Substitution des granulats alluvionnaires dans l’industrie...

RB/JRO ISSN 0249-6224

EA286 / Matériau ISBN 2-85755-127-4

Substitution des

granulats alluvionnaires

dans l’industrie du béton

par les granulats marins,

concassés ou recyclés

Réf. DDE 27 mai 2003

par

Raphaël BODET

AVANT-PROPOS

Ce rapport est articulé en deux parties :

la première partie est destinée au lecteur qui souhaite apprécier très rapidement si l'étude évoquée

le concerne, et donc si les méthodes proposées ou si les résultats indiqués sont directement

utilisables pour son entreprise ;

la deuxième partie de ce document est plus technique ; on y trouvera donc tout ce qui intéresse

directement les techniciens de notre industrie.

© CERIB – 28 Épernon

DDE 27 – mai 2003 – ISSN 0249-6224 - ISBN 2-85755-127-4

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procédés réservés pour tous pays

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d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé

du copiste et non destinées à une utilisation collective » et, d’autre part, que les

analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute

représentation ou reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement

de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite » (alinéa 1er de

l’article 40).

Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit,

constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du

Code pénal.

SOMMAIRE

Résumé ....................................................................... 5

1. Synthèse de l'étude ............................................... 7

1.1 Origine et objectifs ........................................................... 7

1.2 Méthodologie ................................................................... 7

1.2.1 Étude de l'offre et de la demande en granulats dans l'industrie du béton ..... 7

1.2.2 Synthèse des caractéristiques des granulats alluvionnaires, marins, concassés

et recyclés....................................................................................................................... 8

1.2.3 Examen des textes réglementaires et normatifs en vigueur .............................. 9

1.2.4 Bilan des expériences pratiques d'utilisation des granulats marins, concassés

et recyclés dans l'industrie du béton ....................................................................... 9

1.3 Résultats et intérêt de l'étude pour l'industrie du béton.................. 9

2. Dossier recherche ................................................... 11

2.1 Offre et demande en granulats dans l'industrie du béton ................. 11

2.1.1 Offre en granulats ........................................................................................................ 11

2.1.2 Demande en granulats................................................................................................... 16

2.1.3 Comparaison entre l'offre et la demande ................................................................ 21

2.1.4 Synthèse sur le coût des granulats ........................................................................... 22

2.2 Caractéristiques des granulats alluvionnaires, marins, concassés et

recyclés, utilisation dans les bétons hydrauliques et expérience

pratique dans l’industrie du béton ............................................ 23

2.2.1 Les granulats alluvionnaires......................................................................................... 23

2.2.2 Les granulats marins ..................................................................................................... 25

2.2.3 Les granulats concassés de roche massive............................................................... 33

2.2.4 Les granulats recyclés issus de déchets de démolition ........................................ 40

2.2.5 Les granulats de déchets de production de l'industrie du béton ....................... 44

2.2.6 Les sables de fonderie.................................................................................................. 47

2.3 Inventaire des pistes étudiées à ce jour concernant la réutilisation de

matières premières secondaires dans le béton et démarche applicable

dans le cas général ............................................................ 50

2.3.1 Les Résidus de l’épuration des fumées d’incinération des ordures ménagères

et les mâchefers d’incinération des ordures ménagères ...................................... 50

2.3.2 Les bétons de bois ......................................................................................................... 52

2.3.3 Les bétons à base de laitiers ...................................................................................... 55

2.3.4 Les bétons contenant des granulats de verre ......................................................... 56

2.3.5 Démarche applicable dans le cas général de la réutilisation de sous produits 57

2.4 Normalisation, réglementation en vigueur.................................... 58

2.4.1 Présentation de la norme XP P 18-540 (octobre 1997)......................................... 58

2.4.2 Les spécifications de la norme expérimentale XP P 18-540 vis-à-vis des

granulats marins, concassés et recyclés................................................................... 59

2.4.3 Analyse critique du texte de la norme XP P 18-540 vis-à-vis des granulats

marins, concassés er recyclés..................................................................................... 65

2.4.4 Inventaire des obstacles réglementaires et normatifs liés à l'utilisation

de granulats dans l'industrie du béton ..................................................................... 70

2.5 Proposition de cahier des charges pour la fourniture de granulats

naturels et recyclés ........................................................... 84

2.6 Conclusions et perspectives ................................................... 84

2.7 Bibliographie ................................................................... 88

Annexe A - Projet de cahier des charges pour la fourniture de granulats

naturels concassés adaptés à la fabrication de produits en

béton ............................................................... 91

Annexe B - Projet de cahier des charges pour la fourniture de granulats

marins adaptés à la fabrication de produits en béton .......... 100

Annexe C - Projet de cahier des charges pour la fourniture de gravillons

issus de déchets de démolition adaptés à la fabrication

de produits en béton ..............................................110

Annexe D - Projet de cahier des charges relatif à la fourniture de sable

usagé réutilisable de fonderie ....................................117

Résumé

La réduction des réserves exploitables de granulats alluvionnaires et la prévision d’une

diminution de la production de ces granulats ont pour conséquence la recherche d’autres

voies d’approvisionnement en granulats pour l’industrie du béton.

Cette étude montre que les granulats marins et les granulats concassés issus de roche

massive sont employés dans la fabrication des produits en béton de consommation

courante. Les produits préfabriqués à partir des granulats marins et concassés de roche

massive ont des performances comparables à celles des produits préfabriqués avec des

granulats alluvionnaires. Leur utilisation peut nécessiter des précautions particulières,

notamment par rapport à leur traitement avant utilisation ainsi qu’au niveau du process de

fabrication des produits en béton.

Les granulats recyclés issus de déchets de démolition et de rebuts de fabrication de produits

en béton ne sont pas ou très peu utilisés dans l'industrie du béton. Toutefois, leur

perspective d'utilisation dans des produits de résistance mécanique peu élevée est grande

moyennant quelques précautions d'emploi.

Un examen des textes réglementaires et normatifs permet de faire l’inventaire des exigences

requises vis-à-vis des granulats destinés à la fabrication des produits en béton.

La prise en compte des spécificités des granulats marins, concassés et recyclés conduit à la

rédaction de projets de cahier des charges de fournitures dont les objectifs sont de faciliter la

commande par les industriels du béton et d’optimiser le contrôle qualité de ces granulats.

Summary

Given the decline in usable reserves of alluvial granulates and the planned decrease in the

production of such granulates other sources of granulates are currently being sought for the

concrete industry.

This study describes how marine granulates and crushed granulates from massive rock are

being used for the manufacture of products made of concrete currently in demand. The

performance of products prefabricated from marine granulates and crushed granulates from

massive rock is comparable with that offered by products prefabricated from alluvial

granulates. Their utilisation may call for special precautions, in particular as regards

treatment prior to usage and also during the manufacturing process for products made of

concrete.

Recycled granulates from demolition waste and rejects from manufacturing concrete

products are only used very rarely, if at all in the concrete industry. However, the prospects

for utilisation as regards products with low mechanical strength are good if certain safety

measures are also taken.

An examination of the regulations and standards allows a list of requirements to be drawn up

for granulates destined to manufacture products made of concrete.

Consideration has now been given to the specific characteristics of marine, crushed and

recycled granulates, resulting in the issue of draft supply specifications aimed at facilitating

ordering by the concrete manufacturers and optimising quality control for such granulates.

- 5 -

1. Synthèse de l'étude

1.1 Origine et

objectifs

Dans les années à venir, il est envisagé une diminution de la

production française des granulats alluvionnaires de l’ordre de

2 % par an. Celle-ci est due à la prise en compte des problèmes

liés à la réduction des réserves exploitables de granulats

alluvionnaires. Il devient donc urgent de rechercher d’autres voies

d’approvisionnement en granulats.

Les objectifs de cette étude sont les suivants :

- analyser les caractéristiques des granulats susceptibles de

remplacer les granulats alluvionnaires ;

- examiner ces granulats vis-à-vis des textes réglementaires

français ;

- faire un état des lieux des avantages et des inconvénients

qu’engendre leur utilisation dans la fabrication de produits

préfabriqués en béton ;

- rédiger des projets de cahier des charges de fournitures de

granulats marins, de granulats concassés issus de roche

massive et de granulats recyclés.

Ces cahiers des charges permettront d’une part de définir les

caractéristiques essentielles des granulats et d’autre part de fixer

des niveaux d’exigences pour ces caractéristiques en vue de la

fabrication de produits en béton.

1.2 Méthodologie La démarche employée pour atteindre les objectifs fixés s’appuie

sur les quatre actions suivantes :

- l’étude de l’offre et de la demande en granulats dans l’industrie

du béton ;

- la synthèse des caractéristiques des granulats (alluvionnaires,

marins, concassés et recyclés) ;

- l’étude des textes réglementaires et normatifs en vigueur

concernant les granulats et les familles de produits en béton :

blocs, pavés, bordures, tuyaux, regards, éléments

architecturaux, dalles de voirie, prédalles ;

- le bilan des expériences pratiques d’utilisation de ces granulats

dans l’industrie du béton.

Nota :

Pour les granulats recyclés, nous nous sommes volontairement

limités aux granulats issus de déchets de démolition, aux rebuts de

production de l’industrie du béton ainsi qu’aux sables de fonderie.

1.2.1 Étude de l'offre

et de la demande en

granulats dans

l'industrie du béton

Concernant l’offre en granulats, des contacts ont été pris avec

l’Union Nationale des Producteurs de Granulats, la section

Granulats Marins de l’UNPG et le Centre Technique de l’Industrie

de la Fonderie. Les informations recueillies ont permis d’estimer

l’offre en granulats au niveau régional.

- 7 -

Concernant la demande en granulats marins dans l’industrie du

béton, des contacts ont été pris avec 145 usines réparties sur 15

départements. L’analyse de la demande en granulats

alluvionnaires et en granulats concassés de roche massive est

basée sur les données disponibles issues de deux enquêtes

réalisées auprès de fabricants de blocs et de hourdis d’une part, et

auprès de fabricants d’éléments de structure d’autre part (ces

éléments comprenant les éléments pour plancher, les éléments de

mur, les escaliers, les poteaux, les poutres, les pannes, etc.).

L’ensemble de ces produits représente environ 80 % de la

consommation totale de granulats dans l’industrie du béton.

1.2.2 Synthèse des

caractéristiques des

granulats

alluvionnaires, marins,

concassés et recyclés

Parallèlement à une recherche bibliographique, des contacts ont

été pris directement avec les producteurs de granulats marins,

concassés et recyclés afin d’identifier les caractéristiques de ces

granulats. L’Union Nationale des Producteurs de Granulats a été

sollicitée afin d’obtenir la liste de ses adhérents.

Pour les granulats marins extraits des gisements français, la

totalité des producteurs a été contactée à partir de la liste des

adhérents à la section “granulats marins” de l’UNPG. Ceux-ci sont

basés en Normandie, à l’embouchure de la Seine au Havre, en

Bretagne, à l’embouchure de la Loire, en Vendée, en Charente

Maritime et en Gironde. Trois de ces producteurs ont été visités

afin de mieux appréhender le marché des granulats marins orienté

vers l’industrie du béton. Pour les granulats marins importés en

France, quatre sociétés ont été contactées en Normandie et en

Bretagne (granulats d’origine britannique ou belge).

À partir de la liste des adhérents à la section “granulats

concassés” de l’UNPG, 79 carrières ont été contactées dont 10

produisent des quartzites, 13 des basaltes, 16 des calcaires, 9 des

diorites, 13 des granites, 11 des marbres et 7 des porphyres. Ces

contacts nous ont permis de connaître l’étendue des

caractéristiques requises pour les granulats destinés aux bétons

hydrauliques.

Pour les granulats recyclés de déchets de démolition, nous avons

contacté les quinze producteurs adhérant à l’UNPG. Ces granulats

étant la plupart du temps utilisés en assise de chaussée, les

caractéristiques recherchées pour les bétons hydrauliques ne sont

pas toujours connues. Pour cette raison, il ne nous a pas été

possible d’être exhaustifs quant aux caractéristiques requises pour

les granulats utilisés dans les bétons hydrauliques.

Les granulats issus des rebuts de production de l’industrie du

béton ne sont pas ou très peu caractérisés des points de vue

physico-chimique et mécanique. Des essais de caractérisation ont

donc été réalisés au CERIB afin d'obtenir des données

complémentaires.

En ce qui concerne les sables de fonderie, les diverses recherches

menées d’une part par l’IUT de Béthune et d’autre part par le

CERIB ont permis de dresser une liste relativement exhaustive des

caractéristiques de ces sables.

- 8 -

1.2.3 Examen des

textes réglementaires

et normatifs en vigueur

Un état des lieux le plus exhaustif possible de la problématique

des granulats marins, concassés et recyclés vis-à-vis des textes

réglementaires et normatifs actuellement en vigueur a été réalisé.

Cette analyse a porté sur les documents suivants :

- les normes granulats ;

- les normes bétons ;

- les normes produits en béton ;

- les documents techniques unifiés (normes-DTU) ;

- les fascicules du cahier des clauses techniques générales des

marchés publics (CCTG) ;

- les cahiers des charges de la Fédération de l’Industrie du

Béton ;

- les règlements des certifications produits.

1.2.4 Bilan des

expériences pratiques

d'utilisation des

granulats marins,


dans l'industrie du

béton

Afin d’obtenir les renseignements nécessaires quant à l’influence

des granulats sur les process de fabrication ainsi que sur les

caractéristiques des produits en béton fabriqués à partir de

granulats marins, concassés ou recyclés, une enquête a été

menée auprès d’industriels du béton répartis sur le territoire

métropolitain. Cette enquête, qui comprend un questionnaire

précis, a permis d’identifier les avantages et les inconvénients

rencontrés en utilisant ces granulats. L’exploitation de ce

questionnaire ainsi que les différents contacts téléphoniques pris

en parallèle ont permis d’identifier, sur 105 réponses, 8 usines

utilisant des granulats marins, 59 usines utilisant des granulats

concassés de roche massive, 46 usines utilisant uniquement des

granulats alluvionnaires et 8 usines utilisant des granulats issus

de rebuts de production.

En outre, quatre usines utilisant à la fois des granulats marins et

des granulats concassés (une en Bretagne, une en Vendée et

deux en Normandie) ont été visitées. D’autre part, 28 usines

utilisant des granulats concassés ont été recontactées pour des

compléments d’information.

En ce qui concerne les granulats recyclés issus des déchets de

démolition, le peu de données bibliographiques pour les produits

préfabriqués en béton nous a contraint à élargir la synthèse de

l’expérience acquise au domaine des bétons hydrauliques de

manière générale.

Concernant les sables de fonderie, les résultats d’une enquête

récente réalisée par le CERIB auprès des industriels du béton

ayant utilisé dans le passé ou utilisant actuellement ces sables ont

été exploités afin d’analyser quels sont les avantages et les

inconvénients liés à leur utilisation.

1.3 Résultats et

intérêt de l'étude

pour l'industrie du

béton

L’utilisation des granulats marins dans l’industrie du béton

concerne principalement les usines situées sur le littoral. Au-delà

de 50 km depuis les côtes maritimes l'opération devient nettement

plus coûteuse. En ce qui concerne les granulats concassés, la

France étant riche en gisements de roche massive, leur utilisation

dans l’industrie du béton sera amenée à se développer dans les

régions pauvres en granulats alluvionnaires.

- 9 -

Les granulats marins lorsqu'ils sont pratiquement exempts de sel

(tels que ceux extraits et déchargés par pompage hydraulique) ont

des propriétés comparables à celles des granulats alluvionnaires

mis à part leur manque de fines. Leur utilisation dans l’industrie du

béton ne pose pas de problème particulier, sinon la nécessité de

rajouter des fines.

Les granulats concassés ont des teneurs en fines trop importantes

et nécessitent donc un traitement préalable (celui-ci étant

généralement réalisé chez le carrier). Les produits en béton

fabriqués avec ces granulats ont généralement des résistances

supérieures à celles des produits fabriqués avec des granulats

alluvionnaires. Par contre, la dureté et l’angularité des granulats

concassés peuvent engendrer un risque d’usure du matériel de

fabrication plus important.

Les granulats de déchets de démolition ne sont pas utilisés dans

l’industrie du béton et ne seront vraisemblablement utilisés que

dans des bétons demandant des résistances mécaniques

moyennes.

L’étude des textes réglementaires et normatifs en vigueur a permis

de faire l’inventaire des exigences requises vis-à-vis des granulats.

Sur la base des résultats de cette étude, des propositions

d’amélioration du texte de la norme XP P 18-540 “Granulats :

définitions, conformité, spécifications”, ont été formulées afin de

prendre en compte les spécificités des granulats marins,

concassés et recyclés.

Compte tenu de l’ensemble de ces résultats, des projets de cahier

des charges de fournitures de granulats marins, concassés, issus

de déchets de démolition et de sables de fonderie ont été rédigés

en fixant autant que possible des niveaux d’exigences pour les

caractéristiques des granulats en vue de la fabrication de produits

en béton. Ces projets de cahier des charges peuvent servir de

guide aux industriels souhaitant mettre en place une démarche

qualité pour la fourniture des granulats.

- 10 -

2. DOSSIER RECHERCHE

2.1 Offre et

demande en

granulats dans


2.1.1 Offre en

granulats

D’après la norme XP P 18-540 "Granulats : définitions, conformité,

spécifications", un granulat est un ensemble de grains de

dimensions comprises entre 0 et 125 mm.

Dans leur très grande majorité, les granulats sont d’origine

naturelle et sont extraits des carrières. Les granulats sont dits

naturels lorsqu’ils sont issus de roches meubles ou massives et

qu’ils ne subissent aucun traitement autre que mécanique (norme

XP P 18-540).

L’étude de la production des granulats met en évidence les points

fondamentaux suivants :

- la grande richesse en gisements de la France et leur grande

diversité ;

- le caractère pondéreux des granulats qui a pour conséquence

l’existence de marchés locaux indépendants les uns des

autres ;

- l’exploitation intensive de certaines vallées alluvionnaires qui

entraîne d’importantes conséquences sur l’occupation des sols

et l’environnement ;

- l’importance du transport dans le prix de revient des granulats.

Les roches meubles sont activement exploitées le long des fleuves

et de leurs affluents. Les villes s’étant créées au voisinage des

cours d’eau, les alluvions constituent généralement les matériaux

de construction traditionnels les plus proches ; ce sont également

les plus faciles à extraire.

Les roches massives sont essentiellement les roches calcaires et

les roches éruptives. Les roches calcaires sont présentes dans les

bassins sédimentaires et les chaînes plissées récentes. Les

roches éruptives sont surtout exploitées dans les massifs anciens.

Les maîtres d’œuvre utilisent de préférence les granulats les plus

proches des chantiers, les contraintes de distance et de coût de

transport s’avérant généralement plus importantes que celles des

techniques d’emploi. Ceci confirme le caractère régional et plus

souvent local du marché des granulats [1]*.

En 2001, la production de granulats en France s’est élevée à

415 millions de tonnes [2].

Les matériaux majoritairement produits sont composés à 53 % de

granulats issus de roches massives concassées (roches éruptives

et calcaires) et à 42 % de granulats issus de roches meubles

* Voir bibliographie.

- 11 -

(granulats alluvionnaires, granulats marins et autres sables

naturels). Viennent ensuite les granulats recyclés. Ceux-ci sont

principalement constitués de schistes (~1 %), de laitiers (~1 %), et

de granulats provenant de matériaux de démolition (~ 2%).

La production nationale de granulats marins en 2001 s’est élevée

à 5 millions de tonnes. Il est important de noter que celle-ci est

constante depuis plus de dix ans, et que ce chiffre ne prend pas en

compte les importations de granulats marins en France qui

s’élèvent actuellement à environ 700 000 tonnes [2]. Les

importations sont constituées essentiellement de granulats en

provenance du Royaume-Uni et de Belgique. La production

actuelle de granulats marins représente environ 1 % de la

production totale de granulats en France, alors que dans d’autres

pays (européens ou autres) les taux atteints sont bien plus

importants.

Le Japon est le pays au monde qui produit le plus de granulats

marins avec 75 millions de tonnes en 1995. En Europe, la Grande

Bretagne a produit la même année 20 millions de tonnes de

granulats marins, ce qui représente environ 7 % de sa production

totale de granulats. Au Danemark, 6 millions de tonnes de

granulats marins ont été produits en 1998, ce qui représente

environ 13 % de la production totale nationale de ce pays [4].

La figure 1 présente la répartition géographique des extractions de

granulats marins en France actuellement et la figure 2 les

importations de granulats marins [2]. La répartition des extractions

est divisée en trois façades (façade Normandie, façade Bretagne

et façade Atlantique). La façade Atlantique (hors Bretagne)

représente environ 80 % des extractions de granulats marins en

France, la façade Bretonne environ 1 % et la façade Normande

(Manche) un peu moins de 20 %.

L’importation des granulats marins en France se fait par

l’intermédiaire de déchargements par bateau en Bretagne nord et

dans le nord de la France. Les granulats anglais proviennent des

gisements de Lowestot, d’Hastings, de Shipwash, de Crossand et

de l’île de Wight. Les granulats belges proviennent du gisement de

Kwinte bank et ont la particularité de pouvoir être acheminés à la

fois par bateau mais également par camion dans le nord-est de la

France.

