresseur.

Projection par voie sèche Le mélange sec de sable et de ciment est préparé en centrale sans ajout d'eau. Le mélange à l'état non hydraté contient entre 0 et d'eau. Le mélange est versé dans un dispositif à air comprimé qui l'envoie dans un tuyau jusqu'à la lance de pré-mouillage grâce à un barillet. À l'arrivée en bout de lance, le mélange sable–ciment est hydraté par l'ajout d'eau, puis projeté sous forme de béton frais. Le béton par voie sèche est propulsé à plus de (soit environ ).

Dans le cas de chantier d'accès difficile, la projection par voie sèche permet de réaliser des approvisionnements ponctuels, notamment en sable (toit d'immeuble, voie d'accès étroite, travaux confinés...).

Approvisionnement L'approvisionnement de la projeteuse peut se faire de différentes façons : Approvisionnement : à la pelle ou avec un véhicule de type Bobcat, les opérateurs remplissent le cône de la projeteuse. Cette technique demande cependant de la précision et de la vitesse car le barillet doit toujours être approvisionné, sous peine de ressentir des à-coups dans la lance ; Approvisionnement par camion toupie pour la voie humide ; Approvisionnement par silo pour la voie sèche : pour des chantiers de longue durée, il est possible d'installer un silo au-dessus du rotor ; Approvisionnement par big-bags pour la voie sèche : les big-bags sont remplis de mélange sec en centrale. Ils sont approvisionnés sur le chantier par camion. Les big-bags sont placés au-dessus du cône de la machine à projeter à l’aide d’un engin de levage, puis vidés par gravité dans le cône grâce au système d’ouverture par le bas.

Domaines d’application Les domaines d’application sont nombreux Béton projeté – Asquapro (2007), p. 3 à 14 : en travaux souterrains, en réparation provisoire en tant que membrane de protection ou de soutènement ou en revêtement définitif dans un rôle structurel ; en protections de talus et blindages de fouilles (parois clouées, parois parisiennes, puits marocains) ; en techniques de réparation de parois de béton ordinaires présentant des désordres de surface en réfection de parois de béton endommagées par des incendies ; en techniques de renforcement ou de reprise de structures neuves présentant des défauts de conception ; pour la construction d’ouvrages en béton de forme libre ; pour la construction de piscines en béton armé.

Matériels La technique du béton projeté implique des moyens importants, contrairement aux techniques traditionnelles. Le béton projeté nécessite des camions-ateliers sur lesquels sont montés des compresseurs de grande taille.

Avantages et inconvénients La technique du béton projeté a un certain nombre d'inconvénients : Investissement important : contrairement au béton traditionnel mis en place dans des banches, le béton projeté nécessite du matériel onéreux : un compresseur avec une machine à rotor et une équipe d'au moins quatre personnes. En ce sens, le béton projeté n'est pas compétitif pour de petits volumes si ceux-ci peuvent être réalisés à la bétonnière. Ce frein limite aussi le développement de la technique, étant donné que seules les entreprises avec des infrastructures importantes et des moyens financiers peuvent offrir ce type de service ; Savoir-faire.

La technique du béton projeté a aussi de nombreux avantages : Vitesse d’exécution : une équipe correctement formée peut projeter jusqu'à par heure (soit sur d'épaisseur) ; Coffrage limité : la technique du béton projeté ne nécessite pas de coffrage autre que la surface sur laquelle le béton est projeté ; Chantier à accès difficile : bien que le convoi compresseur et le camion toupie nécessitent environ , la technique du béton projeté permet à un opérateur seul d'appliquer le béton dans un espace étroit grâce au tuyau flexible.

Chantiers notables La technique du béton projeté a fait ses preuves, notamment sur les chantiers suivants : Jonctions intertunnels du tunnel sous la Manche, qui permettent aux trains de passer d'un tunnel à l'autre si l'exploitation le nécessite.

Notes et références

Pour approfondir Articles connexes Bibliographie

Catégorie:Science des matériaux Catégorie:Génie civil Projeté