Le tableau 1 présente la répartition régionale des granulats

alluvionnaires, concassés de roches massives, marins et recyclés

(matériaux de démolition, déchets de rebuts de fabrication de

produits en béton et sables usagés de fonderie) produits en

France. On constate que ce sont les régions Pays de Loire,

Rhône-Alpes et Bourgogne Franche-Comté qui sont les trois

premières régions productrices de granulats. La France présente

une très grande variété de formations géologiques, certaines

régions étant dépourvues de ressources alluvionnaires tandis que

d’autres présentent un déficit en roches éruptives ou calcaires. On

constate ainsi que dans les régions Limousin, Nord et Bretagne,

les productions de granulats alluvionnaires sont faibles alors que

dans les régions Rhône-Alpes et Alsace les productions de

granulats alluvionnaires sont relativement importantes. Concernant

les granulats concassés, les productions sont très importantes

dans les régions Pays de Loire, Bretagne et Bourgogne Franche-

- 12 -

Comté alors qu’elles sont très faibles dans les régions Alsace, Île

de France et Picardie.

Le tableau 1 montre également que la production de granulats

marins se repartit ainsi : 64 % dans la région Pays de Loire, 18 %

en Normandie, 1 % en Bretagne, 10 % en Poitou-Charentes et 7 %

en Aquitaine.

Figure 1 - Extractions de granulats marins (hors dragages)

- 13 -

Figure 2 - Importations de granulats marins en 1998

- 14 -

ESTIMATION DE L’OFFRE EN GRANULATS PAR REGION

(millions de tonnes)

Recyclés Région

productriceAlluvionnaires

(1)

Marins

(1)

Concassés

(1)

Matériaux de

démolition

(1)

Sables de

fonderie

(2)

Déchets et

rebuts de l’IB

(3)

TOTAL (4) TOTAL (%)

Pays de Loire 8,0 2,5 31,4 0 0,045 42,0 10,2

Rhône-Alpes 28,8 0 11,6 0,7 0,050 0,46 41,2 10,0

Bourgogne Franche-Comté 8,9 0 22,8 0,1 0,085 (toutes 31,9 7,8

Normandie 13,9 0,7 13,9 0,2 0,050 régions 28,8 7,0

Bretagne 3,2 0,1 25,4 0,1 0,035 confondues) 28,8 7,0

Provence Côte-d’Azur 10,1 0 16,7 0 0,005 26,8 6,5

Alsace 24,0 0 0,8 1,1 0,030 25,9 6,3

Poitou-Charentes 5,1 0,4 17,7 0 0,055 23,3 5,7

Midi-Pyrénées 12,2 0 9,2 0 0,005 21,4 5,2

Languedoc 5,0 0 15,4 0 0,005 20,4 5,0

Aquitaine 11,0 0,3 7,9 0 0,025 19,2 4,7

Centre 9,3 0 8,6 0,1 0,055 18,1 4,4

Ile de France 12,0 0 1,9 2,1 0,040 16,0 3,9

Lorraine 7,8 0 6,4 0 0,050 14,3 3,5

Nord 1,8 0 10,5 0,5 0,090 12,9 3,1

Auvergne 3,9 0 8,2 0 0,030 12,1 3,0

Champagne 5,8 0 5,0 0,1 0,130 11,0 2,7

Picardie 9,1 0 0,6 0,1 0,035 9,8 2,4

Limousin 0,6 0 5,6 0 0,005 6,2 1,5

TOTAL 180,5 4,0 219,6 5,1 0,825 0,46 410,1 (4) 100

TOTAL (%) 44,1 1,0 53,5 1,2 0,2 100

(1) source UNPG : Union Nationale des Producteurs de Granulats (2000)

(2) source CTIF : Centre Technique de l’Industrie de la Fonderie (1998)

(3) source CERIB : Le recyclage des déchets inertes de l’Industrie du Béton – RT054 (1999)

(4) ne prend pas en compte les déchets et rebuts de l’Industrie du Béton

Tableau 1 – Répartition régionale des principales familles de granulats produits en France

- 15 -

2.1.2 Demande en

granulats

En France, le béton hydraulique a consommé en 2001

129 millions de tonnes de granulats [2] dont 66 millions de tonnes

dans le béton prêt à l’emploi, 26 millions de tonnes dans la

fabrication de produits en béton et 37 millions de tonnes dans les

bétons de chantier. La fabrication de produits en béton consomme

environ 6 % de la production totale de granulats en France qui

est, rappelons-le, de 415 millions de tonnes.

Le tableau 2 présente l’estimation de la demande régionale en

granulats dans l’industrie du béton. Celle-ci a été réalisée à partir

des quantités de produits fabriqués en 2001 connaissant la

proportion moyenne de granulats contenue dans chaque famille de

produit [5]. C’est la région Rhône-Alpes qui consomme le plus de

granulats dans la fabrication de produits en béton suivie des

régions Pays de Loire, Île de France, Provence Côte d'Azur et

Bretagne.

Estimation de la demande

en granulats (millions de

tonnes)

Rhône-Alpes 3,37

Pays de Loire 2,38

Île de France 1,79

Provence Côte d'Azur 1,95

Bretagne 1,85

Normandie 1,44

Languedoc-Roussillon 1,52

Bourgogne Franche-Comté 1,31

Aquitaine 1,45

Midi-Pyrénées 1,57

Alsace 0,92

Centre 1,43

Nord – Pas de Calais 1,02

Lorraine 0,97

Picardie 1,00

Poitou-Charentes 0,76

Auvergne 0,54

Champagne-Ardenne 0,57

Limousin 0,22

TOTAL 26,1

Tableau 2 - Estimation par région de la demande de granulats en 2001

dans l'industrie du béton (source Fédération de l'Industrie du Béton)

Quantités de granulats

marins utilisées et

potentiellement utilisables

dans l'industrie du béton

Concernant les granulats marins, nous avons déterminé la

quantité réellement utilisée dans l’industrie du béton ainsi que la

demande potentielle des usines de l’industrie du béton.

- 16 -

Quantité de sable

marin utilisée dans


La méthode utilisée pour déterminer la quantité de sable marin

réellement utilisée dans l’industrie du béton comporte trois

phases :

- sélection des départements concernés par l’utilisation de sable

marin (voir figure 3) en partant du principe qu’un sable marin

peut difficilement être transporté à plus de 50 km de son lieu

de débarquement pour des raisons de coût de transport

prohibitif (bien que selon les arrangements avec le

transporteur ou dans les départements éloignés des zones de

production de granulats alluvionnaires, les sables marins sont

parfois transportés jusqu'à 80 voire 100 km) ;

- prospection téléphonique dans toutes les usines des 15

départements retenus en questionnant les industriels sur les

quantités annuelles utilisées de sable marin, de granulats

alluvionnaires et de granulats concassés ;

- toutes les usines n’ayant pas donné réponse, une estimation

des quantités totales de sable marin utilisées a été réalisée à

partir de la production totale de produits en béton par

département.

Les quantités estimées de sables marins utilisées dans l’industrie

du béton figurent dans le tableau 3.

Notons que sur les 15 départements sélectionnés, 145 usines ont

donné réponse, soit environ 60 % de l’ensemble des usines de ces

départements. La prospection téléphonique sur ces usines a mis

en évidence une consommation de l’ordre de 422 000 tonnes de

sables marins. Nous estimons que cette quantité représente

environ 73 % de la quantité totale de sable marin réellement

utilisée.

Département

Quantité de sable

marin utilisée par

les usines

contactées

(tonnes/an)

Estimation de la

quantité de sable

marin utilisée par

l’ensemble des

usines

(tonnes/an)

14 Calvados 15 000 16 260

17 Charente-Maritime 9 500 12 220

22 Côtes d'Armor 62 500 78 240

27 Eure 0 0

29 Finistère 26 500 43 540

33 Gironde 0 0

35 Île et vilaine 30 000 31 940

44 Loire atlantique 55 600 105 990

50 Manche 0 0

56 Morbihan 63 200 103 890

59 Nord 38 313 39 900

62 Pas-de-Calais 28 150 42 550

76 Seine maritime 0 0

80 Somme 0 0

85 Vendée 93 290 105 820

total 422 053 580 350

Tableau 3 - Quantité de sable marin utilisées dans l’industrie du béton

- 17 -

Les résultats montrent que la quantité estimée de sable marin

utilisée dans les départements sélectionnés est de l’ordre de

580 000 tonnes, soit environ 2 % de la quantité totale des

granulats actuellement consommée dans l’industrie du béton (26,1

millions de tonnes).

Demande potentielle de sable

marin dans l’industrie du

béton

L’évaluation de la demande potentielle de sable marin s’appuie

essentiellement sur la détermination de la quantité de sable

utilisée dans l’industrie du béton dans les départements

précédemment retenus.

La demande potentielle de sable marin dans l’industrie du béton a

été calculée à partir des quantités de produits en béton et de la

quantité moyenne de sable contenue dans une tonne de produit en

béton. Les résultats sont présentés dans le tableau 4. Cette

évaluation correspond à l’ensemble des produits en béton

fabriqués au cours de l’année 2000 [5] dans les départements

sélectionnés en prenant comme hypothèse une substitution de la

totalité du sable par du sable marin.

Département

Tonnage

produits

en béton*

(tonnes)

Quantité de sable marin

potentiellement

utilisables dans les

usines de l’industrie du

béton

(tonnes)

14 Calvados 300 200 131 800

17 Charente-Maritime 152 000 66 700

22 Côtes d'Armor 357 400 156 900

27 Eure 498 600 218 900

29 Finistère 464 400 203 900

33 Gironde 569 400 250 000

35 Île et vilaine 489 500 214 900

44 Loire atlantique 607 800 266 800

50 Manche 258 100 113 300

56 Morbihan 509 600 223 700

59 Nord 531 800 233 500

62 Pas-de-Calais 577 200 253 400

76 Seine maritime 343 700 150 900

80 Somme 43 700 19 200

85 Vendée 540 700 237 400

total 6 244 100 2 741 300

Tableau 4 - Demande potentielle de sable marin dans les usines de

l’industrie du béton des 15 départements retenus

* Source FIB-UNICEM 2000

Pour les 15 départements sélectionnés, la demande potentielle de

sable marin de l’industrie du béton est évaluée à 2 741 300

tonnes. La quantité estimée de sable marin utilisée dans les

usines des 15 départements retenus (580 350 tonnes) représente

environ 21 % de la demande potentielle en sable dans ces

départements.

- 18 -

Figure 3 - Carte des départements retenus pour l'estimation des quantités de sable marin utilisées et

potentiellement utilisables dans l'industrie du béton

- 19 -

Quantités des granulats

alluvionnaires, des

granulats marins et des

granulats issus de roches

massives concassées

consommées dans


La consommation totale de granulat par l’industrie du béton a été,

rappelons-le, d’environ 26 millions de tonnes en 2001.

Du point de vue méthodologique, l’analyse a été effectuée à partir

des données transmises par les principaux organismes et

industriels concernés1. A partir des données générales de base

sur la composition des bétons (données nécessaires à la

réalisation de la formule moyenne la mieux adaptée à chaque

type de produit) et des quantités de produits fabriqués en

2001 [5], il est possible de déterminer la répartition de la

consommation en granulat par famille de produit en béton

(pourcentage en masse) :

Blocs et hourdis 56,3 %

Planchers 14,8 %

Éléments de construction 8,8 %

(murs, escaliers, poteaux, poutres et pannes)

Tuyaux 6,1 %

Produits de voirie 7,2 %

Clôtures et divers 5,8 %

Autres 1,0 %

Une analyse de la demande par nature de granulat a été effectuée

auprès de fabricants de blocs et de hourdis d’une part et de

fabricants d’éléments de structure (éléments pour planchers, murs,

poteaux, poutres et pannes) et d’escaliers en béton d’autre part.2

L’ensemble de ces produits représente environ 80 % de la

consommation totale de granulat dans l’industrie du béton (soit

une quantité de l’ordre de 21 millions de tonnes de granulats).

La composition du béton et le mode de fabrication des produits

retenus pour l’enquête diffèrent sensiblement :

- les bétons de bloc sont très fermes à l’état frais en raison de

la faible quantité d'eau de gâchage utilisée ; ils sont très peu

dosés en ciment et contiennent une forte proportion de

gravillons ; la texture des bétons de bloc est caverneuse ; les

blocs sont fabriqués à l'aide de presses à grande cadence en

démoulage immédiat ;

- les bétons de structure sont plastiques ; dans ces produits,

les dosages en eau et en ciment sont plus élevés et le rapport

gravillon/sable est plus faible que dans les blocs ; la texture

des bétons de structure est compacte ; les produits de

structure sont généralement démoulés après leur

durcissement.

En première approximation, on peut considérer que les produits

de structure constituent un échantillon représentatif de l’ensemble

des produits en béton autres que les blocs et les hourdis. La

répartition par nature de granulat utilisé pour la fabrication des

produits de structure a été extrapolée à tous les produits autres

que les blocs et les hourdis.

1Union Nationale des Producteurs de Granulats (UNPG), Bureau de Recherche Géologique et Minière (BRGM), Fédération de

l’Industrie du Béton (FIB), industriels de la préfabrication. 2

L’enquête a été menée auprès de 140 usines fabricant des blocs et des hourdis et auprès de 30 usines fabricant des produits

de structure et des escaliers. Ces usines sont réparties sur tout le territoire français. La consommation des granulats par les

usines interrogées représente environ 4 millions de tonnes sur une quantité de 14 millions de granulats environ pour les blocs

et hourdis et de l’ordre de 2 millions de tonnes sur une quantité d’environ 6 millions de tonnes de granulats pour les produits

de structure, ce qui constitue des échantillons représentatifs.

- 20 -

Les résultats de l’analyse de la demande par nature de granulat

(alluvionnaires, marins et concassés de roche massive) dans

l’industrie du béton sont présentés dans le tableau 5.

Granulats

alluvionnaires

Granulats issus de

roches massivesGranulats marins Tous granulats

1000 t % du

total1000 t

% du

total1000 t

% du

total1000 t

% du

total

Blocs et hourdis 4 070 15,6 10 680 40,9 330 1,2 15 080 57,7

Autres produits

dont les éléments

de structure et les

escaliers

8 580 32,9 2 190 8,4 250 1,0 11 020 42,3

Tous produits en

béton12 650 48,5 12 870 49,3 580 2,2 26 100 100

Tableau 5 – Consommation de granulats dans l’industrie du béton

A l’issue de l’enquête réalisée auprès des industriels, il apparaît

nettement que les granulats concassés de roche massive sont les

plus utilisés dans la fabrication des blocs et des hourdis. Les

granulats alluvionnaires sont par contre les plus utilisés dans la

fabrication des autres produits.

Sur l’ensemble des usines de l’industrie du béton, les granulats

d’origine alluvionnaire et les granulats issus de roches massives

concassées représentent chacun environ 49 % et les granulats

marins environ 2 % de la consommation totale en granulats.

2.1.3 Comparaison

entre l'offre et la

demande

En comparant les tableaux 1 et 2, il est intéressant de constater

que les cinq régions productrices de granulats marins en France

(Pays de Loire, Normandie, Bretagne, Poitou-Charentes et

Aquitaine) représentent plus d’un tiers de la demande en

granulats dans les produits en béton. Potentiellement, des régions

comme la Normandie peuvent approvisionner en granulats marins

la région Île de France (par voie fluviale) et combler en partie son

déficit en granulats alluvionnaires qui tend à augmenter. Les

régions Pays de Loire, Bretagne et Poitou-Charentes ont un

déficit important en granulats alluvionnaires. Ces régions sont

donc susceptibles d’utiliser davantage de granulats marins dans

l’industrie du béton.

En ce qui concerne les granulats concassés, il est intéressant de

constater que les cinq régions Pays de Loire, Bretagne,

Bourgogne Franche-Comté, Provence Côte d'Azur et Rhône-Alpes

représentent près de la moitié de la production de granulats

concassés en France ainsi que plus de 40 % de la demande en

granulats pour les produits en béton. Cette constatation laisse

donc entrevoir de larges possibilités d’utilisation des granulats

concassés dans ces régions.

- 21 -

2.1.4 Synthèse sur le

coût des granulats

Les données économiques [2] permettent de comparer le coût

moyen (hors transport) des granulats alluvionnaires et des

granulats issus de roches massives concassées. Les résultats

sont reportés dans le tableau 6. Figure aussi dans ce tableau le

coût moyen des granulats marins issu de l’enquête réalisée pour

l’évaluation de la consommation de ces granulats (résultats

précédemment présentés au § 2.1.2).

Coût moyen

(€/tonne)*

Calcaires 6,2Granulats

concassés

de roche

massive

Autres

(roches

éruptives)

6,9

Granulats alluvionnaires 7,8

Granulats marins 6,6

Tableau 6 - Estimation du coût moyen d’une tonne de granulat

* Prix HT hors transport.

Il apparaît que le coût moyen des granulats concassés de roche

massive (roches calcaires et éruptives) est plus faible que celui

des granulats alluvionnaires. La différence est comprise entre

0,9 € et 1,6 € par tonne de granulat concassé. Les résultats de

l’enquête font ressortir le coût moyen plus faible des granulats

marins par rapport à celui des granulats alluvionnaires. La

différence est de l’ordre de 1,2 € par tonne de granulat.

Ces résultats montrent que, d’un point de vue économique,

indépendamment du coût du transport, les granulats concassés de

roche massive et les granulats marins peuvent concurrencer les

granulats alluvionnaires.

- 22 -

2.2 Caractéristiques

des granulats

alluvionnaires,

marins, concassés et

recyclés, utilisation

dans les bétons

hydrauliques et

expérience pratique

dans l’industrie du

béton

La recherche bibliographique a mis en évidence le peu de

données expérimentales sur l'utilisation des granulats marins et

des granulats recyclés dans la fabrication de produits en béton.

C'est pourquoi, nous nous intéresserons également dans ce qui

suit pour ces granulats aux expériences réalisées sur les bétons

coulés en place.

2.2.1 Les granulats

alluvionnaires

Définitions La plupart des granulats alluvionnaires sont des roches

sédimentaires détritiques non consolidées [6]. En fait, les

matériaux alluvionnaires sont le résultat d'une érosion sur place

des différentes roches, les résidus de cette altération ayant été

entraînés par les eaux de ruissellement puis par les rivières et les

fleuves. Au cours de ce transport, des éléments sont arrachés par

les cours d'eau aux terrains qu'ils traversent, ce qui explique

l'hétérogénéité des alluvions.

Les alluvions silico-calcaires et les alluvions siliceuses

représentent 91 % des exploitations françaises de granulats

alluvionnaires [7].

Extraction des granulats

alluvionnaires

Les exploitations de granulats alluvionnaires se trouvent dans les

vallées où sont implantées des agglomérations, c'est-à-dire à

proximité des besoins en granulats pour les bétons. La distance

entre le gisement et le lieu d'utilisation est limitée, ce qui diminue

d’autant le coût de transport. Comme ces granulats se présentent

déjà sous une forme granulaire et que par conséquent ils

nécessitent moins de fragmentation, le coût de production est

faible [7].

L'extraction des granulats alluvionnaires se fait généralement à

l’aide de pelles mécaniques en site terrestre et par dragage en site

aquatique. Le concassage est une opération auxiliaire pour les

granulats alluvionnaires. Il est essentiellement employé pour

augmenter la production des classes déficitaires à partir des

classes granulaires excédentaires. Le criblage est l'opération

principale du process. Il est généralement pratiqué dans un

courant d'eau, ce qui permet de combiner les opérations de

tamisage et de lavage [1].

Caractéristiques des

granulats alluvionnaires

Le tableau 7 donne les valeurs moyennes et l’étendue des

caractéristiques des granulats alluvionnaires obtenues à la suite

de contacts avec 11 fournisseurs de ces granulats.

- 23 -

Caractéristique valeur

minimale

valeur

moyenne

valeur

maximale

Propriétés physiques

Masse volumique sable 2,4 2,5 2,6

réelle (tonnes/m3) gravillon 2,5 2,6 2,7

Absorption eau (%) sable 0,5 0,8 1,2

gravillon 0,6 0,8 2,1

Sensibilité au gel (%) 0 11 20

Module de Finesse 2,2 2,4 2,8

Teneur en fines (% <80 m) 2,5 3,5 6

Équivalent de sable (PS en %) 70 85 90

Valeur de bleu (g de colorant/kg de

fraction 0/2 mm) < 0,7

Matières organiques (%) test négatif

Impuretés (%)

Éléments coquilliers (%) 0 0,1 1

Propreté des gravillons (%) 0,2 0,4 1,5

Propriétés mécaniques

Los Angeles 15 22 30

Propriétés chimiques

Teneur en soufre total (%) < 0,1

Teneur en sulfates (%) < 0,1

Teneur en chlorures (%) < 0,02

Tableau 7 - Caractéristiques moyennes des granulats

alluvionnaires

Du fait de leur érosion naturelle, les granulats alluvionnaires sont

des matériaux aux formes arrondies. Comme de plus les

matériaux sont peu concassés lors du process industriel, les

granulats produits sont peu anguleux [7].

Les principales caractéristiques des granulats alluvionnaires sont

leur faible teneur en fines (éléments inférieurs à 80 m) et leur

propreté (équivalent de sable élevé). Leur teneur en fines est

inférieure à 4 % et leur équivalent de sable (PS) supérieur à 85 %

en moyenne. Le module de finesse des sables alluvionnaires

indique une valeur moyenne de 2,4 ce qui est caractéristique d'un

bon sable à béton. Concernant les caractéristiques mécaniques, la

valeur de l'essai Los Angeles qui est supérieure à 20 indique que

les granulats alluvionnaires ont une résistance moyenne à la

fragmentation par choc.


bétons obtenus à partir

de granulats

alluvionnaires

Les granulats alluvionnaires sont des matériaux de choix pour la

fabrication des bétons hydrauliques et notamment des produits en

béton courants. La forme arrondie ou roulée des granulats

alluvionnaires confère au béton frais une maniabilité élevée qui

facilite le serrage et permet l'obtention d'une compacité élevée.

- 24 -

2.2.2 Les granulats

marins

Définitions Les granulats marins font partie des sédiments meubles

garnissant le plateau continental. Le plateau continental constitue

la partie du fond de la mer qui s'étend avec une pente modérée

entre le littoral et le talus continental [8].

Dans les eaux territoriales françaises, les ressources en granulat

marin sont évaluées à 45 milliards de tonnes dont 15 milliards de

tonnes sont réellement exploitables [9].

Les accumulations de sables et de gravillons marins, telles qu'elles

se rencontrent sur les plateaux continentaux de la Manche et de

l'océan Atlantique sont de deux types bien distincts :

- les dépôts alluvionnaires fluviatiles : ceux-ci garnissent le fond

d'anciennes vallées continentales recouvertes par la

transgression marine. Ces dépôts sont comparables aux

terrasses sablo-graveleuses exploitées le long des fleuves

actuels. Ils sont constitués de lits superposés et récurrents de

sables plus ou moins fins, de gravillons roulés et de galets de

taille variable ;

- les dépôts sédimentaires marins : ceux-ci constituent la partie

superficielle du plateau continental. Ces dépôts se composent

de sédiments vaseux à proximité du littoral et notamment au

droit des estuaires alors qu'ailleurs ils sont sableux ou sablo-

graveleux [8].

Exploitation des granulats

marins

En ce qui concerne les techniques d'exploitation des granulats

marins, il existe deux types de dragues :

- les dragues à bennes preneuses ;

- les dragues aspiratrices [10].

Les dragues à bennes preneuses sont majoritaires en France par

leur nombre mais non par les tonnages correspondants. Ces

dragues exploitent des gisements côtiers ; les navires équipés de

dragues ont des capacités d'extraction inférieures à 100 m3.

Les dragues aspiratrices sont des navires où les matériaux sont

remontés en continu dans une élinde sous forme d'un mélange

eau-sédiment. Les capacités de chargement de ces navires sont

de plusieurs milliers de m3.

Il existe deux types de dragues aspiratrices :

- les dragues aspiratrices au point fixe qui travaillent mouillées

sur une ancre et creusent une série d'entonnoirs contigus qui

seront ensuite nivelés par le jeu des courants ; cette technique

est utilisée principalement dans les zones étroites ou pour le

dragage de bancs isolés de faible surface ;

- les dragues aspiratrices en marche qui travaillent en faisant

route à vitesse lente en creusant des sillons plus ou moins

profonds.

L'extraction par aspiration en marche est préconisée car elle laisse

le fond marin dans un état plus proche des conditions initiales, ce

- 25 -

qui facilite la recolonisation de la flore et le chalutage ultérieur de

ces fonds par les pêcheurs.

Dans les dragues aspiratrices, les matériaux remontés sont mis en

cale où ils décantent. L'eau de surverse repart à la mer en

entraînant les particules les plus fines.

Lors du déchargement des matériaux à quai, les dragues

aspiratrices sont autonomes. Il existe trois méthodes pour

décharger les matériaux marins :

- par clapage : en souille devant un quai, cette méthode rapide

nécessite des moyens de reprise à quai ;

- à sec : à l'aide de grue, roue à godet ou excavateur monté sur

le navire ; les matériaux sont acheminés par bande

transporteuse jusqu'à une trémie à quai qui renvoie ensuite les

matériaux en stock pour être traités ;

- par refoulement hydraulique : le chargement des granulats est

remis en solution par jet hydraulique et pompé pour être refoulé

à quai dans des bassins de décantation ; cette méthode

présente l'avantage d'éliminer une grande partie des chlorures

contenus dans l'eau de mer.

Les entreprises s'orientent de plus en plus vers les dragues

aspiratrices en marche pouvant décharger par refoulement

hydraulique.

L'activité d'extraction des granulats marins rencontre en France

des difficultés d'ordre réglementaire. Des concessions, d’une

durée de dix à vingt ans, ont été délivrées au terme de procédures

complexes. La durée de l’instruction des demandes de titres

miniers d’exploitation et des autorisations d’ouverture de travaux

demande plusieurs années (de 3 à 6 ans). Le cadre législatif et

réglementaire français actuel se prête donc assez peu au

développement industriel de cette activité. En Angleterre le cadre

législatif pénalise beaucoup moins l'extraction de ces granulats

puisque les demandes de titre aboutissent en deux ans et les

autorisations délivrées sont valables 30 ans. Les difficultés que

doivent surmonter les exploitants de granulat marin en France

proviennent en grande partie des réticences très fortes des

pêcheurs. Ceux-ci refusent de voir leurs pêcheries limitées par des

zones de dragage et sont totalement opposés à de nouvelles

zones d’exploitation des granulats marins.


granulats marins

Les matériaux marins situés au large des côtes françaises sont de

nature pétrographique siliceuse ou silico-calcaire [4].

Dans les tableaux 8a et 8b figurent les caractéristiques de

granulats marins extraits de dix gisements français, de cinq

gisements anglais ainsi que d’un gisement belge.

Les granulats marins extraits des côtes françaises sont

pratiquement exempts d'argile. Leurs particules minérales sont

relativement dures du fait que les grains les plus tendres ont été

éliminés soit par l'érosion fluviatile (s’il s'agit d'anciennes terrasses

alluviales submergées), soit par tri mécanique (s’il s'agit de

formations marines plus récentes) [35].

- 26 -

Concernant les propriétés physiques, les granulats marins ont une

masse volumique réelle, une absorption d’eau et une sensibilité au

gel comparables à celles des granulats alluvionnaires. Le module

de finesse des sables marins qui varie entre 1,7 et 2,5 est

légèrement inférieur à celui des sables alluvionnaires (cela signifie

que les sables marins sont plus fins que les sables alluvionnaires).

Concernant la propreté des granulats, les sables marins ont un

équivalent de sable, une teneur en matières organiques et une

teneur en impuretés comparables aux sables alluvionnaires. Par

contre les sables marins ont une teneur en fines

(particules < 80 µm) bien plus faible que les granulats

alluvionnaires. Cette caractéristique dépend principalement des

techniques de dragage et du mode de déchargement de ces

matériaux. En effet, lorsque le granulat marin est extrait par drague

aspiratrice et déchargé par refoulement hydraulique, le matériau

est en permanence en milieu humide et la majeure partie des fines

en suspension dans l'eau s'évacue lors du déchargement. En

utilisant ces techniques, les teneurs en fines peuvent couramment

descendre jusqu'à 0,5 %. Concernant la teneur en éléments

coquilliers, celle-ci peut être extrêmement variable d'un gisement à

l'autre mais également au sein d’un même gisement. Ceci est dû à

des phénomènes hydrodynamiques sélectifs provoquant des

zones d'accumulations préférentielles en fond marin. Ces zones

d’accumulations peuvent néanmoins être décelées et évitées lors

du dragage [8]. Il faut savoir que généralement les procédés de

traitement des granulats marins n’intègrent pas le tri des éléments

coquilliers. Les gisements doivent donc être sélectionnés en

fonction de ce paramètre. De manière générale, les teneurs en

éléments coquilliers sont comprises entre 0,2 et 1,8 % sur les

gisements exploités.

En ce qui concerne les propriétés mécaniques, les gravillons

marins et alluvionnaires sont comparables, avec une valeur

moyenne à l’essai Los Angeles de l’ordre de 22. Ces matériaux ont

donc une bonne résistance à la fragmentation par choc.

Quant aux teneurs en soufre et en sulfates, les granulats marins et

alluvionnaires sont comparables bien que les gisements de

granulat marin du Jaudy et de l’aber Benoît présentent des teneurs

en soufre relativement plus élevées. Les teneurs en chlorures sont

par contre différentes. En effet, la teneur en chlorures des

granulats marins varie de 0,001 % à 0,19 % selon que le granulat

est lavé ou non tandis que celle des granulats alluvionnaires est

systématiquement inférieure à 0,02 %. Les sels contenus dans les

granulats marins proviennent uniquement de l’eau de mer et non

des granulats proprement dits. En fait, la teneur en chlorures est

directement liée aux procédés d’extraction et aux traitements

ultérieurs des granulats marins, ce qui explique la variabilité de ce

paramètre. Notons toutefois que quinze gisements étudiés sur

seize présentent une teneur en chlorures inférieure ou égale à

0,06 %.

- 27 -

Origine du granulat

Caractéristique Type de

granulat Gisement de

la baie de

Dieppe

Gisement

des sables

de l’estuaire

Gisement de

la baie de

Seine

Gisement du

Jaudy

Gisement de

l’Aber

Benoît

Gisement du

Pilier

Mélange des

Gisements du

Pilier et des

Charpentiers

Gisement

belge de

Kwinte Bank


Masse volumique

réelle (tonnes/m3)

sable

gravillon

2,5

2,4

2,6

2,4

2,6

2,5

-

-

-

-

2,6

-

2,6

-

2,6

2,5

Absorption eau (%) sable

gravillon

1,6

2

1,1

2,8

1

2,4

0,6

-

1,2

-

0,8

-

1,2

-

0,17

1,2

Sensibilité au gel gravillon - non gélif non gélif - - non gélif - -

Module de Finesse sable 2,4 - 2.2 1,7 - 2,5 2,5 1,9

Teneur en fines

(% <80 �m) sable 3 - 2 2 - 0,5 0,5 0,4

Équivalent de sable (PS

en %)sable 85 88 84 > 80 - 89 93 94

Valeur de bleu

(g de colorant/kg de

fraction 0/2 mm)

sable - - - - - - - -

Matières organiques (%) sable test négatif - test négatif test négatif test négatif test négatif test négatif test négatif

Impuretés (%) sable

gravillon - - 0 < 0,1 - 0 0 < 0,1

Éléments coquilliers (%) gravillon 1,8 0,7 0,2 - - - - 0,6

Propreté (%) gravillon - - - - - - - -


Los Angeles gravillon 18 20 21 - - - - -


Teneur en soufre total

(%)

sable

gravillon

< 0,01

< 0,01

< 0,01

< 0,01

< 0,01

< 0,01

0,1

-

0,3

-

< 0,01

-

0,04

-

< 0,02

< 0,02

Teneur en sulfates (%) sable

gravillon - - - 0,21 0,45 < 0,13 < 0,15 < 0,02

Teneur en chlorures (%) sable

gravillon 0,008 0,005 0,013 0,008 0,19 < 0,01 0,002 à 0,007 0,028

Teneur en Na2O eq (%)

actifs

sable

gravillon

0,019

0,003

-

-

0,056

0,031

-

-

0,15

-

0,008

-

0,0095

-

0,027

0,005

Comportement vis-à-vis

de l’alcali réaction

sable

gravillon

PR (1)

PRP (2)

PRP

PR

-

-

-

-

-

-

NR (3) à PR

-

PR

-

PR (2)

PRP (3)

(1) PR : potentiellement réactif

(2) PRP : potentiellement réactif à effet de pessimum

(3) NR : non réactif

Tableau 7a – Caractéristiques des granulats marins Tableau 8a – Caractéristiques des granulats marins

- 28 -

Origine du granulat

Caractéristique Type de

granulat Gisement des

Charpentiers

Mélange des

gisements du

Chassiron et du

Pilier (Pallice)

Gisement du

Platin de

Graves

Gisement

Anglais de

Lowestot

Gisement

Anglais de

Hastings

Gisement

Anglais de

Shipwash

Gisement

Anglais de

Crossand

Gisement

anglais de

l’Île de Wigh


Masse volumique

réelle (tonnes/m3)

sable

gravillon

-

-

2,7

-

2,7

-

2,6

2,5

2,6

2,5

2,6

2,5

2,6

-

2,6

-


gravillon

-

-

0,1

-

0,2

-

0,2

1,2

0,2

1,2

0,2

1,2

0,2

-

0,5

-

Sensibilité au gel gravillon non gélif non gélif non gélif - - - - -

Module de Finesse sable 2,5 2 2,5 2,5 1,9 2,4 1,9 25

Teneur en fines

(% <80 �m) sable 0,2 0,3 0,3 0,2 0,4 0,5 0,5 0,5

Équivalent de sable (PS

en %)sable 92 93 96 80 87 89 - > 80

Valeur de bleu

(g de colorant/kg de

fraction 0/2 mm)

sable - - - - - - - -

Matières organiques (%) sable - test négatif test négatif test négatif test négatif test négatif test négatif test négatif


gravillon - 0 0 < 0,1 < 0,1 < 0,1 - < 0,1

Éléments coquilliers (%) gravillon - 1 0,5 0,6 0,6 0,6 - -

Propreté des gravillons (%) gravillon


Los Angeles gravillon - - 27 - - - - -


Teneur en soufre total (%) sable

gravillon

-

-

0,06

-

0,03

-

< 0,02

< 0,02

< 0,02

< 0,02

< 0,02

< 0,02

< 0,02

-

< 0,02

-


gravillon - 0,03 0,03 < 0,02 < 0,02 < 0,02 0,017 0,14

Teneur en chlorures (%) sable

gravillon 0,01 à 0,001 0,04 0,02 0,06 0,06 0,03 0,06 0,008 à 0,01

Teneur en Na2O eq (%)

actifs

sable

gravillon

-

-

0,033

-

0,0006

-

0,027

0,005

0,027

0,005

0,027

0,005

-

-

0,006

-

Comportement vis-à-vis

de l’alcali réaction

sable

gravillon

-

-

NR (1)

-

NR

-

PR (2)

PRP (3)

PR

PRP

PR

PRP

NR

-

NR (1)

-

(1) NR : non réactif

(2) PR : potentiellement réactif

(3) PRP : potentiellement réactif à effet de pessimum

Tableau 7b - Caractéristiques des granulats marins (suite) Tableau 8b – Caractéristiques des granulats marins (suite)

- 29 -

Approvisionnement en

granulat et spécificités

des granulats marins

Suivant la situation géographique du gisement marin et même au

sein d’un même gisement, la régularité de la qualité des granulats

marins est variable tant au niveau de la granulométrie que de la

teneur en éléments coquilliers. La superficie d’un gisement qui est

de plusieurs kilomètres carrés accentue ce phénomène. En fait, la

régularité de la qualité de l’approvisionnement en granulat marin

serait plus grande si les cargaisons étaient mélangées.

D’un point de vue économique, le caractère pondéreux et le faible

coût de production des granulats marins en font, comme tous les

granulats, une matière première qui voyage mal (le coût du

transport sur route varie pour n’importe quel granulat de 0,06 à

0,08 € par tonne et par kilomètre).

Il en découle que le transport par camion de ces matériaux se limite

à la frange littorale jusqu’à une cinquantaine de kilomètres de la

côte. Au-delà, la concurrence des roches massives concassées et

des matériaux alluvionnaires est, pour ce mode de transport, trop

forte [4]. D’autres modes de transports (voie ferrée, voie fluviale)

sont également utilisables. D’un point de vue économique, ceux-ci

peuvent même être plus intéressants que le transport sur route

(exemple : transport par péniche).

Parmi les principales raisons qui ont freiné le développement des

granulats marins, rappelons les difficultés des producteurs de

granulat marin pour obtenir de la part des pouvoirs publics des

autorisations d’exploitation de ces granulats. Ces difficultés sont

particulièrement liées aux réticences très fortes des pêcheurs.

Certains utilisateurs de granulat marin évoquent aussi le risque de

corrosion des matériels de stockage et de fabrication par les ions

chlorure, ainsi que la présence d’éléments coquilliers fragilisant les

bétons.

Concernant les chlorures, les méthodes actuelles d’extraction et de

déchargement des granulats marins par pompage hydraulique

permettent d’atteindre de façon courante des teneurs en chlorure de

100 mg par kilogramme de sable sec (0,01 % massique), voire

moins (0,002 %), si le producteur effectue des cycles de décantation

en eau douce. Il faut ajouter que la teneur en chlorures est plus

importante dans les sables que dans les gravillons. En réalité, les

teneurs en chlorures des granulats marins sont faibles et en accord

avec la norme expérimentale XP P 18- 540 qui précise que les

teneurs en chlorures sont à communiquer si elles sont supérieures

ou égales à 0,02 %.

La teneur en éléments coquilliers est variable selon le gisement

exploité. Le choix de l’exploitation d’un gisement doit tenir compte

de ce paramètre afin de produire des granulats à faible teneur en

éléments coquilliers. Il existe également des producteurs qui

reconstituent les sables ou les gravillons marins avant livraison

afin d’améliorer ce paramètre.

La principale caractéristique du sable marin en vue de son utilisation

dans le béton est une faible teneur en fines (grains de dimensions

< 80 m). La méthode d’extraction et de déchargement par

pompage hydraulique est à l’origine de cette caractéristique. En fait,

le but de l’extraction hydraulique est de laisser en permanence les

granulats en présence d’un excès d’eau pour éviter que le sel se

dépose sur les grains lors du transport en bateau, puis de reprendre

- 30 -

les granulats avec de l’eau moyennement saline lors du

déchargement. L’eau utilisée lors du déchargement est évacuée au

maximum, mais cette évacuation entraîne également la perte de la

totalité des fines qui sont en suspension dans cette eau. En vue de

son utilisation dans les bétons hydrauliques, le sable marin devra

donc soit être additionné de fillers soit être utilisé avec un sable

complémentaire très riche en fines.

Spécificités des granulats

marins vis-à-vis des

risques de corrosion du

matériel de stockage et

de fabrication

Comme le montrent les tableaux 8a et 8b, la teneur en chlorures

des granulats marins est fonction de l’origine des granulats.

Si l’on prend l’exemple de deux gisements en France, qui sont le

gisement du Pilier et le gisement du Charpentier au large de Saint-

Nazaire (gisements qui fournissent environ 60 % des granulats

marins produits en France), on se rend compte que les sables

extraits ont la même origine que les sables alluvionnaires de Loire

couramment utilisés dans le passé pour la fabrication des bétons

hydrauliques. Le risque de corrosion des matériels de stockage

des granulats et de fabrication du béton n’est donc pas plus élevé

avec l’utilisation de sable marin provenant de ces gisements

qu’avec l’utilisation de sable alluvionnaire extrait de Loire.

Il a parfois été constaté une corrosion plus importante des trémies

métalliques de stockage des granulats ainsi que des goulottes et

des collecteurs dans le cas d’une utilisation des granulats marins

dont les teneurs en chlorures sont les plus élevées par rapport à

d’autres types de granulat (alluvionnaire ou concassé). Une

attention particulière doit donc être portée avec certains granulats

marins pour éviter que le matériel de stockage soit remplacé trop

fréquemment (exemple : lavage à l’eau douce).

Pour les productions de dalles ou d’éléments produits à faible

cadence, la corrosion des moules due aux chlorures est moins

importante, voire absente si des matériaux autres que l’acier

(exemple : bois) sont utilisés. Par contre pour les blocs qui sont

produits à haute cadence, la corrosion des malaxeurs, des

presses et des moules métalliques est plus importante pour

certains types de granulats marins. Cette corrosion peut être

minimisée en effectuant des nettoyages fréquents du matériel à

l’eau douce.



de granulats marins

Les sables et gravillons siliceux marins sont le plus souvent

destinés à la fabrication des bétons et à la construction [9].

La maniabilité d’un béton frais fabriqué avec du sable marin

dépend principalement de la granulométrie du sable et de son

uniformité. Or la granulométrie des sables marins peut varier

considérablement sur une courte période à partir d’une même

source [13]. Lors de la confection du béton, une augmentation de

la proportion de sable marin dans la gâchée entraîne une

augmentation de la quantité d'eau exigée pour obtenir une même

maniabilité qu’avec du sable alluvionnaire. En comparaison avec

un sable alluvionnaire, des études ont montré qu’une gâchée

préparée avec du sable marin pouvait nécessiter jusqu’à environ

3 % d'eau en plus [11, 12].

La quantité d'éléments coquilliers dans les sables marins joue

également un rôle important vis-à-vis de la maniabilité du béton

- 31 -

frais. En effet, si cette quantité est importante, elle produit une

granulométrie plus grossière avec une proportion de vide accrue

entre les granulats. Dans ce cas, le béton frais devient moins

maniable [12]. Cette variabilité des caractéristiques impose la

nécessité de contrôler régulièrement les granulats et de corriger

les éventuelles fluctuations.

Les bétons préparés avec du sable marin ont des résistances à la

compression légèrement inférieures à celles des bétons préparés

avec du sable alluvionnaire, essentiellement du fait de

l'augmentation du rapport E/C par rapport aux bétons de sable

alluvionnaire [8]. Les modules d'élasticité et les résistances à la

flexion des bétons de sable marin sont comparables à ceux des

bétons de sable alluvionnaire [12].

Peu de données concernant la durabilité des bétons confectionnés

à partir de granulat marin sont disponibles à ce jour.

Influence des granulats

marins sur les


produits en béton

Dans l’industrie du béton, le sable marin est utilisé dans la

production de tous les produits de consommation courante tels que

les blocs, les pavés, les bordures, les regards… Des tuyaux

contenant des armatures métalliques sont également produits avec

du sable marin quoique cette production soit moins fréquente. À

condition d’ajouter des fines au sable, celui-ci peut être utilisé en

remplacement total d’un sable traditionnel. Le sable marin est par

exemple utilisé à 40 % en masse sèche pour fabriquer des bordures

et des pavés et à 30 % pour fabriquer des blocs selon les

informations recueillies au cours des différentes visites effectuées

chez des fabricants de produits en béton.

Le tableau 9 donne à titre d’exemple les caractéristiques de

quelques produits obtenus à partir de sable marin ainsi que le

pourcentage de sable utilisé.

Proportion de sable marin

dans le béton (% en

masse sèche)

Contrainte de

rupture par flexion

(MPa)

Charge de rupture

par flexion (daN) Absorption d’eau

(%)

Dalles de voirie

classe D4 30 7,4 3 790 4,0

Spécifications de la norme Dalles

XP P 98-307 4,5 2 870 6,0



masse sèche)

Résistance à la rupture par fendage

(MPa)

Absorption d’eau

(%)

Pavés de voirie 40 5 4,0

Pavés de structure 40 5 4,0

Spécifications des normes Pavés

NF P 98-303 et P 98-305 > 4 5,4


dans le béton

(% en masse sèche)

Résistance à la flexion (kN)

à 14 jours

Bordures

modèle A1

classe B 40 47

Spécifications de la norme Bordures

NF P 98-302 > 39,25

- 32 -



masse sèche)

Charge de rupture

(kN/m)

Tuyaux non armés

diamètre = 300 mm

135B 30 56

Tuyaux armés

diamètre = 300 mm

135A 40 65

Spécifications de la norme Tuyaux

NF P 16-341 > 40,5



masse sèche)

Résistance minimale en compression (MPa)

Blocs

perforés B80 30 12,8

Spécifications de la norme Blocs

NF P 14-301 8,0



masse sèche)

Charge de rupture

(kN/m)

Regards de visite -

éléments droits 40 42

Spécifications de la norme Regards de visite

NF P 16-342 > 30

Tableau 9 – Caractéristiques de quelques produits élaborés à partir de sable marin

2.2.3 Les granulats

concassés de roche

massive

Définitions Les granulats concassés de roche massive sont des granulats

naturels extraits de carrières. Ils sont obtenus par abattage et

concassage, ce qui leur confère des formes très angulaires.

Nous nous intéresserons aux roches massives les plus

couramment utilisées dans l'industrie du béton. Parmi celles-ci,

quatre roches sont d'origine magmatique :

- granite ;

- porphyre ;

- basalte ;

- diorite ;

deux roches sont d'origine métamorphique :

- quartzite ;

- marbre ;

une roche est d’origine sédimentaire : le calcaire.

Roches d'origine

magmatique [6]

Le granite est une roche magmatique consolidée en profondeur. Il

est constitué de quartz, de feldspath et de mica. En France, le

granite est présent dans les Pyrénées, les Alpes, les Vosges, la

Bretagne et le Cotentin.

- 33 -

Les porphyres ou rhyolites sont des roches de composition

similaire au granite, elles contiennent de gros cristaux de

feldspath, de quartz ou d'éléments ferro-magnésiens. Ces roches

se rencontrent dans les Vosges, le Morvan, le Var et la Bretagne.

Le basalte est une roche lourde, dont les éléments essentiels sont

le feldspath calco-sodique et le mica. Le basalte est présent dans

le Massif Central, le Cantal et les Vosges.

Les diorites sont des roches de teinte sombre, d'aspect granitoïde,

constituées de feldspath et de mica. Les diorites se rencontrent

dans les Alpes, les Vosges, les Pyrénées et la Vendée.

Roches d'origine

métamorphique [6]

Les quartzites sont des grès très compacts formés uniquement de

grains de quartz cimentés par de la silice. Les quartzites sont

présents en Bretagne, dans les Alpes et en Normandie.

Les marbres sont des calcaires grenus (à grains microscopiques).

Ils sont constitués de grains de calcite (CaCO3) de grosseur

uniforme ou irrégulière, groupés sans orientation mais sans laisser

de vide. Les marbres se rencontrent en Haute-Garonne et dans le

Pas-de-Calais.

Roches d'origine

sédimentaire [6]

Les calcaires sont principalement constitués de calcite. Ils

montrent un très fin développement de petits grains de taille

uniforme ou irrégulière.

La France est riche en calcaire de dureté moyenne notamment

dans les régions où l'approvisionnement en granulat alluvionnaire

est critique (Île de France, sud-ouest, Val de Loire).

Extraction des granulats

concassés

L'extraction des granulats concassés de roche massive se fait par

abattage à l'explosif. Fréquemment après l'abattage, on procède à

un précriblage appelé "scalpage", ce dernier ayant pour but

d'éliminer les restes de roches altérées présents dans l'abattage.

Le matériau est ensuite concassé pour être amené à la dimension

d'utilisation. Le concassage est réalisé en plusieurs étapes,

concassages primaire, secondaire et tertiaire, ceux-ci étant

séparés les uns des autres par des criblages. Le concasseur

primaire est généralement un concasseur à mâchoires, les autres

étant des concasseurs giratoires. Le criblage qui se fait

généralement à sec est l'opération complémentaire du

concassage. Le matériau est séparé en un passant et en un refus

lors de son passage sur un tamis vibrant [1].


granulats concassés

Dans le tableau 10 figurent les caractéristiques des granulats issus

de roches massives concassées. Nous nous sommes intéressés

aux types de roches les plus couramment utilisées dans l’industrie

du béton. Ces données ont été obtenues directement auprès de

79 fournisseurs de granulats concassés.

Parmi les granulats calcaires, il faut distinguer les calcaires durs

des calcaires tendres. En effet un calcaire dur possède des

propriétés très proches d’une roche dure magmatique ou

métamorphique tandis qu’un calcaire tendre présente une

- 34 -

absorption d’eau, une sensibilité au gel ainsi que des propriétés

mécaniques beaucoup moins favorables à la réalisation d’un

béton.

Concernant les propriétés physiques, mis à part les calcaires

tendres, toutes les roches étudiées ont une masse volumique

légèrement plus élevée que celle des granulats alluvionnaires.

Parmi ces roches, les basaltes et les diorites se différencient des

autres roches par des masses volumiques réelles supérieures. Le

coefficient d’absorption d’eau moyen et la sensibilité au gel des

granulats concassés de roche massive sont comparables à ceux

des granulats alluvionnaires, mis à part pour les calcaires tendres

qui sont par définition des roches poreuses. De manière générale,

les granulats concassés sont plus anguleux, plus écaillés et plus

allongés que les granulats alluvionnaires [14] ; ils ont donc un

coefficient d'aplatissement plus élevé.

Concernant la propreté des granulats concassés de roche

massive, la valeur de bleu, les teneurs en matières organiques, en

impuretés et en éléments coquilliers sont comparables à celles des

granulats alluvionnaires. La spécificité des granulats concassés

est leur importante teneur en fines (9 à 14 %) et leur équivalent de

sable plus faible que celui des granulats alluvionnaires.

En ce qui concerne les propriétés mécaniques, les granulats

concassés de roche massive ont globalement un Los Angeles plus

faible que celui des granulats alluvionnaires, ce qui signifie une

meilleure résistance à la fragmentation par chocs. Il faut noter que

les granulats de basalte et de diorite sont plus résistants que les

autres granulats concassés de roche massive. Les granulats

calcaires tendres peuvent avoir un Los Angeles supérieur à 30, ce

qui est caractéristique d’une roche peu résistante à la

fragmentation par chocs.

Enfin, concernant les teneurs en soufre total, sulfates et chlorures,

rien ne différencie un granulat concassé de roche massive d’un

granulat alluvionnaire.

- 35 -

Nature de la roche Caractéristique

Type de

granulat Granite Porphyre Basalte Diorite Quartzite Marbre Calcaire

Propriétés physiquesMasse volumique réelle

(tonnes/m3)

sable

gravillon 2.6 2.7 2.8 2.5 2.6 2.7 2.7 2.8 2.9 2.6 2.8 2.9 2.5 2.6 2.7 2.5 2.6 2.7 2.2 2.5 2.7

0.7 0.9 1.3 0.4 0.8 1.2 1.2 1.5 1.8 0.3 0.5 0.7 0.6 0.9 1.4 0.2 0.4 0.7 1.2 2.5 3.2 Absorption eau (%) sable

gravillon 0.6 0.8 1.2 0.6 0.8 1.2 0.6 0.8 0.9 0.3 0.5 0.8 0.5 0.7 0.9 0.1 0.3 0.5 0.8 1.4 2.3

Sensibilité au gel (%) gravillon < 10 < 10 < 5 < 5 < 5 < 10 0 à 50

Module de Finesse sable 2.9 3.1 3.3 2. 2.5 3.2 2.7 3.1 3.7 2.2 2.5 2.9 2.5 3.1 3.6 - 2.5* - 2.4 2.9 3.6

Coefficient

d’applatissement (%) gravillon 11 14 16 13 14 15 11 14 17 8 10 12 14 15 16 7 12 23 1 7 12

Teneur en fines

(% <80 �m)

sable9 11 17 10 14 18 7 9 12 13 13 15 9 12 16 - 10* - 6 12 19

Équivalent de sable

(PS en %)

sable58 64 71 53 59 71 65 68 70 62 64 68 48 63 75 - 75* - 67 74 79

Valeur de bleu (g de

colorant/kg de fraction

0/2 mm)

sable

< 0.5 < 0.5 < 0.5 < 0.5 < 0.5 < 0.5 < 0.7

Matières organiques

(%)

sabletest négatif test négatif test négatif test négatif test négatif test négatif test négatif


gravillon< 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1

Éléments coquilliers

(%)

gravillonsans objet sans objet sans objet sans objet sans objet sans objet sans objet

Propreté (%) gravillon 0.3 0.9 1.6 0.6 1.1 2 0.2 0.5 0.9 0.6 1 1.7 0.9 1 1.1 0.7 0.9 1 1.1 2.8 6.2


Los Angeles gravillon 12 20 32 11 17 25 8 13 17 10 13 16 15 18 25 15 22 32 16 31 49


Teneur en soufre

total (%)

sable

gravillon< 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.3 < 0.1

Teneur en sulfates

(%)

sable

gravillon< 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1

Teneur en chlorures

(%)

sable

gravillon< 0.02 < 0.02 < 0.02 < 0.02 < 0.02 < 0.02 < 0.02

* valeur unique

Tableau 9 - Caractéristiques des granulats concassés

Tableau 10 – Caractéristiques des granulats issus de roches massives concassées

- 36 -

Approvisionnement en

granulat et spécificité

des granulats concassés

L’utilisation de granulats concassés de roche massive dans

l’industrie du béton est liée à la proximité de cette matière

première. Il arrive également que la carrière et l’usine de

fabrication de produits en béton appartiennent au même

propriétaire.

Lors de la formulation du béton, le problème majeur rencontré est

celui de l’importante quantité de fines. En effet, la fabrication d’un

sable par concassage génère de 9 à 14 % de fines (< 80 m).

Pour diminuer la teneur en fines, les carriers et les industriels du

béton emploient différentes méthodes :

- le carrier défillérise partiellement le sable concassé ;

- le carrier défillérise totalement le sable concassé qui est

ensuite recomposé par ajout de fillers de différentes natures ;

- le sable concassé est mélangé en usine à un autre sable

pauvre en fines.

Le problème posé par l’abondance des fines est encore plus

délicat avec les sables concassés de calcaire car ces granulats

peuvent produire de nouvelles fines lors du malaxage du béton (le

coefficient Los Angeles est une indication de la résistance à

l’attrition des granulats).


sur les process de

fabrication

De manière générale, les bétons frais de granulats concassés sont

moins maniables que les bétons frais de granulats alluvionnaires.

Cette remarque est surtout valable pour les bétons frais de

granulats concassés de roche éruptive ou métamorphique. Cette

moindre maniabilité est due à l’angularité des grains ainsi qu’à leur

forme allongée. Pour améliorer la maniabilité et la mise en place

du béton frais, il est nécessaire d’augmenter la quantité de liant, la

teneur en eau et d’ajouter des plastifiants ou des super-

plastifiants. L’augmentation de la quantité d’eau peut toutefois être

minimisée en ajoutant du sable alluvionnaire de faible

granulométrie.

L’influence des granulats sur l’usure du matériel de fabrication

(malaxeur, moule, presse…) est tout à fait différente si on utilise

des granulats concassés de roche éruptive ou métamorphique ou

si on utilise des granulats concassés de calcaire tendre. En effet,

les granulats concassés de calcaire tendre ont un pouvoir abrasif

moins important que les granulats concassés de roche éruptive,

métamorphique ou de calcaire dur. Dans le cas des granulats de

calcaire tendre, l’usure des malaxeurs, des presses et des moules

est comparable à celle observée lors de l’utilisation de granulats

alluvionnaires.

Dans le cas du basalte concassé, qui est une des roches les plus

abrasives utilisées dans l’industrie du béton, on observe que

l’usure des malaxeurs et des presses est trois fois plus importante

et que celle des moules métalliques est quatre fois plus importante

que l’usure observée dans le cas des granulats alluvionnaires. En

utilisant des marbres, des diorites ou des porphyres concassés,

des industriels du béton ont observé une usure du matériel liée à

la dureté des roches deux fois plus importante qu’avec les

granulats alluvionnaires. Même pour la production de dalles qui est

effectuée à faible cadence, les moules s’usent plus vite. Il est à

- 37 -

noter, à titre de comparaison, que l’emploi de granulats

alluvionnaires concassés (ayant des grains plus anguleux que les

granulats alluvionnaires non concassés) provoque une usure du

matériel supérieure de 10 %.



de granulats concassés

Les granulats concassés issus de roche massive conviennent à la

confection des bétons hydrauliques et à l'exécution des travaux

de viabilité courants [7].

Comme nous l’avons dit précédemment, les bétons confectionnés

à partir de granulats concassés de roche massive ont une moins

bonne maniabilité que les bétons de granulats alluvionnaires. Ceci

est dû à la nature anguleuse, écaillée et allongée des grains de

granulats concassés [14]. Pour atteindre une maniabilité

comparable à celle des bétons de granulats alluvionnaires, il est

nécessaire d'apporter une quantité d'eau supérieure au mélange et

d'augmenter le dosage en ciment dans des proportions variant de

10 à 30 kg/m3

[15]. Toutefois, la demande en eau des bétons de

granulats concassés peut être réduite en utilisant du sable

alluvionnaire comme granulat fin. L'addition d'un plastifiant est

également recommandée toujours dans le but d'améliorer la

maniabilité des bétons frais [13].

Concernant la résistance mécanique, les bétons fabriqués avec

des granulats concassés de type basalte ont généralement des

résistances à la compression supérieures à celles des bétons de

gravillons alluvionnaires [16, 17]. Par ailleurs, à résistance à la

compression égale, les résistances à la flexion des bétons de

gravillons concassés peuvent être 10 à 20 % supérieures à celles

des bétons de gravillons alluvionnaires [17].


sur les caractéristiques

des produits

Dans l’industrie française du béton, les granulats concassés de

roches éruptives, métamorphiques et calcaires sont utilisés dans

la fabrication de tous les produits en béton de consommation

courante tels que les blocs, les pavés, les bordures, les regards,

les dalles de voirie, les entrevous, les poutrelles… À condition de

réduire les teneurs en fines de ces granulats, ceux-ci peuvent être

utilisés en totalité de la fraction sable ou de la fraction gravillon.

Les caractéristiques mécaniques des produits obtenus sont

souvent supérieures de 10 à 20 % à celles des produits fabriqués

avec des granulats alluvionnaires. Ceci est dû à la dureté des

granulats concassés qui en font des granulats particulièrement

intéressants pour la production de produits de voirie par exemple.

L’utilisation des granulats concassés peut également être liée à la

nécessité d’obtenir des caractéristiques précises au niveau de

l’aspect ou de la teinte des produits. Par exemple, l’utilisation de

calcaire concassé permet d’obtenir des produits de teinte plus

claire. Pour certains industriels la teinte ou l’aspect des produits

constitue la raison majeure qui justifie l’utilisation des granulats

concassés.

Lors de la fabrication des blocs et des entrevous, l’utilisation de

granulats concassés favorise la cohésion du béton frais dans les

moules. En outre, les blocs et les entrevous ne nécessitent pas de

finition de surface et les enduits sont plus faciles à appliquer sur

- 38 -

les faces des blocs de granulats concassés. Les blocs et les

entrevous sont donc, du point de vue technique, des produits très

favorables à l’utilisation de granulats concassés, ce qui explique la

forte proportion de granulats concassés utilisée pour leur

fabrication.

Le tableau 11 donne à titre d’exemple les caractéristiques de

quelques produits obtenus avec des granulats concassés de roche

massive.

Dalles de

voirieType de

roche

Proportion de sable ou

gravillon concassé


masse sèche)

Contrainte de

rupture par

flexion (MPa)

Charge de

rupture par

flexion (daN)

Absorption

d’eau

(%)

classe D2 calcaire sable : 28 % 5,0 889 5,0

Spécifications de la norme Dalles XP P 98-307 4,0 700 6,0

classe D4 basalte gravillon : 30 % 6,7 3 564 4,7

Spécifications de la norme Dalles XP P 98-307 4,5 2 870 6,0

Type de

roche


gravillon concassé


masse sèche)

Résistance à la rupture par

fendage (MPa)

Absorption

d’eau

(%)

calcaire sable : 20 % 4,9 4,5

Pavés de

voirie

basalte gravillon : 23 % 4,8 5,1

Spécifications de la norme Pavés NF P 98-303 > 4,0 5,4

Bordures Type de

roche


gravillon concassé


masse sèche)

Âge (jours) Résistance à la

flexion (KN)

modèle A2

classe Bcalcaire gravillon : 25 % 21 24,0

Spécifications de la norme Bordures NF P 98-302 > 17,25

modèle A2

classe Abasalte sable et gravillon 28 28,0

Spécifications de la norme Bordures NF P 98-302 > 24,65

Tuyaux

armés

Type de

roche


gravillon concassé


masse sèche)

Charge de rupture

(KN/m)

diamètre =

400 mm

135A

calcaire gravillon : 20 % 56,0

Spécifications de la norme Tuyaux NF P 16-341 > 54,0

diamètre =

300 mm

135A

porphyre gravillon : 25 % 80,0

Spécifications de la norme Tuyaux NF P 16-341 > 40,5

Type de

roche


gravillon concassé


masse sèche)

Résistance en compression (MPa)

calcaire gravillon : 51 % 6,8

Blocscreux B40

basalte gravillon : 57 % 5,6

Spécifications de la norme Blocs NF P 14-301 4,0

- 39 -

Regards de

visiteType de

roche


gravillon concassé


masse sèche)

Charge de rupture

(KN/m)

éléments

droitscalcaire gravillon : 20 % 43

Spécifications de la norme Regards de visite

NF P 16-342 > 30

Tableau 11 – Caractéristiques des produits élaborés à partir de granulats concassés de roche massive

2.2.4 Les granulats

recyclés issus de

déchets de démolition

Définitions En France, le secteur de la démolition produit annuellement 20 à

25 millions de tonnes de gravats. Tous les gravats de démolition

ne peuvent être utilisés afin de produire des granulats de

recyclage [18]. Ainsi, en France le potentiel de matériaux

recyclables est seulement de 10 à 15 millions de tonnes [18]. En

2001, la quantité réelle issue du recyclage n’était cependant que

de 5 millions de tonnes [2].

Face aux 400 millions de tonnes de granulats naturels produits en

2001 [2], le granulat recyclé de déchets de démolition ne peut pas

être considéré à ce jour comme un matériau de remplacement qui

permettrait d'éviter ou de limiter de façon significative l'exploitation

des gisements naturels.

Aujourd'hui, les producteurs de granulats recyclés ont une

politique de sélection des matériaux de démolition. Ainsi, on

distingue cinq catégories de matériaux de démolition en fonction

de leur nature [19] :

- les bétons armés ou non armés sans enduit ni plâtre ;

- les matériaux composés de briques, de tuiles, de graves, de

pierres et de blocs rocheux… ;

- les matériaux mélangés avec une faible teneur en plâtre, bois,

plastique… ;

- les mauvais matériaux avec une teneur en bois, plâtre,

plastique… supérieure à 10 % ;

- les autres matériaux n'entrant pas dans les catégories

précédentes.

Les régions françaises productrices de granulats recyclés sont l'Île

de France (qui produit 52 % des granulats recyclés français), la

région Nord-Pas-de-Calais (avec la reconversion des friches

industrielles), dans une moindre mesure l'Alsace, et très

récemment la région Rhône-Alpes [18].

En France, les déchets de démolition sont issus des friches

industrielles (40 %), des logements (35 %) et des travaux publics

(25 %). Ces déchets sont composés de 50 % de maçonnerie,

30 % de béton, 5 % d'asphalte et 15 % de matériaux autres (bois,

métal, papier, plastique…) [20].

- 40 -

Élaboration des granulats

de déchets de démolition

Les granulats recyclés sont produits grâce à des équipements

similaires à ceux des carrières produisant des granulats naturels

issus du concassage de roches. Des traitements

complémentaires sont cependant nécessaires, en particulier le

déferraillage et l’épuration pour éliminer les éléments tels que le

bois, le polystyrène, les armatures…

Les différentes phases d’élaboration des produits issus du

recyclage des matériaux de démolition sont les suivantes [19] :

- sélection et stockage des produits bruts : le stockage peut être

sélectif si l’installation traite plusieurs catégories de matériaux

de démolition ;

- préparation avant traitement qui consiste à réduire les plus gros

éléments, à couper les éléments longs et à retirer les plus

grosses impuretés ;

- concassage primaire à l’aide d’un concasseur à percussion ou

à mâchoires suivi d’un déferraillage électromagnétique ;

- selon les installations, le concassage peut être précédé d’un

criblage destiné à éliminer les matériaux dont les

caractéristiques sont peu intéressantes et peut être suivi d’un tri

destiné à retirer les impuretés résiduelles (bois, papier,

plastiques…) ;

- un concassage secondaire peut éventuellement être effectué

sur la fraction supérieure issue du concassage primaire.

L’installation secondaire peut également être équipée d’un

séparateur magnétique et d’un dispositif d’épuration.

Les installations de recyclage des matériaux de démolition peuvent

être fixes ou mobiles. Elles se répartissent en deux catégories :

- les installations primaires qui réalisent la première étape du

concassage ;

- les installations secondaires qui permettent une fragmentation

plus poussée ; elles sont par définition implantées après une

installation primaire.


granulats de déchets de

démolition

Dans le tableau 12 figurent les caractéristiques des granulats

issus de déchets de démolition. Ces déchets de démolition sont

tous issus de bétons concassés et proviennent de 8 fournisseurs

différents.

Une partie des résultats correspondant aux granulats YPREMA a

été obtenue à partir d’essais réalisés au CERIB sur plusieurs

échantillons représentatifs. Les autres résultats ont été obtenus

directement auprès des fournisseurs.

En ce qui concerne les propriétés physiques, les granulats issus

de déchets de démolition ont une masse volumique réelle plus

faible que celle des granulats alluvionnaires. Cette plus faible

valeur est due à la masse volumique réelle de la gangue de ciment

plus faible qui adhère à chaque grain de granulat recyclé [10]. La

masse volumique réelle des sables de déchets de démolition est

plus faible que celle des gravillons car les granulats de petit

diamètre ont une quantité de pâte de ciment plus importante [21].

L’absorption d’eau des granulats de déchets de démolition est

beaucoup plus importante que celle les granulats alluvionnaires.

- 41 -

Origine des granulats

Caractéristiques Type de

granulat RMN

0/6 6/20

SARM

0/20

GSM

0/31,5

LAFARGE

0/20

YPREMA

0/20

DLB

0/31,5

CLAMENS

0/31,5

RECYDEM

0/6 6/.20


Masse volumique

réelle (tonnes/m3)

sable

gravillon

2.1

2.2

2.15

2.25

2.2

2.3

-

-

-

-

-

2,14

-

2,21

-

-

-

-

2,36

2,48


gravillon

10.9

5.3

12.2

5.8

13.5

6.3

-

-

-

-

-

-

-

7,2

-

-

-

-

-

-

Sensibilité au gel (%) gravillon - - - - - - - -

Module de Finesse sable 3.5 3.8 4.1 5,2 5,9 5,1 4,9 4,7 5,5 -

Coefficient

d’applatissement (%) gravillon < 30 - - - 10 - - -

Teneur en fines

(% < 80 �m) sable 5 4 5 4 4 - 3 -

Équivalent de sable

(PS en %) sable 52 62 72 53 54 - 41 70 30 -



0/2 mm)

sable 0.4 0.6 0.8 - - - - 0,3 - -

Matières organiques (%) sable - - - - - - - -


gravillon > 0.1 - - - - - - -

Éléments coquilliers (%) gravillon - - - - - - - -

Propreté (%) gravillon 1.4 2.3 3.3 - - - - - - -


Los Angeles gravillon 28 32 36 - 32 28 30 30 - 32


Teneur en soufre total

(%)

sable

gravillon > 0,4 - - - 0,3 - - -


gravillon > 0,5 - 0,5* 0,8 0,3 0,4* 0,3* -

Teneur en chlorures

(%)

sable

gravillon 0,04 - - - 0,004 - - -

Teneur en ciment (%) sable

gravillon - - - - 13 - - -

* teneur en sulfates solubles dans l’eau

Tableau 11 - Caractéristiques des granulats issus de déchets de démolition Tableau 12 – Caractéristiques des granulats issus de déchets de démolition

- 42 -

L’absorption d’eau constitue la différence la plus importante entre

ces deux types de granulat. L’absorption d’eau élevée des granulats

recyclés est due à la présence de la gangue de ciment très poreuse.

Afin d’éviter qu’une partie de l’eau de gâchage soit absorbée par ces

granulats, ceux-ci doivent subir un prémouillage [23].

Concernant la propreté des granulats, les granulats de déchets de

démolition se différencient des granulats alluvionnaires par un

équivalent de sable plus faible et une teneur en impuretés plus

importante. En fait, la teneur en éléments prohibés (débris

végétaux, résidus divers) des granulats recyclés va dépendre de

l’efficacité des procédés utilisés pour effectuer le tri de ces

matériaux. Toutefois, malgré le tri réalisé, la teneur en éléments

prohibés sera souvent supérieure à 0,1 %, ceci étant dû à

l’hétérogénéité des matériaux de démolition.

Les résistances mécaniques des granulats de déchets de

démolition sont plus faibles que celles des granulats

alluvionnaires. Au niveau des propriétés chimiques, les teneurs en

soufre, sulfates et chlorures des granulats de déchets de

démolition sont plus importantes que celles des granulats

alluvionnaires. Les valeurs élevées en soufre et en sulfates sont

principalement dues à la gangue de ciment adhérente aux

granulats [21] ou à des résidus de plâtre.



de granulats de déchets

de démolition

En France, 60 % des matériaux recyclés sont utilisés dans le

soubassement de routes, 35 % dans le terrassement et 5 %

comme granulat dans le béton [20]. On peut donc dire que ce sont

les travaux publics qui constituent le principal débouché des

granulats recyclés.

L’utilisation des granulats recyclés dans le béton ne pourra se faire

que de manière partielle et pour des bétons demandant des

résistances moyennes.

Lors de la fabrication de bétons contenant des granulats recyclés,

le problème majeur rencontré est de maintenir une ouvrabilité

constante. L’absorption d’eau importante des granulats recyclés ne

facilite pas ce maintien [21].

La substitution des granulats naturels par des granulats recyclés

dans de fortes proportions peut engendrer des différences au

niveau des performances mécaniques du béton. En effet, en

remplaçant entièrement le sable et les gravillons naturels par des

gravillons recyclés, une réduction de 20 % de la résistance à la

compression a été observée [22]. Une substitution à hauteur de

20 % des gravillons naturels par des gravillons recyclés ne semble

par contre pas avoir d’effet significatif sur la résistance à la

compression du béton [23].

La baisse de résistance à la compression peut être attribuée [24] :

- à la porosité du mortier (celui-ci étant constitué d’un mélange

de deux ou plusieurs mortiers de qualité différente) ;

- aux caractéristiques mécaniques faibles des granulats

recyclés ;

- aux liaisons granulat-mortier qui sont affaiblies dans le béton

recyclé.

- 43 -

Le retrait est en général de 20 à 50 % plus grand pour un béton de

granulat recyclé que pour un béton de granulat alluvionnaire [25].

Ce retrait a été principalement attribué aux effets combinés de la

quantité plus importante de mortier dans le béton et de la plus

grande quantité d’eau de gâchage utilisée [24].

La résistance au gel-dégel des bétons fabriqués à partir de ces

granulats dépend entre autre de la proportion de matériau recyclé

incorporée dans le béton. Un béton comprenant du sable et des

gravillons recyclés est généralement moins résistant au gel-dégel

qu’un béton composé de sable naturel et de gravillon recyclé [22,

26].

2.2.5 Les granulats de

déchets de production

de l'industrie du béton

Définitions Les granulats de déchets de production ont deux origines :

- les débris de béton générés tout au long des étapes de la

production ; ils résultent du nettoyage des installations de

fabrication et du transport du béton frais (chutes de béton) ; il

peut également s’agir de béton provenant de gâchées non

utilisées ou non utilisables ; ce type de déchets est produit en

quantité variant de 0,2 à 1 % de la masse de béton produite

selon les secteurs concernés ;

- les produits défectueux, mal formés, partiellement cassés ou

d’aspect non conforme ; à ces produits défectueux s’ajoutent

les produits ayant fait l’objet d’essais de résistance à la

rupture ; ce type de déchets est produit en quantité variant de

0,2 à 3 % selon les secteurs et selon les conditions imposées

par le tri.

Lorsqu’ils ne sont pas mélangés avec d’autres déchets

(emballages, chiffon…), ces morceaux et débris de béton durcis et

propres sont considérés comme des déchets inertes. Ils sont le

plus souvent acceptés gratuitement par des entreprises de travaux

publics pour constituer des remblais ou par des entreprises de

traitement de déchets de chantier. Toutefois, pour certains

secteurs de l’industrie du béton (planchers, ossatures, murs,

assainissement), les produits défectueux fortement armés ou

précontraints et volumineux posent des problèmes d’enlèvement.

Élaboration des granulats

de déchets de production

Plusieurs expériences de recyclage de granulats de déchets de

production de béton dans l’industrie du béton en France, en

Belgique, en Allemagne et en Suisse ont pu être recensées et

analysées [27]. Cela concerne les secteurs des planchers et

ossatures, de l’assainissement (tuyaux regards), des blocs, des

entrevous et des tuiles.

Dans la plupart des cas, les déchets de béton sont accumulés et

stockés sur le terrain de l’usine pour être traités épisodiquement

par une installation mobile de concassage-criblage.

Ces installations, exploitées par des entreprises spécialisées, sont

établies pendant quelques semaines à proximité du stock et

traitent des quantités de déchets pouvant atteindre 10 000 tonnes

en une vingtaine de jours.

- 44 -

Le coût de revient de ces opérations est de l’ordre de grandeur du

coût d’achat (départ) de granulats naturels, soit entre 5 et 8 € par

tonne. Les gains obtenus résultent des économies de transport

pour l’enlèvement des déchets, des économies sur le coût de mise

en décharge et de récupération des aciers lorsque cela est le cas.

Dans certains cas, en particulier lorsque la proximité de l’usine et

de l’installation de traitement le permet, les déchets sont évacués

et traités dans des installations fixes de concassage/criblage. Il

s’agit alors de carrières de granulats naturels ou d’installations

fixes de traitement de matériaux. Malgré le développement récent

de ces installations, leur nombre reste limité (environ 30 en

France, dont une vingtaine en Île-de-France et en région Rhône

Alpes) et elles sont souvent éloignées des usines de production,

ce qui entraîne des coûts de transport excessifs.

La troisième filière pour le traitement et le recyclage des déchets

de produits en béton, qui consiste à employer des petites

installations simples et fixes dans les usines, a fait l’objet de

quelques réalisations et expérimentations. Elle s’applique à des

productions de blocs et entrevous, dont les déchets de dimensions

limitées (maximum 0,6 x 0,2 x 0,2 m) sont facilement réduits en

granulats avec des broyeurs de petite capacité.

Bilan des déchets de

production de l’industrie

du béton

Afin de réaliser un bilan des déchets de béton produits par

l’industrie du béton, nous avons défini six secteurs de l’industrie du

béton pour lesquels les productions de déchets et leurs possibilités

de traitement ou de recyclage sont très différentes.

Le tableau 13 définit ces secteurs, leur taux de rebut moyen et les

tonnages annuels pour l’ensemble de l’industrie du béton [27].

Secteurs de

l’industrie du béton

Production vendue

en 2001

(millions de tonnes)

Taux de rebuts et

déchets moyens

en %

Quantité de rebuts

et déchets

(milliers de tonnes)

Blocs et entrevous 16,1 1,2 193

Bordures, pavés, dalles

de voirie, carreaux 3,7 4 148

Assainissement, tuyaux

regards, produits pour

épuration

3,1 1,5 47

Planchers et ossatures :

poutrelles, prédalles,

poutres, poteaux

3,1 2,2 68

Éléments de murs,

escaliers, conduits,

grands produits de génie

civil

1,4 1,5 21

Produits divers :

mobilier urbain,

clôtures…

1,8 1,5 27

TOTAL 29,2 1,8 504

Tableau 13 - Taux de rebut moyen et tonnages de rebuts et déchets pour différents secteurs de

l’Industrie du Béton (année 2001)

Selon les types de produits fabriqués et les volumes de production,

qui peuvent varier de 10 000 à 30 000 tonnes/an pour les plus

- 45 -

petites usines, jusqu’à 100 000 à 200 000 tonnes/an pour les plus

grosses usines, les volumes annuels de déchets et de rebuts se

situent entre 100 tonnes et 3 000 tonnes par usine.


rebuts de fabrication de


Dans le tableau 14 figurent les principales caractéristiques d’un

granulat obtenu à partir du concassage de pavés et de blocs en

béton. Ces résultats ont été obtenus à partir de rebuts d’une usine

donnée et ne sont donc pas représentatifs de l’ensemble des

rebuts de l’industrie du béton.

Granulométrie du granulat 0/15

Origine des rebuts pavés, blocs

Type de concasseur bi-marteaux articulés


Masse volumique

réelle (tonnes/m3)

2,3

Absorption d’eau (%) 6

Module de finesse (fraction sable) 4,1

Coefficient d'aplatissement (%) 3

Teneur en fines (% <80 m) 4,3

Équivalent de sable (PS en %) 87


Los Angeles 38


Teneur en soufre total (%) 0,2

Teneur en sulfates (%) 0,3

Teneur en chlorures (%) 0,003

Teneur en ciment (%) 13

Tableau 14 - Caractéristiques des granulats issus des rebuts de

fabrication de blocs et pavés en béton

On constate que les granulats de rebuts de fabrication ont des

caractéristiques physiques proches de celles des granulats de

déchets de démolition. Leur masse volumique réelle est plus faible

et leur absorption d’eau beaucoup plus forte que celle des

granulats alluvionnaires.

En ce qui concerne la propreté, l’équivalent de sable des granulats

de rebuts de fabrication est très proche de celui des granulats

alluvionnaires.

Concernant les propriétés mécaniques, on constate comme pour

les déchets de démolition une résistance à la fragmentation par

chocs plus faible que celle des granulats alluvionnaires.



de granulats de rebuts

de production

Un petit nombre d'expériences concernant leur emploi dans les

produits en béton ont été recensées. Celles-ci s'avèrent toutes

concluantes. Une étude récente réalisée au CERIB sur le

recyclage de granulats de béton a montré que les déchets de

béton de l'industrie du béton peuvent être utilisés sans problème à

raison de 5 à 10 % en remplacement des granulats naturels dans

les gâchées de béton [27].

- 46 -

Les résistances mécaniques des bétons réalisés avec des ajouts

limités de granulats recyclés de déchets de béton (10 % pour les

sables et 30 % pour les gravillons) peuvent être équivalentes à

celles des bétons de granulats naturels.

2.2.6 Les sables de

fonderie

Définitions Les sables de fonderie sont des sous-produits de l’industrie de la

fonderie. Dans le procédé de moulage de pièces métalliques, les

fonderies utilisent un sable fin siliceux associé à d’autres

matériaux tels que l’argile ou des liants organiques (ex : résines

phénoliques). Ce sable peut être recyclé mais le nombre de

réutilisations de celui-ci est limité [28].

Quand le sable n’est plus réutilisable pour l’industrie de la fonderie,

il est mis en décharge. Les sables de fonderie sont donc

susceptibles de constituer une matière première d’un coût assez

faible pour la fabrication des bétons hydrauliques.

Conditions d'emploi La réglementation française, en l'occurrence l’Arrêté Ministériel du

16 juillet 1991 relatif à l’élimination des sables de fonderie

contenant des liants organiques de synthèse, précise les

conditions de la réutilisation de ces sables : "les sables de

fonderie peuvent être utilisés pour la fabrication de produits à

base de liants hydrauliques si leur teneur en phénol est inférieure

à 5 mg/kg de sable rapporté à la matière sèche".


sables usagés de fonderie

Dans le procédé de moulage de pièces métalliques, les fonderies

utilisent un sable fin siliceux associé à d’autres matériaux. Les

sables retenus pour l’étude représentent des volumes significatifs.

Ils sont issus des principaux types de procédés de moulage et

sont donc représentatifs des différentes métallurgies.

Nature des sables Sable 1 : sable à liant argileux, sans addition de noir, avec une

faible proportion de sables à liants synthétiques

Sable 2 : sable à liant argileux, avec addition de noir et avec une

proportion moyenne de sables à liants synthétiques

sable 3 : sable à liant argileux, avec addition de noir et avec une

proportion moyenne de sables à liants synthétiques

sable 4 : sable à liant organique de synthèse


forte proportion de sables à liants synthétiques

sable 6 : sable à liant organique de synthèse avec une proportion

moyenne de sable à liant argileux


faible proportion de sables à liants synthétiques

sable 8 : sable à liant organique de synthèse

Dans le tableau 15 sont présentées les caractéristiques de ces

huit sables usagés de fonderie [28].

- 47 -

Sable

1

Sable

2

Sable

3

Sable

4

Sable

5

Sable

6

Sable

7

Sable

8

Origine métallurgique acier fonte fonte fonte fonte fonte aluminium fonte

Masse volumique réelle

(tonnes/m3)

2,7 2,4 2,6 2,6 2,5 2,6 2,6 2,6

Module de finesse 1 0,8 1,1 1,2 0,9 1 0,3 1,1

Teneur en fines (% < 80 µm) 10 18,5 5 1,5 13,7 5,7 44,8 0,3

Coefficient d’écoulement des

sables (S) 24 24 24 27 23 26 27 28

Équivalent de sable PS (%) 17 14 38 87 19 70 ** **

Matières organiques test

négatif

test

négatif

test

négatif

test

négatif

test

négatif

test

négatif

test

négatif

test

négatif



0/2 mm)

23 17 18 0 18 5 4 0

Indice phénol (mg/kg) 0,44 0,2 1,81 0,51 5,78 - 2,21 -

** non mesurable

Tableau 15 - Principales caractéristiques des sables usagés de fonderie

Les masses volumiques réelles des sables sont comparables à

celles des sables fins siliceux habituellement utilisés dans les

bétons.

Les faibles modules de finesse mettent en évidence la finesse

élevée de ces sables.

Les teneurs en fines des sables varient considérablement d’un

sable à l’autre.

Le coefficient d’écoulement est celui d’un sable fin siliceux.

Les sables de fonderie 1, 2, 3, 5 et 6 ont des teneurs relativement

élevées en éléments fins de nature argileuse. Par conséquent les

valeurs d’équivalent de sable et de bleu sont largement

supérieures à celles des sables alluvionnaires.

Les tests de détection de matières organiques par colorimétrie

sont négatifs pour les huit sables étudiés.

Analyse chimique sur

les sables

Des analyses ont été réalisées afin de déterminer la teneur en

éléments susceptibles de provoquer des désordres dans le béton.

Les résultats d’analyses en plomb, magnésium, potassium,

sodium, calcium, carbone, soufre et chlorures ont permis de

vérifier que les sables testés ne présentaient pas d’éléments ou de

composés chimiques en teneur susceptible de nuire au béton.

Mesure de l'indice

phénol

L’Arrêté Ministériel du 16 juillet 1991 stipule que seuls les sables

de fonderie dont l’indice phénol est inférieur à 5 mg/kg peuvent

faire l’objet d’une réutilisation dans des produits à liants

hydrauliques.

Afin de vérifier la possibilité d’une réutilisation des sables

sélectionnés dans des produits à base de liants hydrauliques, des

mesures d’indice phénol ont été réalisées sur certains sables (voir

tableau 15). Les valeurs d’indice phénol relevées sur les sables

- 48 -

autorisent, à l’exception du sable 5, la réutilisation de ceux-ci dans

les produits en béton.

Influence des sables de

fonderie sur les process

de fabrication et sur les


produits

En France, moins de 1 % des usines de l’industrie du béton

utilisent ou ont utilisé des sables de fonderie dans la fabrication de

produits en béton (l’industrie du béton représente environ

1 000 usines réparties sur l’ensemble du territoire).

Lors de leur utilisation les sables doivent être secs. Ils doivent

donc être transportés, livrés et stockés à l’abri des intempéries, ce

qui nécessite du matériel supplémentaire par rapport aux

granulats naturels. Au niveau du stockage des sables de fonderie,

l’utilisation de trémies bâchées est possible mais le cas de fuites

au niveau du casque liées à la finesse du sable a été signalé. De

plus dans le cas de non régularité d’approvisionnement, il faut

prévoir des cases ou des silos supplémentaires pour assurer un

stock tampon et limiter ainsi tout risque de rupture de fourniture.

L’expérience d’utilisation des sables de fonderie dans l’industrie du

béton montre que des mottes résiduelles formées à la suite de la

destruction du moule ou nouvellement formées du fait de la

présence relativement importante d’eau dans le sable, peuvent

être présentes dans certaines livraisons, ce qui pose des

problèmes d’écoulement dans les trémies de stockage, des

problèmes d’arrêt machine, d’évolution de composition de béton et

des différences de teinte (notamment de marbrures sur les

produits en béton). Les sables doivent donc être tamisés et

conservés en atmosphère sèche avant livraison, car ce type de

problème est une des principales causes d’abandon des

expérimentations chez certains industriels.

L’ajout de sable de fonderie en faible quantité dans la gâchée de

béton ne pose aucun problème technique de fabrication des

produits en béton. Les sables de fonderie, qui sont des sables fins,

permettent de diminuer les irrégularités de texture des produits.

Cependant l’irrégularité de la teinte quelquefois observée sur les

produits incorporant du sable de fonderie a été mal perçue et a

parfois entraîné l’arrêt de l’utilisation de ce type de sable.

Dans le cas d’une utilisation de sables de fonderie dans un béton

de poutrelles, il a été constaté que ces sables amélioraient le filage

des produits.

La fabrication de blocs creux de classe B40 contenant 10 % de

sable de fonderie par rapport à la masse totale de sable utilisé est

réalisée sans modifications particulières des habitudes de

production d'une autre usine, les sables de fonderie utilisés ayant

été choisis du fait de la proximité des fonderies auprès de l’usine.

Il a été constaté dans un cas une diminution des résistances en

compression au délai de livraison des blocs de l'ordre de 10 %

pour une substitution de 2,5 % de sable naturel par du sable de

fonderie. Cette diminution peut s'expliquer notamment par la

présence d'éléments fins indésirables pour le béton (exemple :

argile). Dans les autres cas d'utilisation de sable de fonderie dans

les blocs en béton, aucune diminution significative de la résistance

en compression n'a été observée quelle que soit la fourniture ou le

taux d'utilisation de celle-ci dans la plage 0-15 %.

- 49 -

Dans tous les cas, la présence de sable de fonderie n'a eu que

peu d'influence sur les masses au délai de livraison des blocs et

n'a pas affecté de façon dommageable l'amplitude de la variation

dimensionnelle entre états conventionnels extrêmes de ceux-ci.

Un examen visuel comparatif des bétons avec et sans sable de

fonderie fait apparaître un assombrissement d'autant plus

significatif que la teneur en sable usagé est élevée.

Toutefois, il reste des points à examiner quant à l’utilisation des

sables de fonderie en ce qui concerne :

- les contraintes économiques ;

- les contraintes réglementaires ;

- la régularité et la disponibilité de la fourniture ;

- l’éventuel relargage à long terme de phénol.

Une étude a été réalisée par le CERIB en collaboration avec le

CTIF sur l’utilisation des sables de fonderie dans les blocs en

béton. Plusieurs opérations pilotes entre des fabricants de blocs et

des fondeurs ont permis d’apporter des éléments de réponse aux

points cités ci-dessus [29].

2.3 Inventaire des

pistes étudiées à ce

jour concernant la

réutilisation de

matières premières

secondaires dans le

béton et démarche

applicable dans le

cas général

Les pistes étudiées sont les suivantes :

- les Résidus de l’Épuration des Fumées d’Incinération des

Ordures Ménagères et les Mâchefers d’Incinération des

Ordures Ménagères ;

- les bétons de bois ;

- les bétons à base de laitiers ;

- les bétons contenant des granulats de verre.

2.3.1 Les Résidus de

l’Épuration des Fumées

d’Incinération des

Ordures Ménagères et

les Mâchefers

d’Incinération des

Ordures Ménagères

[30]

En France, la quantité moyenne d’ordures ménagères produite

par habitant et par jour est de l’ordre de 1 Kilogramme, ce qui

correspond à une production annuelle d’environ 20 millions de

tonnes. Actuellement 8,5 millions de tonnes de ces ordures sont

incinérées, 9 millions de tonnes sont mises en Centre

d’Enfouissement Technique (CET), le reste allant en compostage

ou en unités non autorisées.

L’incinération d’une tonne d’ordures ménagères permet de réduire

son volume de 90 % et produit environ 50 kg de fumées acides

chargées de poussières (REFIOM) et 250 kg de mâchefers

(MIOM), le reste étant évacué sous forme gazeuse.

- 50 -

Les REFIOM Les fumées d’incinération sont riches en métaux lourds et en

composés organiques imbrûlés divers. Après un premier

traitement qui consiste à les épurer de leurs vapeurs toxiques, on

récupère les REFIOM qui sont les matières condensées des

fumées d’incinération.

Les MIOM À la sortie du four d’incinération les MIOM sont généralement

humides et contiennent des éléments grossiers (ex : verre,

ferrailles, gros imbrûlés).

Le prétraitement des MIOM consiste à cribler et à déferailler les

résidus afin d’obtenir une grave de dimension 0/30 mm.

À ce stade, les MIOM sont classés en fonction de leurs

caractéristiques physico-chimiques en 3 catégories :

- mâchefers de catégorie « V » à faible fraction lixiviable (fraction

d’éléments solubles dans un solvant) ;

- mâchefers intermédiaires de catégorie « M » ;

- mâchefers avec forte fraction lixiviable de catégorie « S ».

Jusqu’à présent, les mâchefers sont généralement mis en

décharge ou stockés sur les sites d’incinération. Les mâchefers

appartenant à la catégorie V peuvent être éventuellement vendus

à des entreprises de travaux publics qui les utilisent en technique

routière pour faire face au déficit en graves naturelles de certaines

régions.

Le Ministère de l’Environnement a diffusé en 1994 une circulaire

dont l’objet est de préciser les conditions pour lesquelles les

mâchefers peuvent être valorisés en sous-couche routière (voir

tableau 16). Seuls les mâchefers à faible fraction lixiviable sont en

effet susceptibles d’une valorisation immédiate.

Spécifications

sur les

éléments

chimiques

Catégorie V

Mâchefers à

faible fraction

lixiviable

Catégorie M

Mâchefers

intermédiaires

Catégorie S*

Mâchefers à forte

fraction lixiviable

Fraction soluble < 5 % < 10 % > 10 %

Hg (mg/Kg) < 0,2 < 0,4 > 0,4

Pb (mg/Kg) < 10 < 50 > 50

Cd (mg/Kg) < 1 < 2 > 2

As (mg/Kg) < 2 < 4 > 4

CrVI (mg/Kg) < 1,5 < 3 > 3

SO4

2-(mg/Kg) < 10 000 < 15 000 > 15 000

COT (mg/Kg) < 1 500 < 2 000 > 2 000

Destination

Ces mâchefers

peuvent être

directement

valorisés.

Ces mâchefers

subissent un traitement

ou un stockage

maximal de 12 mois.

Envoi en décharge s’ils

ne correspondent pas à

la première catégorie

après stockage et

traitement.

Ces mâchefers

sont évacués

immédiatement en

décharge.

Tableau 16 – Circulaire mâchefers du 9 mai 1994

* Cette catégorie doit présenter l’un des critères indiqués.

- 51 -

Le Ministère de l’Environnement formule quelques observations

quant à l’inertage ou à la valorisation des MIOM et REFIOM :

- le marché de l’inertage de REFIOM à forte teneur dans des

matrices à base de liants hydrauliques est géré intégralement

par des sociétés propriétaires de centres d’incinération ;

concernant les MIOM, cette voie ne semble pas intéressante

sur le plan économique car ceux-ci peuvent être valorisés à

peu de frais en techniques routières ;

- le stockage des REFIOM dans des containers préfabriqués est

contraire à l’esprit de l’arrêté du 18 décembre 1992 ; pour les

MIOM, cette solution ne serait pas économiquement viable. Ils

sont actuellement stockés en Centre d’Enfouissement

Technique de classe 2 ;

- le Ministère de l’Environnement est défavorable à

l’incorporation de REFIOM ou de MIOM dans des produits en

béton car d’une part il n’y a pas à ce jour de tests fiables pour

caractériser le produit fini vis-à-vis de l’environnement, et

d’autre part la traçabilité des produits en béton n’est pas

toujours garantie (seule la traçabilité des produits certifiés est

possible).

2.3.2 Les bétons de

bois [31]

Une recherche bibliographique réalisée au CERIB a permis de

faire un état des lieux des techniques de fabrication des bétons

de granulats de bois, des caractéristiques physiques de ces

bétons et des produits réalisables en béton de bois. À noter qu’un

projet de norme européenne prEN14474 sur les bétons de bois

est en cours d’élaboration. Cette norme actuellement soumise à

l’enquête CEN sera vraisemblablement adoptée en 2003.

Il est difficile de chiffrer avec exactitude le volume des réalisations

en béton de bois, toutefois on peut estimer que la production

annuelle est de l’ordre de 25 000 m3 de granulats de bois ce qui

permet de fabriquer plus de 30 000 m3 de béton de bois par an.

Fabrication des bétons

de granulats de bois

Choix des matières

premières

Certains feuillus contenant des essences ou certains mélanges

d’essence, des tanins, des composés hydrocarbonés et des

hémicelluloses hydrolysables en trop grandes quantités sont

difficilement compatibles avec la fabrication de béton de bois. En

effet ces composés sont susceptibles de provoquer des retards

de prise du ciment et une inhibition des phénomènes

d’hydratation du ciment.

Certains traitements des granulats de bois tels que l’imprégnation

minérale par exemple sont incompatibles avec des essences

particulières.

Un délai minimal de l’ordre de 6 mois entre l’abattage de l’arbre et

le traitement mécanique de celui-ci doit être respecté. En effet, la

quantité de substances nuisibles aux réactions d’hydratation du

ciment semble étroitement liée, pour une essence donnée, au

délai d’entreposage du bois.

- 52 -

L’utilisation d’un bois léger est préconisée car celui-ci est constitué

de fibres plus longues pour lesquelles les phénomènes

d’absorption et de désorption d’eau sont plus rapides et plus

faciles à maîtriser.

Compositions des

bétons

Les formules de composition des bétons de bois sont très proches

des formules de bétons légers. L’optimum des performances

mécaniques des bétons de bois se situe à un rapport

ciment/granulat aux alentours de 2 avec un minimum de 170 kg

de granulats de bois par m3 de béton.

Préparation des

bétons

Pour les granulats de bois qui n’ont pas subi un traitement

d’imperméabilisation, il est nécessaire de réaliser un prémouillage

des granulats. Pour les granulats de bois qui ont subi un

enrobage efficace, le prémouillage peut ne pas être appliqué.

Le temps de malaxage, particulièrement dans le cas d’un

prémouillage, est jusqu’à deux fois plus long qu’avec un béton

traditionnel. Par ailleurs les coefficients de frottement des bétons

de bois à l’intérieur d’un malaxeur sont tels qu’il faut diminuer la

charge dans le malaxeur d’environ 30 %.

Conception des

moules

Les moules utilisés pour confectionner des produits en béton de

bois ne présentent aucune spécificité. L’usure des moules est

moins importante que celle observée avec des granulats silico-

calcaires, siliceux ou calcaires.

Mise en place du

béton

Il n’y a pas de problème particulier lors du remplissage. Ce type

de béton n’est pas très sensible à la vibration. Par contre, il est

très sensible à la compression.

Durcissement des

produits

La cinétique des réactions d’hydratation d’un béton de bois est

assez différente de celle d’un béton traditionnel. Elle est variable

en fonction des essences contenues dans les granulats de bois.

Selon les essences, la durée de prise du béton de bois varie de 6

à 44 heures.

Cure et stockage Des précautions particulières doivent être prises afin de limiter le

retrait du béton.

Étant donné la capacité d’absorption d’eau du bois, il est

nécessaire de réaliser une cure en milieu humide dans le but

d’éviter toute dessiccation et de prévoir un délai de stockage

minimal de 1 à 3 mois à l’abri des intempéries afin d’obtenir un

équilibre hygrothermique satisfaisant.

Caractéristiques

physiques des bétons de

bois

Les bétons de bois ont une meilleure résistance aux cycles de

gel-dégel qu’un béton traditionnel. Ils ont une absorption d’eau

par capillarité plus faible que les briques ou les blocs de terre

cuite.

La résistance mécanique en compression des bétons de bois est

généralement plus faible que celle des bétons légers, elle se situe

généralement entre 0,5 et 4 MPa selon le type de béton de bois

fabriqué.

La masse volumique des bétons de bois varie généralement entre

450 et 1 000 kg/m3.

- 53 -

Les performances acoustiques des bétons de bois sont

particulièrement intéressantes car on peut obtenir, en faisant varier

l’épaisseur du matériau et la forme du produit, de bons résultats

d’absorption sonore à basses et hautes fréquences.

Du point de vue de la réaction au feu, les bétons de bois sont

généralement classés B (pourcentage de matières organiques

> 1 %) et de ce fait sont soumis à un essai d’aptitude, même si les

matières végétales combustibles sont enrobées dans une matrice

cimentaire, ce qui modifie sensiblement la combustibilité des

granulats de bois.

La résistance au feu d’un plancher réalisé en hourdis caissons (de

dimensions de 90 cm x 90 cm) disposé en fond de coffrage d’un

plancher béton peut être classée comme possédant un degré de

stabilité au feu de 3 ou 4 heures.

Les variations dimensionnelles des bétons de bois ont deux

origines :

- la première origine est la conséquence des réactions

d’hydratation lors de la prise du liant : les variations

dimensionnelles peuvent être limitées si l’on respecte une

période de stockage après fabrication (ce qui est généralement

le cas pour la fabrication de blocs de maçonnerie en béton de

bois) ;

- la deuxième origine est due aux variations hygrothermiques du

milieu environnant.

Les mesures effectuées entre états extrêmes (état sec - état

humide par immersion dans l’eau) sur les bétons de bois sont

généralement 10 fois plus élevées que les spécifications imposées

aux bétons légers ou cellulaires.

Produits réalisables

en béton de bois

Ouvrages extérieurs :

- murs en maçonnerie constitués soit de blocs creux soit de

blocs de coffrage préfabriqués à partir de copeaux ou de

plaquettes de bois (norme en cours de préparation par le

Comité de normalisation européenne CEN/TC 229) ;

- murs en panneaux constitués d’une couche interne de béton de

bois sur laquelle sont coulées de chaque côté deux plaques de

béton classique ;

- murs antibruit constitués d’un voile de béton armé traditionnel

qui assure la résistance statique de l’élément auquel est

associé un béton de bois nervuré d’environ 20 cm d’épaisseur

(norme en cours de préparation par le Comité de normalisation

européenne CEN/TC 229) ;

- bardages constitués d’une âme en béton de bois recouverte du

côté extérieur de béton fin et du côté intérieur de mortier de

ciment ;

- panneaux de toiture constitués d’une âme en béton de bois sur

laquelle est appliquée une couche de béton ou de mortier de 10

à 20 mm d’épaisseur ;

- 54 -

- abris divers comme les niches à chien composées de

panneaux de béton de bois de 45 mm d’épaisseur ;

- plots à palettes et cales de blocage constitués de béton de bois

comprimé dans un laminoir ;

- sols sportifs tels que des terrains de tennis et des pistes de golf

miniature ; les terrains de tennis sont constitués d’une dalle en

béton de bois recouverte de brique pilée afin d’obtenir un

résultat comparable à un terrain de terre battue ;

- récifs marins artificiels.

Ouvrages intérieurs :

- chapes pour réhabilitation, en effet la réhabilitation représente

85 % du marché des bétons légers ;

- dalles de planchers constituées d’une âme de béton de bois sur

laquelle est appliquée une couche de mortier traditionnel ;

- entrevous et hourdis-caissons à fond ouvert ou fermé qui

peuvent recevoir un plafond suspendu ;

- éléments de cave empilables qui ont pour objectif de stabiliser

la température ambiante, de réguler le degré d’humidité et

d’absorber les vibrations ;

- boisseaux à double isolation constitués d’un boisseau interne

en béton traditionnel, d’une enveloppe de laine de roche haute

densité et d’un boisseau extérieur en béton de bois alvéolé ;

- coffres divers tels que des tabourets pour compteur d’eau, des

caveaux, des box pour animaux…

2.3.3 Les bétons à

base de laitiers [32]

Les laitiers sont des sous-produits de la fabrication de la fonte

élaborée dans des hauts fourneaux. Dans l’industrie du béton, les

laitiers sont utilisés notamment pour fabriquer des blocs.

Le laitier se présente sous différentes formes. Les principales

sont :

- le laitier cristallisé qui est obtenu par refroidissement naturel et

lent du laitier liquide sortant du haut fourneau ; sa cristallisation

s’opère au cours du refroidissement à l’air jusqu’à température

ambiante ; ce laitier peut provenir soit de la fraîche production,

soit d’un dépôt ancien ; il est largement utilisé comme granulat

et défini pour cet usage par la norme P 18-302 ; il est

commercialisé sous de nombreuses classes granulaires dont

les plus courantes sont les classes 0/4, 0/6, 4/6, 6/10, 10/14 et

10/20 mm ;

- le laitier granulé qui est obtenu par refroidissement brusque

dans l'eau (ou trempe) du laitier en fusion ; il se présente sous

la forme d'un sable de couleur vert à gris clair, de masse

volumique apparente comprise entre 800 et 1 300 kg/m3 ; sa

granulométrie se situe entre 0,1 et 5 mm avec un diamètre

médian (50 % passant) de 0,8 à 1,25 mm ; son passant à

0,08 mm est inférieur à 5 % ; la trempe du laitier lui donne une

structure vitreuse et le rend actif, c'est-à-dire susceptible de

développer des produits liants ; le laitier granulé est donc un

sable à prise hydraulique ; il peut être utilisé en tant que liant

dans les sables, les graves traitées en techniques routières et

pour la fabrication de produits en béton (utilisation fréquente

- 55 -

dans l'est de la France) ; la norme P 18-306 définit les

caractéristiques auxquelles doit satisfaire le laitier granulé

destiné à la confection des bétons de construction ;

- le laitier bouleté qui est obtenu par refroidissement brusque du

laitier liquide dans l’eau et dans l’air ; il a une structure vitreuse

et une texture de peau vitrifiée enveloppant une texture

alvéolaire ; sa masse volumique apparente est comprise entre

600 et 1 000 kg/m3 et il est principalement produit sous les

classes granulaires 0/3, 3/8 et 8/12 ; le laitier bouleté peut être

utilisé comme granulat léger pour la fabrication de blocs en

béton ;

- le laitier prébroyé qui est obtenu après broyage du laitier

granulé ou du laitier bouleté jusqu’à l’obtention d’une certaine

teneur en fines afin d’augmenter sa réactivité, c’est-à-dire la

possibilité de développer des liaisons cristallines par

hydratation ; le laitier prébroyé est caractérisé par une teneur

en fines comprise entre 10 et 15 % et par un diamètre médian

compris entre 0,315 mm et 0,4 mm ; le laitier prébroyé peut être

utilisé dans l’industrie du béton en tant que complément

granulaire ou comme liant hydraulique.

Exemple de formulation d’une gâchée de béton de laitier pour la

fabrication de blocs creux B40 de dimensions 20 x 20 x 50 cm :

Laitier cristallisé 0/4 900 kg



Ciment CPA CEMI 52,5 130 kg

Eau 110 litres

Les résistances à la compression de ce type de blocs sont

supérieures à 4 MPa ce qui correspond à une classe de résistance

B40 selon la norme NF P 14-301 "Agglomérés - blocs en béton de

granulats courants pour murs et cloisons". Par contre, les

variations dimensionnelles entre états conventionnels extrêmes

sont supérieures de 20 % environ aux valeurs spécifiées dans la

norme NF P 14-301.

2.3.4 Les bétons

contenant des

granulats de verre

Les granulats de verre sont employés dans les bétons à des fins

esthétiques. Leur utilisation dans le béton nécessite certaines

précautions d’emploi vis-à-vis du phénomène d’alcali-réaction. En

effet, certains verres peuvent réagir dans le béton et provoquer

des désordres qui conduisent au gonflement et à la fissuration du

béton. L’évolution de ces désordres dans le temps dépend de

l’humidité disponible. Dans certains cas, l’humidité résiduelle du

béton peut suffire à elle seule pour engendrer des désordres [34].

La plupart des verres courants ont des teneurs en alcalins actifs

(Na2O, K2O, MgO) importantes (voir tableau 17). Pour des

applications en environnement humide, certains fabricants de

granulats de verre préconisent l’emploi de verres spéciaux (par

exemple verre borosilicate ou verre aluminosilicate) qui

contiennent peu d’alcalins. Les verres normaux (verre à bouteille,

verre à vitres) peuvent être utilisés moyennant des précautions

particulières telles qu’un traitement préalable des granulats

notamment une métallisation ou un revêtement organique (par

exemple un enrobage avec une résine époxyde ou acrylique).

- 56 -

Teneur (en % pondéral)

SiO2 B2O3 Al2O3 P2O3 Na2O K2O CaO BaO MgO PbO ZnO Fe2O3

Verre plat à vitres 72.5 1.5 13 0.3 9.3 3 0.1

Verre à bouteilles 73 1 15 10 0.05

Verre pour ampoules

électriques73 1 16 0.6 5.2 3.6

Borosilicate (Pyrex) 80.6 12.6 2.2 4.2 0.1 0.05 0.05

Aluminosilicate (fibres) 54.6 8.0 14.8 17.4 4.5

Verre "cristal" 55.5 11.0 33

Verre d'optique (flint lourd) 28 1 1 70

Verre pour lampes à sodium 36 27 27 10

Verre pour protection contre

les radiations 29 9 62

Verre résistant à l'acide

fluorhydrique18 72 10

Tableau 17 - Composition de quelques verres industriels

L’utilisation de granulats de verre dans le béton peut entraîner des

défauts d’adhérence entre le béton et le verre. Sur les revêtements

de sol, certains phénomènes mécaniques comme la pression des

chaussures ou une forme de grains défavorable peuvent

provoquer un déchaussement des granulats [34].

2.3.5 Démarche

applicable dans le cas

général de la

réutilisation de sous

produits

L’expérience du CERIB concernant l’utilisation dans le matériau

béton de granulats naturels et de granulats issus de sous-produits

industriels permet d’envisager l’utilisation de ces sous-produits

dans certaines catégories de produits en béton. Le choix des

produits en béton va être fonction des spécificités des granulats

étudiés et des propriétés physiques et mécaniques demandées

aux produits en béton.

Afin d’étudier la faisabilité d’une utilisation de granulats issus de

sous produits industriels dans le béton, une étude se déroulant en

deux phases est nécessaire.

La première phase a pour objectif de statuer sur l’aptitude des

granulats à être réutilisés dans le matériau béton. Elle comprend la

caractérisation des granulats recyclés, la confection de plusieurs

bétons avec différentes proportions de granulat recyclé et la

caractérisation des formules de béton des points de vue physiques

et mécaniques. La durabilité des bétons doit également être

appréhendée.

La deuxième phase a pour objectif de caractériser le

comportement de produits en béton dans lesquels une partie des

granulats naturels a été remplacée par le granulat issu de sous

produits industriels. Elle comprend la réalisation de prototypes

fabriqués dans des conditions industrielles (blocs, pavés…) et la

caractérisation complète des produits fabriqués en fonction des

spécifications requises dans les normes produits correspondantes.

- 57 -

2.4 Normalisation,

réglementation en

vigueur

L’objectif de cette partie est de définir de quelle manière se situent

les granulats marins, concassés et recyclés par rapport aux textes

réglementaires en vigueur.

Les textes réglementaires de référence sont la norme XP P 18-540

d'octobre 1997 "granulats : définitions, conformité, spécifications"

ainsi que tous les textes réglementaires qui concernent les

produits en béton.

Signalons que la norme française XP P 18-540 sera remplacée à

partir du 1er

avril 2004 par les trois normes européennes de

spécifications sur les granulats suivantes :

- la norme NF EN 12 620 "granulats pour béton" ;

- la norme NF EN 13 055-1 "granulats légers pour béton et

mortier" ;

- la norme NF EN 13 139 "granulats pour mortier".

Des documents d’accompagnement nationaux de ces normes,

actuellement en préparation, seront soumis au vote formel au

cours de l’année 2003. Ils comprendront :

- une annexe nationale destinée à orienter le lecteur dans le

choix des spécifications et des essais retenus en France ; des

catégories de granulats (comme les catégories actuelles A, B,

C et D de la norme française XP P 18-540) seront définies en

fonction des utilisations pour simplifier le choix des

spécifications très ouvertes des textes européens ;

- un guide de marquage CE des produits (le niveau de contrôle

de conformité adopté en France, qui est 2+ ou 4, ne sera

réglementairement exigé que pour les bâtiments importants et

les ouvrages d’art) ;

- une norme structurée comme l’actuelle norme XP P 18-540,

définissant en particulier les critères de conformité applicables

aux contrôles effectués par le fournisseur ou l’acquéreur ;

- un fascicule de documentation regroupant les

recommandations pour la réalisation des essais sur granulats

compte-tenu des disparités entre les normes d’essais

françaises et européennes.

2.4.1 Présentation de

la norme XP P 18-540

(octobre 1997)

La norme XP P 18-540 sert actuellement de base à l’attribution de

la marque NF - granulats. Elle comprend 12 articles et 3 annexes.

Les 12 articles sont définis de la manière suivante :

Article 1 - domaine d’application ;

Article 2 - références normatives ;

Article 3 - définitions ;

Article 4 - symboles utilisés ;

Article 5 - dispositions particulières relatives aux caractéristiques

des granulats ;

Article 6 - critères de conformité appliqués aux contrôles effectués

par le fournisseur et par l’acquéreur.

- 58 -

Seuls les articles 3 et 6 sont de portée générale. Les dispositions

particulières définies dans l’article 5 ne s’appliquent qu’aux

caractéristiques spécifiées dans les articles 7 et suivants.

Les articles 7 à 9 concernent les granulats pour chaussées.

L’article 10 concerne les granulats pour bétons hydrauliques.

Les articles 11 et 12 concernent les granulats pour voies ferrées.

Dans cette étude, nous nous intéressons plus particulièrement à

l’article 10 relatif aux granulats pour bétons hydrauliques. Cet

article distingue quatre catégories de granulats indicées A, B, C ou

D. Un granulat appartient à la catégorie désignée lorsque toutes

ses caractéristiques sont conformes aux spécifications de cette

même catégorie. Les catégories de granulats indicées A, B ou C

correspondent à un ordre décroissant des exigences demandées

et donc de la qualité des granulats. Il est à noter que certaines

caractéristiques peuvent être indicées D "pas de spécifications

mais Fiche Technique de Produit renseignée". Cela signifie que le

fournisseur doit annoncer une valeur, qui tient lieu de spécification,

sur la FTP. De plus, dans le cas où un granulat a plus de deux

caractéristiques indicées D, l’accord préalable de l’acquéreur est

nécessaire.

2.4.2 Les

spécifications de la

norme expérimentale

XP P 18-540 vis-à-vis

des granulats marins,


Afin de pouvoir situer les granulats marins, concassés et recyclés

de déchets de démolition et de rebuts de fabrication de l’industrie

du béton vis-à-vis des caractéristiques normalisées des granulats

pour bétons hydrauliques de la norme XP P 18-540, il est

nécessaire de se reporter aux paragraphes 2.2.2 à 2.2.5 de ce

rapport qui présentent un descriptif des caractéristiques réelles de

ces granulats.

L’article 3 de la norme XP P 18-540 "granulats : définitions,

conformité, spécifications" définit les granulats comme étant un

ensemble de grains de dimensions comprises entre 0 et 125 mm.

Sont définies dans cet article cinq catégories de granulats :

- les granulats naturels ;

- les granulats artificiels ;

- les granulats recyclés ;

- les granulats courants ;

- les granulats légers.

Les granulats marins et concassés de roche massive entrent

dans la catégorie des granulats naturels. Quant aux granulats

issus de déchets de démolition et aux granulats de rebuts de

fabrication de l’industrie du béton, ils correspondent à la catégorie

des granulats recyclés.

- 59 -


Masse volumique

réelle

L’article 3 de la norme XP P 18-540 distingue les granulats

courants dont la masse volumique réelle est supérieure ou égale à

2 tonnes/m3 et les granulats légers dont la masse volumique réelle

est inférieure à 2 tonnes/m3.

L’article 10 concernant les bétons hydrauliques ne précise pas

quel doit être la masse volumique réelle minimale des granulats.

De ce point de vue, les granulats marins, les granulats

concassés de roche massive, les granulats de déchets de

démolition et les granulats de rebuts de fabrication de l’industrie du

béton qui ont tous des masses volumiques réelles supérieures à

2 tonnes/m3entrent dans la catégorie des granulats courants.

Absorption d'eau Pour les sables et gravillons, les valeurs supérieures du coefficient

d’absorption d’eau Ab fixées pour les catégories AbA, AbB et AbC

sont respectivement de 2,5 %, 5 % et 6 %.

Les sables et gravillons de granulats marins et concassés

entrent donc dans la catégorie AbA. Quant aux sables de déchets

de démolition et aux granulats de rebuts de fabrication de

l’industrie du béton les seuils fixés ne permettent pas à ces

granulats d’entrer dans l’une des catégories AbA, AbB ou même

AbC. Par contre ces granulats peuvent entrer dans la catégorie

Abd. Pour la catégorie Abd aucune spécification n’est exigée, mais

une valeur doit être annoncée par le fournisseur dans la FTP

(Fiche Technique de Produit).

Sensibilité au gel La sensibilité au gel d’un gravillon est déterminée à partir du

coefficient d’absorption d’eau (Ab), du Los Angeles (LA) ou du

coefficient de sensibilité au gel (G). Un gravillon est considéré non

gélif si celui-ci répond à l’une des conditions suivantes : Ab 1 %,

LA 25 ou G 30.

Les catégories GA, GB et GC comprennent les granulats considérés

comme non gélifs.

En ce qui concerne l’absorption d’eau, les gravillons concassés

respectent généralement le seuil de 1 %. Toutefois, certains

calcaires (notamment ceux recensés dans la présente étude) sont

hors spécifications. Les gravillons marins et les gravillons de

déchets de démolition sont également hors spécifications. Ces

derniers dépassent en général le seuil de 1 % d’absorption d’eau.

Pour le Los Angeles, le seuil fixé est facilement respecté par les

quelques gravillons marins identifiés sauf pour ceux du gisement

du platin de graves dont le Los Angeles est de 27 (voir tableau 7b).

Pour les gravillons concassés le seuil est également respecté sauf

pour les calcaires qui peuvent être légèrement hors spécifications

avec un Los Angeles moyen de 31. Pour les granulats de déchets

de démolition, le seuil LA 25 ne peut être respecté.

Quant au coefficient de sensibilité au gel (G), le seuil fixé est

généralement respecté par les granulats marins et concassés. Les

granulats concassés de calcaire peuvent suivant leur nature

dépasser ce seuil. Pour les granulats de déchets de démolition, on

ne dispose pas de valeur moyenne du coefficient de sensibilité au

- 60 -

gel, mais on peut estimer que compte tenu de leur fort coefficient

d'absorption d’eau, le seuil fixé à G 30 est difficilement

respectable par ceux-ci. Toutefois pour la catégorie GD aucune

valeur spécifiée n’est établie, la Fiche Technique de Produit (FTP)

devant être renseignée. Les granulats de déchets de démolition

entrent donc dans cette catégorie puisqu’ils ne respectent aucune

des trois spécifications.

Module de finesse

des sables

Les limites extrêmes inférieures et supérieures bornant le fuseau

de spécifications du module de finesse MF des sables sont fixées

à 1,8 et 3,2 avec une étendue du fuseau de régularité de 0,6 pour

la catégorie MFA et de 0,7 pour la catégorie MFB. Pour les

catégories MFC et MFD, les limites extrêmes ne sont pas

spécifiées, seule une étendue du fuseau de régularité

respectivement de 0,7 et 0,8 est requise pour ces catégories.

Les sables marins et concassés entrent donc soit dans la

catégorie MFA soit dans la catégorie MFB selon l’étendue de leur

fuseau de régularité.

Les sables issus de déchets de démolition et les sables de rebuts

de fabrication de l’industrie du béton ont des modules de finesse

respectifs de 3,8 et 4,1. Ils se situent donc soit dans la catégorie

MFC, soit dans la catégorie MFD selon l’étendue de leur fuseau de

régularité.

Propreté des granulats

Teneur en fines des

sables

Les limites extrêmes supérieures de la teneur en fines f des sables

sont établies à 12 %, 15 % et 18 % pour les catégories fA, fB et fC.

La catégorie fD ne fixe pas de spécifications, la Fiche Technique

de Produit (FTP) devant être renseignée.

Les sables marins, les sables de déchets de démolition et les

sables de rebuts de fabrication de pavés et de blocs préfabriqués

en béton étant pauvres en fines, ils respectent tous la limite

extrême supérieure de la catégorie fA. Par contre, pour les sables

concassés qui sont par nature riches en fines, les granites,

basaltes, marbres, quartzites et calcaires entrent de façon limite

dans la catégorie fA. Quant aux porphyres et diorites, leurs teneurs

en fines sont très légèrement hors spécifications pour la

catégorie fA.

Propreté des sables Selon la norme XP P 18-540, les sables doivent répondre à l'une

des exigences de propreté selon l'essai d'équivalent de sable ou

l'essai au bleu.

Le mode opératoire de la norme d’essai P 18-597, qui permet

d’apprécier la propreté d’un sable à l'aide de la caractéristique

"équivalent de sable (PS)", précise que les essais sont effectués

sur la fraction 0/2 mm limité à 10 % de fines. Il rend compte

globalement de la quantité et de la qualité des éléments fins

contenus dans le sable.

Pour les sables alluvionnaires et marins d’indice de concassage

inférieur à 50, les valeurs inférieures spécifiées pour l’équivalent

de sable (PS) sont de 65 % pour la catégorie PSA et de 60 % pour

les catégories PSB, PSC et PSD. Pour les autres sables, les valeurs

- 61 -

inférieures spécifiées sont de 60 % pour la catégorie PSA et 50 %

pour les catégories PSB, PSC et PSD.

Les sables marins qui ont un PS systématiquement supérieur à

80 entrent aisément dans la catégorie PSA. Tous les sables

concassés étudiés s’insèrent dans la catégorie PSA sauf les sables

concassés de porphyre qui sont très légèrement hors

spécifications et rentrent dans l'une des trois autres classes PSB,

PSC ou PSD. Les sables de rebuts de fabrication de pavés et de

blocs, avec un PS moyen de 87, entrent dans la catégorie PSA.

Quant aux sables de déchets de démolition dont le PS varie de 30

à 70, ils peuvent être selon leur qualité de catégorie PSA ou hors

spécification.

La norme relative à l’essai au bleu de méthylène NF EN 933-9

précise que les essais sont effectués sur le sable dont la

granularité a été réduite par broyage à 0/2 mm. Cet essai a pour

but de révéler la nature argileuse des fines contenues dans le

sable et de déterminer leur concentration. La valeur de bleu (MB)

supérieure spécifiée pour les catégories MBA, MBB, MBC et MBD

est de 1 g de bleu par kg de sable.

Le manque de donnée concernant la valeur de bleu des sables

marins et des rebuts de fabrication nous empêche de commenter

davantage cette caractéristique. Les sables concassés ont un MB

systématiquement inférieur à 1. Ils entrent tous dans la catégorie

MBA. Cette caractéristique est donc moins contraignante que

l’équivalent de sable qui exclue les sables de porphyre de la

catégorie A. Les deux sables de déchets de démolition dont la

valeur de bleu a été déterminée (RMN, DLB) entrent dans la

catégorie MBA.

Propreté des

gravillons

La détermination de la propreté des gravillons permet de quantifier

le pourcentage pondéral de particules de dimensions inférieures à

0,5 mm (généralement argileuses) contenues dans un granulat de

dimension supérieure à 2 mm (norme d’essai P 18-591).

La valeur supérieure spécifiée est de 3 % pour les gravillons de

roche massive ainsi que pour les gravillons alluvionnaires et

marins d’indice de concassage supérieur ou égal à 50 à la

condition que la valeur de bleu VBF soit inférieure ou égale à 10.

La valeur supérieure spécifiée est de 1,5 % pour les autres

gravillons.

Le manque de donnée concernant la propreté des gravillons

marins nous empêche de commenter davantage cette

caractéristique. Les gravillons concassés de roche massive

répondent bien à la spécification exigée. Toutefois, les calcaires

ont une propreté des gravillons globalement très variable et

certains peuvent dépasser la valeur supérieure spécifiée. D’après

le texte de la norme, les granulats de déchets de démolition

doivent répondre à la valeur supérieure spécifiée de 1,5 %. Les

seules données dont nous disposons indiquent une propreté de

l’ordre de 2,3 % pour un type de gravillon de démolition. Celui-ci

ne répond donc pas à l’exigence imposée.

Impuretés prohibées Pour les sables et gravillons, la valeur supérieure spécifiée est de

0,1 %. Le triage est effectué manuellement et le résultat est

exprimé en pourcentage de la masse sèche de la prise d’essai.

- 62 -

Les granulats marins et concassés sont des granulats naturels

issus de roches meubles ou massives. Ils ont donc en général des

quantités d’impuretés prohibées inférieures à la spécification

exigée. Par contre, les granulats de déchets de démolition sont

pollués par des quantités d’impuretés prohibées pouvant être

importantes. Ces impuretés peuvent être très variées selon la

nature des ouvrages démolis. Ces impuretés sont généralement

du plâtre, du papier, du bois, du plastique et elles sont très

probablement en quantité supérieure à 0,1 %, comme le montre

l'unique donnée disponible sur les granulats de démolition.

Éléments coquilliers Les spécifications concernant la teneur en éléments coquilliers ne

s’appliquent qu’aux gravillons alluvionnaires et marins. Celle-ci est

déterminée par tri manuel et exprimée en pourcentage de la

masse sèche de la prise d’essai. Les valeurs supérieures

spécifiées sont de 5 % pour la catégorie CqA, 10 % pour les

catégories CqB et CqC et 20 % pour la catégorie CqD.

Les gravillons marins ont des teneurs en éléments coquilliers

assez variables selon le gisement exploité, mais les données

disponibles sont toutes inférieures à 5 %. Les granulats

correspondants entrent donc dans la catégorie CqA.


Los Angeles Cet essai permet de mesurer la résistance à la fragmentation par

chocs des éléments d’un échantillon de gravillons (norme d’essai

P 18-573). L’essai consiste à mesurer la quantité d’éléments

inférieurs à 1,6 mm produite en soumettant le matériau aux chocs

de boulets dans un cylindre en rotation. Les valeurs supérieures

spécifiées sont de 30 pour la catégorie LAA, 40 pour les catégories

LAB et LAC et 50 pour la catégorie LAD.

Les granulats concassés de roche massive ainsi que les

granulats marins pour lesquels cette caractéristique a été

déterminée entrent dans la catégorie LAA. Il faut toutefois

remarquer que les gravillons de calcaire concassés ont un Los

Angeles pouvant aller jusqu’à 49 et peuvent donc se situer à la

limite de la catégorie LAD. Les gravillons de déchets de démolition

et les gravillons de rebuts de fabrication de pavés et de blocs

respectent le seuil LA = 40 correspondant aux catégories LAB et

LAC.

Teneur en éléments

chimiques

Teneur en soufre

total

Le texte de la norme de spécifications se réfère à la norme d’essai

P 18-582 et fixe des valeurs supérieures en soufre total dans les

granulats de 0,4 % pour la catégorie SA, 1 % pour les catégories

SB et SC et 1,5 % pour la catégorie SD.

Les sables et gravillons concassés, les sables et gravillons

marins et les granulats de rebuts de fabrication de l’industrie du

béton entrent dans la catégorie SA. Par contre, certains granulats

de déchets de démolition ont des teneurs en soufre total

supérieures à 0,4 % et entrent donc dans l'une des catégories SB,

SC ou SD ou peuvent être hors spécification selon la qualité des

granulats.

- 63 -

Teneur en sulfates Il est fait référence à la norme d’essai NF EN 196-2 qui permet de

déterminer la teneur en sulfates par solubilisation dans l’acide

chlorhydrique. Les valeurs supérieures spécifiées sont de 0,2 %

pour les catégories SAA, SAB et SAC et de 0,3 % pour la catégorie

SAD.

Les sables et gravillons concassés ainsi que certains granulats

marins entrent dans la catégorie SAA. Il faut noter que deux

gisements Français de granulats marins ont des teneurs en

sulfates supérieures à 0,2 %. Par contre, la plupart des granulats

de déchets de démolition et les granulats de rebuts de fabrication

de pavés et de blocs qui ont des teneurs minimales en sulfates de

0,3 % sont hors spécifications. La norme XP P 18-540 a pris en

compte ce problème et a fixé des valeurs supérieures spécifiées

en sulfates solubles dans l’eau des matériaux recyclés (norme

d’essai XP P 18-581). Cette méthode permet de doser les sulfates

potentiellement actifs susceptibles de causer des désordres dans

le béton. La valeur supérieure spécifiée est de 0,2 % pour les

catégories SSA, SSB et SSC, alors que la catégorie SSD ne fixe pas

de spécifications mais la FTP doit être renseignée. Les granulats

de déchets de démolition et les granulats de rebuts de fabrication

de pavés et de blocs entrent dans cette dernière catégorie.

Teneur en chlorures La norme XP P 18-540 fait référence à la norme d’essai P 18-583

et précise simplement que la teneur en chlorures des sables et

des gravillons est à communiquer si elle est supérieure ou égale à

0,02 %.

Les sables et gravillons concassés et les granulats de rebuts de

fabrication de pavés et de blocs ont des teneurs en chlorures

inférieures à 0,02 %. Les granulats de déchets de démolition

possèdent des teneurs en chlorure supérieures à 0,02 %

uniquement dans le cas d’ouvrages démolis en milieu marin. Une

partie des sables et gravillons marins ont une teneur en chlorure

inférieure à 0,02 %. Les teneurs en chlorures dépendent

essentiellement du traitement des granulats. En effet, le procédé

d'extraction par pompage hydraulique généralement utilisé lors du

chargement et du déchargement du granulat marin permet de

réduire considérablement la teneur en chlorures du granulat. Ce

procédé permet d’atteindre de façon courante des teneurs en

chlorures de 0,01 %.

Alcali-réaction Selon la norme XP P 18-540, les granulats sont désignés comme :

- non réactifs (NR) ;

- potentiellement réactifs (PR) ;

- potentiellement réactifs à effet de pessimum (PRP).

Pour la définition des critères d’interprétation des résultats des

analyses et des essais normalisés de qualification des granulats,

ainsi que pour la conduite à tenir pour effectuer une opération de

qualification sur granulats, la norme expérimentale fait référence

au fascicule de documentation FD P 18-592 ainsi qu’au guide pour

la rédaction des pièces écrites des marchés publics. La norme

expérimentale précise également que les granulats PR et PRP

peuvent être utilisés en prenant les mesures préventives

nécessaires (recommandations pour la prévention des désordres

dus à l’alcali-réaction - LCPC - juin 1994). La norme XP P 18-540

- 64 -

précise aussi que la teneur en alcalins solubles dans l’eau de

chaux (déterminée suivant la méthode d’essai LPC n° 37) est

communiquée si elle dépasse 0,01 % (en Na2O équivalent) ou à la

demande.

Les granulats marins sont pour la plupart PR ou PRP. Des

précautions doivent donc être prises lors de leur utilisation dans

les bétons. En outre, leur teneur en Na2O équivalent doit être

communiquée dans la majorité des cas. Le manque de données

concernant les granulats issus de déchets de démolition et les

granulats de rebuts de fabrication de l'industrie du béton nous

empêche de conclure quant à leur réactivité potentielle vis-à-vis de

l'alcali-réaction.

2.4.3 Analyse critique

du texte de la norme

XP P 18-540 vis-à-vis

des granulats marins,


L’examen qui suit concerne les articles suivants de la norme

XP P 18-540 :

Article 1 : domaine d’application ;

Article 3 : définition ;

Article 5 : dispositions particulières relatives aux caractéristiques

des granulats ;

Article 10 : granulats pour bétons hydrauliques.

Remarque :

L’indication dans cette norme d’une classe de granulat "D" pour

laquelle il est simplement demandé au fournisseur de s’engager

sur une valeur de la ou des caractéristiques demandées et l'excès

des plages de tolérance pour certaines caractéristiques comme le

Los Angeles ou l’absorption d’eau justifient l’intérêt de réaliser des

cahiers des charges de fourniture destinés à aider les industriels

du béton dans leur commande de fournitures.

Article 1 - Domaine

d'application

Dans cet article, il est précisé que la désignation d’un granulat

comprend les indications suivantes :

- granularité ;

- origine ;

- mode de préparation ;

- nature pétrographique selon P 18-557 ;

- référence à la présente norme.

Pour les granulats marins, il serait intéressant de préciser dans

le mode de préparation si ceux-ci ont été préparés par concassage

et s’ils ont été lavés après déchargement à terre.

Pour les granulats concassés, dans le mode de préparation il

serait utile de préciser le type de concasseur utilisé car celui-ci a

une influence directe sur certaines caractéristiques des granulats

(teneur en fines, module de finesse, coefficient d’aplatissement…).

Pour les granulats issus de déchets de démolition, il serait

intéressant de préciser leur origine (bâtiment industriel, bâtiment

résidentiel, ouvrage d’art…), leur nature (béton armé ou non,

mélange de béton et de briques…) ainsi que leur mode de

- 65 -

préparation (moyen de séparation utilisé, type de concasseur

utilisé…).

Pour les granulats issus de rebuts de fabrication de l’industrie

du béton, il serait utile de préciser leur origine (blocs, pavés,

bordures…) ainsi que leur mode de préparation (type de

concasseur).

Article 3 - Définition

§ 3.1 Granulats La norme distingue et définit les granulats naturels, les granulats

artificiels et les granulats recyclés. Les granulats sont dits recyclés

lorsqu’ils proviennent de la démolition d’ouvrage et lorsqu’ils sont

réutilisés.

Les granulats issus de déchets de démolition et les granulats de

rebuts de fabrication de produits en béton sont donc considérés à

part entière comme des granulats recyclés.

§ 3.18 Angularité des

granulats alluvionnaires et

marins

Dans cette partie les définitions de l’indice de concassage (IC) et

du rapport de concassage (RC) ont été rappelées.

L’indice et le rapport de concassage sont des caractéristiques

de fabrication qui ont une influence directe sur certaines

caractéristiques des granulats. Dans l’article 10 de la norme

XP P 18-540 relatif aux granulats pour bétons hydrauliques, les

spécifications concernant l’essai d’équivalent de sable et l’essai de

propreté superficielle des gravillons diffèrent selon l’indice de

concassage des granulats alluvionnaires et marins. Il est donc

nécessaire de connaître l'indice de concassage des granulats

marins lorsque ceux-ci ont été concassés.

§ 3.20 Fiche Technique de

Produits renseignée

Pour les caractéristiques où l’on fait référence à la catégorie "Pas

de spécification mais FTP renseignée", une valeur doit être

annoncée par le fournisseur. Elle tient lieu de valeur spécifiée

inférieure ou supérieure selon la caractéristique.

Cette particularité permet aux fournisseurs de granulats de fixer

des valeurs qu’ils s’engagent à respecter. Par exemple pour l’essai

d’absorption d’eau, la norme définit 4 catégories dont la catégorie

AbA 2,5 % et la catégorie AbD "pas de spécifications mais FTP

renseignée". Un fournisseur peut donc s’engager dans la FTP sur

une valeur maximale d’absorption d’eau de 8 %. Dans ce cas le

granulat sera considéré de catégorie AbD du point de vue de

l’absorption d’eau. Il est donc indispensable de s’assurer que les

valeurs fixées dans la FTP sont bien respectées et adaptées à

l’utilisation envisagée.

Signalons par ailleurs que l’article 10.5 de la norme XP P 18-540

fixe une limite pour le nombre de caractéristiques de catégorie C et

D : « Pour les bétons d’ouvrages d’art et de bâtiment de résistance

caractéristique supérieure ou égale à 35 MPa, les caractéristiques

indicées A conviennent. Certaines caractéristiques peuvent être

indicées B. Deux au plus peuvent être indicées C ou D après

études ou références. Pour les bétons courants, les granulats de

caractéristiques indicées C conviennent, ainsi que les granulats

dont deux des caractéristiques au plus sont indicées D ».

- 66 -

Article 5 - Dispositions

particulières relatives

aux caractéristiques des

granulats

§ 5.8 Impuretés prohibées Les impuretés prohibées représentées par les débris végétaux

(brindilles, racines, algues…), le charbon ou les résidus divers

(plastique, mâchefer, scories…), sont déterminées par triage

manuel. Le résultat est exprimé en pourcentage de la masse

sèche de la prise d’essai.

Dans les granulats issus de déchets de démolition, les

impuretés présentes sont variées. Le terme de résidus divers peut

être interprété de différentes manières. Il serait donc nécessaire de

lister la nature de ces résidus afin qu’il n’y ait pas de confusion

dans les résultats de cet essai. La méthode de tri manuel ne

s’appuie sur aucun protocole d’essai ce qui est donc une source

d’imprécisions. Par conséquent, des détails devraient être précisés

sur la méthode de tri manuel afin que les résultats obtenus soient

comparables.

§ 5.10 Teneur en éléments

coquilliers des gravillons

marins et alluvionnaires

Pour la fraction supérieure ou égale à 4 mm des gravillons marins

et alluvionnaires, la teneur en éléments coquilliers est déterminée

par tri manuel et exprimée en pourcentage de la masse sèche de

cette fraction.

Les granulats marins produits en France sont majoritairement

des sables 0/2, 0/3, 0/4 ou 0/5. Il serait donc plus judicieux

d’appliquer un essai de teneur en éléments coquilliers sur la

fraction inférieure à 4 mm et de préciser les modes opératoires des

essais proposés. En outre, la méthode de tri manuel ne s’appuie

sur aucun protocole d’essai.

Article 10 - Granulats

pour bétons hydrauliques

§ 10.1 Caractéristiques

applicables aux gravillons

§ 10.1.1 Los Angeles Une classe D a été créée pour laquelle la valeur supérieure

spécifiée est de 50.

Cette nouvelle classe ouvre la possibilité à de nombreux

matériaux d’être conformes à la norme. En effet les gisements de

granulats concassés de calcaire "mi-dur" et "tendre", dont la valeur

du coefficient Los Angeles est comprise entre 40 et 50, sont

nombreux (même s’ils sont peu exploités actuellement).

L’utilisation de ces matériaux dans l’industrie du béton nécessite

des études de faisabilité approfondies afin de caractériser le

comportement du béton à l’état frais et à l’état durci.

§ 10.1.2 Sensibilité au gel Un gravillon est considéré non gélif si le coefficient d’absorption

d’eau (Ab), le Los Angeles (LA) ou la gélivité (G) de ce gravillon

respecte l’une des conditions suivantes :

Ab 1 %, LA 25 ou G 30. Toutefois, un gravillon qui ne

respecte pas ces conditions pourra être considéré comme

conforme à la norme s’il appartient à la catégorie GD "pas de

spécifications mais FTP renseignée".

- 67 -

Comme nous l’avons vu précédemment les gravillons de

déchets de démolition et les gravillons concassés de calcaire de

qualité médiocre ne répondent à aucune des trois spécifications.

Cette exigence ne constitue toutefois pas un obstacle à certaines

utilisations de ces gravillons puisque ceux-ci peuvent entrer dans

la catégorie G .D

Pour les granulats de rebuts, nous savons qu’ils ne respectent

pas les spécifications sur l’absorption d’eau et le Los Angeles mais

nous ne connaissons pas le coefficient de sensibilité au gel.

Toutefois au vue des résultats de Los Angeles, il est probable que

ces granulats ne respectent pas non plus cette spécification. Cet

essai ne constitue toutefois pas un obstacle à certaines utilisations

de ces gravillons puisque ces derniers pourraient intégrer la

catégorie GD.

§ 10.1.4 Propreté La valeur supérieure spécifiée est de 3 % pour les gravillons de

roche massive et pour les gravillons d’extraction alluvionnaire et

marine d’indice de concassage supérieur ou égal à 50 à la

condition que la valeur de bleu VBF sur la fraction 0/0,125 mm soit

inférieure ou égal à 10. La valeur supérieure spécifiée est de

1,5 % pour les autres gravillons.

Le seuil de 1,5 % peut difficilement être respecté par les

gravillons de déchets de démolition non lavés. Cette exigence est

très restrictive pour les gravillons de déchets de démolition qui ont

pourtant un indice de concassage supérieur ou égal à 50.

§ 10.1.6 Éléments

coquilliers des granulats

alluvionnaires et marins

La valeur supérieure spécifiée est de 10 % pour les catégories

CqB, CqC et de 20 % pour la catégorie CqD.

Les seuils de ces classes sont élevés et ne vont pas à

l’encontre de l’emploi des granulats marins puisque les teneurs en

éléments coquilliers des gravillons marins sont inférieures à 5 %.


applicables aux sables

§ 10.2.3 Teneur en fines de

la fraction 0/4 mm

La limite extrême supérieure de passant au tamis de 80 m est de

12 % pour la catégorie fA, 15 % pour la catégorie fB, 18 % pour la

catégorie fC et pour la catégorie fD aucune spécification n’est

indiquée mais la FTP doit être renseignée.

Les sables issus de roches concassées sont par nature riches

en fines. Les dispositions en matière de teneur en fines autorisent

l’emploi de ces sables, ceux-ci entrant dans la catégorie fB ou fC

voire dans la catégorie fA pour quelques-uns d’entre eux.


applicables aux sables et

aux gravillons

§ 10.3.2 Impuretés

prohibées

La valeur supérieure spécifiée est de 0,1 %.

L’imprécision liée à la méthode de tri manuel normalisée

couplée à l’absence de protocole d’essai semble contradictoire

avec le niveau limite de 0,1 %.

- 68 -

§ 10.3.3 Alcali-réaction Pour la qualification des granulats vis-à-vis de l’alcali-réaction, il

est fait référence au fascicule de documentation P 18-542

"granulats naturels courants pour bétons hydrauliques. Critères de

qualification des granulats vis-à-vis de l’alcali-réaction".

Ce fascicule de documentation s’applique à ce jour aux granulats

naturels courants. Les modes opératoires auxquels le fascicule

renvoie nécessitent toutefois une validation pour pouvoir être utilisés

dans le cas de la caractérisation des granulats recyclés.

§ 10.3.4 Soufre total La valeur supérieure spécifiée exprimée en soufre est de 0,4 %

pour la catégorie SA, 1 % pour les catégories SB et SC et 1,5 %

pour la catégorie SD.

Les granulats issus de déchets de démolition et les granulats de

rebuts sont a priori autorisés compte tenu de leurs teneurs en

soufre total respectives de l’ordre de 0,4 % et 0,2 %. Il faut signaler

que l’essai de détermination de la teneur en soufre total peut ne

pas être adapté à ces deux catégories de granulats car l’attaque à

l’acide chlorhydrique et à l’acide nitrique risque d’engendrer une

dissolution de la totalité des sulfates y compris les sulfates inactifs

contenus dans la gangue de mortier enveloppant le granulat de

déchet de démolition.

§ 10.3.5 Sulfates solubles

dans l'eau des matériaux

recyclés

Ce nouvel essai applicable aux matériaux recyclés fait référence à

la norme XP P 18-581.

La valeur supérieure spécifiée exprimée en sulfate (SO4) est de

0,2 % pour les catégories SSA, SSB et SSC tandis que la catégorie

SSD ne fixe pas de spécification, la FTP devant être renseignée.

Les sulfates potentiellement actifs dosés par cette méthode

sont ceux contenus dans le plâtre et le gypse du ciment primaire.

Cet essai permet donc de mieux prendre en compte les sulfates

susceptibles de causer des désordres dans le béton.

§ 10.3.7 Chlorures La teneur en chlorures est à communiquer si elle est supérieure ou

égale à 0,02 %.

Cette spécification non restrictive n’est pas un obstacle à

l’utilisation des granulats marins en France même si dans huit cas

sur seize les teneurs en chlorures sont supérieures à 0,02 % (la

plupart des teneurs en chlorures sont comprises entre 0,001 et

0,03 %).

- 69 -

2.4.4 Inventaire des

obstacles

réglementaires et

normatifs liés à

l'utilisation de

granulats dans


Les textes réglementaires et normatifs dans lesquels peuvent

apparaître des exigences sur les granulats sont :

- les normes ;

- les Cahiers des Prescriptions Techniques (CPT) ;

- les documents techniques unifiés (normes-DTU) ;

- les fascicules du cahier des clauses techniques générales des

marchés publics (CCTG) ;

- les cahiers des charges de la Fédération de l'Industrie du Béton

(FIB) ;

- les règlements particuliers des marques NF.

Les normes Dans les marchés publics, le respect des normes homologuées

est obligatoire. Dans les marchés privés, en principe, le respect

des normes s'impose de plus en plus ; il est notamment important

en cas de litige.

Les normes fixant des exigences en matière de granulats

intéressant cette étude sont :

- les normes granulats ;

- les normes bétons ;

- les normes produits en béton.

Normes granulats

Comme nous l’avons vu précédemment (partie 2.4.2), les

spécifications communes aux granulats sont depuis octobre 1997

regroupées sous forme d'une seule norme française : la norme

XP P 18-540 intitulée "Granulats - Définitions, conformité,

spécifications".

Ce document a pour objet de définir les termes relatifs aux

granulats, les règles générales permettant d'effectuer leur contrôle et

de fixer les spécifications auxquelles les granulats doivent répondre

pour les principaux usages. Les granulats concernés par cette

norme sont aussi bien naturels qu'artificiels, recyclés ou légers.

Cette norme a été présentée et analysée précédemment dans les

parties 2.4.1, 2.4.2 et 2.4.3 de ce document.

Rappelons que la norme française XP P 18-540 sera remplacée à

partir du 1er

avril 2004 par trois normes européennes de

spécifications sur les granulats ainsi que par des documents

d’accompagnement nationaux (voir le chapitre 2.4 pour plus de

précision sur ces normes).

Normes bétons

En ce qui concerne les normes bétons, deux documents à

caractères généraux, fixent les spécifications en matière de bétons

hydrauliques ; il s'agit des normes :

- XP P 18-305 (août 1996) intitulée "Béton - Béton prêt à

l'emploi" ;

- NF EN 206-1 (février 2002) intitulée "béton - partie 1 :

spécification, performances, production et conformité".

Le premier texte a pour principal objet de définir les bétons prêts à

l'emploi préparés en centrales à béton en fonction de

- 70 -

l'environnement de l'ouvrage. Il ne concerne donc pas l’industrie

du béton.

Le deuxième texte s'applique aux bétons destinés aux structures

coulées en place, aux structures et éléments de structure

préfabriqués pour bâtiment et génie civil. Il fixe, en particulier, les

exigences applicables aux matériaux constitutifs du béton. Il ne

s’applique pas aux produits préfabriqués en béton couverts par des

normes européennes spécifiques.

La norme EN 206-1 préconise l’utilisation de granulats ne

contenant pas d’éléments nuisibles sans en fixer toutefois les

limites. Il autorise également dans une certaine limite l'utilisation

de granulats recyclés provenant des eaux de lavage ou des bétons

frais (voir tableau ci-après).

Nota : Un autre document, le projet de fascicule de documentation

FDP P 18-011 relatif aux environnements chimiquement agressifs

pour les bétons, propose des recommandations pour la formulation

des bétons (à l'exception des produits préfabriqués en béton

couverts par des normes spécifiques). Concernant le choix des

granulats, ce fascicule se contente de faire référence aux

"recommandations pour la présentation des désordres dus à

l'alcali-réaction", document du LCPC édité en 1994.

Caractéristiques SpécificationsGénérales Définies dans les projets de normes :

- prEN 12620 (mars 2000) (granulats pour béton)

- prEN 13055-1 (novembre 1997) (granulats légers

pour bétons et mortiers)

Impuretés - ne doivent pas contenir d’éléments nuisibles en

quantité tels qu’ils pourraient porter préjudice à la

durabilité du béton ou provoquer une corrosion

des armatures ;

- utilisation possible de granulats recyclés provenant

des eaux de lavage ou du béton frais :

< 5 % de la masse totale des granulats si non

triés,

> 5 % si triés, de même type que les granulats

primaires du béton, divisés en fractions distinctes

gravillons et granulats fins et conformes au prEN

12620.

Réaction

alcali-silice

Lorsque les granulats contiennent des variétés de

silice sensibles aux attaques des alcalins (Na2O et

K2O présents dans le ciment ou provenant d'autres

origines) et que le béton est exposé à l'humidité,

des précautions doivent être prises pour empêcher

les désordres liés aux réactions alcali-silice en

utilisant des procédures appropriées.

Les précautions supplémentaires indiquées dans les

dispositions en vigueur là où les granulats ont été

extraits doivent être observées, en tenant compte de

l'expérience à long terme acquise en ce qui concerne

l'utilisation du ciment avec les granulats en question.

Le rapport technique du CEN CR 1901 décrit les

spécifications nationales.

Taille maximale

des granulats

Lorsque la taille maximale nominale des granulats

présents dans le béton frais doit être déterminée, elle

doit être mesurée conformément à l'EN 933-1

(décembre 1997).

Tableau 17 – Spécifications sur les granulats fixées par la norme

NF EN 206-1

- 71 -

Normes produits en béton

Les normes "produits en béton" ont pour principal but de définir les

caractéristiques des produits, d'en préciser la terminologie, la

composition et la classification et de fixer les spécifications et

performances qu'ils doivent respecter ainsi que les méthodes

d'essais, le conditionnement, le marquage, les conditions de

livraison et de réception.

L'analyse des normes produits porte sur les principales familles de

produits en béton suivantes :

- les blocs (NF P 14-301, NF P 14-304, NF P 14-102, NF P 14-

101) ;

- les pavés (NF P 98-303, P 98-305, NF P 98-306, prEN 1338) ;

- les bordures (NF P 98-302, prEN 1340) ;

- les tuyaux (NF P 16-341, NF EN 639, NF EN 640, NF EN 641,

NF EN 642, prEN 1916) ;

- les regards (NF P 16-342, prEN 1917) ;

- les dalles de voirie (XP P 98-307, prEN 1339).

À noter que ces produits font actuellement l'objet de projets

européens en cours de préparation.

Pour les produits ne relevant pas d’une norme spécifique, il convient

de se référer à la norme européenne EN 13369 « Règles

communes pour les produits préfabriqués en béton »

(octobre 2001). Pour les granulats, ce projet renvoie à la norme

EN 206-1 (voir au paragraphe précédent Normes bétons).

Les blocs La norme NF P 14-301 "Agglomérés - blocs en béton de granulats

courants pour murs et cloisons" de septembre 1983 indique que

les granulats utilisés correspondent aux matériaux suivants ou

éventuellement à un mélange de plusieurs de ces matériaux :

- granulats naturels pour bétons hydrauliques (NF P 18-301

annulée et remplacée par la norme XP P 18-540

d'octobre 1997) ;

- laitier concassé (NF P 18-302) ;

- laitier granulé (NF P 18-306).

Ces granulats peuvent être additionnés de cendres volantes.

La norme NF P 14-304 "Agglomérés - blocs en béton de granulats

légers pour murs et cloisons" de septembre 1983 fait référence à

la norme périmée NF P 18-301 "Granulats naturels pour bétons

hydrauliques" et précise que les granulats utilisés doivent répondre

aux spécifications des normes NF P 18-301, NF P 18-302,

NF P 18-306, NF P 18-307, NF P 18-308 et NF P 18-309. Ces

granulats peuvent être additionnés de cendres volantes. Pour les

fabrications titulaires d’un droit d’usage de la marque NF, il peut

être admis sur justifications particulières l’utilisation d’autres

granulats légers tels que la ponce, le verre expansé…

La norme NF P 14-102 "Agglomérés - blocs en béton destinés à

rester apparents - définition - spécifications - méthodes d’essai -

- 72 -

conditions de réception" d’avril 1994 fait référence à la norme

périmée NF P 18-301 "Granulats naturels pour bétons

hydrauliques" et précise que les granulats utilisés doivent répondre

aux spécifications des normes NF P 18-301, P 18-302, NF P 18-

306, NF P 18-308 et NF P 18-3093,

4. Ces granulats peuvent être

additionnés de cendres volantes.

Les normes NF P 14-101 "Agglomérés - blocs en béton pour murs

et cloisons - définitions" de septembre 1983 - NF P 14-306

"Agglomérés - blocs en béton cellulaire autoclavé pour murs et

cloisons" de février 1986 et NF P 14-402 "Agglomérés - blocs en

béton pour murs et cloisons - dimensions" de septembre 1983, ne

précisent rien sur les granulats et ne font pas référence à une

norme granulat.

Il faut noter qu’un projet européen prEN 1771-3 qui traite des blocs

en béton est en cours d’élaboration. Ce projet, destiné à remplacer

les normes françaises NF P 14-301, NF P 14-304 et NF P 14-102,

devrait être homologué courant 2003.

Les pavés Les normes NF P 98-303 "Pavés en béton" de juillet 1988 - P 98-

305 "Produits en béton manufacturé - pavés structurés en béton"

d’août 1994 et NF P 98-306 "Produits en béton manufacturé -

pavés jardin en béton" de décembre 1989, ne précisent rien sur

les granulats et ne font pas référence aux normes granulats.

Les projets de normes européennes prEN 1338 pour pavés en

béton (mars 2001), prEN 1339 pour dalles en béton (mars 2001) et

prEN 1340 pour bordures en béton (mars 2001) indiquent que les

granulats doivent être conformes au cahier des charges établi par

les fabricants de produits en béton.

Les bordures La norme NF P 98-302 "Chaussées - bordures et caniveaux

préfabriqués en béton" de juin 1982 ne précise rien sur les

granulats et ne fait pas référence aux normes granulats.

Concernant le projet européen prEN 1340, voir les pavés ci-

dessus.

Les tuyaux La norme NF P 16-341 "Tuyaux circulaires en béton armé et non

armé pour réseaux d’assainissement sans pression - définitions,

spécifications, méthodes d’essais, marquage, conditions de

réception" de novembre 1990 indique que les granulats doivent

être conformes aux normes françaises. Cette norme sera

remplacée à partir de 2002 par l’ensemble NF EN 1916 et

NF P 16-345-2.

Le projet prEN 1916 « Tuyaux et pièces complémentaires en béton

non armé, béton fibré acier et béton armé » (octobre 2001) indique

que les granulats ne doivent pas contenir de constituants néfastes

en quantités susceptibles de nuire à la prise, au durcissement, à la

résistance, à l’étanchéité ou à la durabilité du béton ou de

provoquer la corrosion de l’acier. La modification, par le fabricant,

3dans la norme P 18-101, il est précisé que les granulats sont dits :

- granulats légers lorsque la masse volumique réelle du grain est inférieure à 2 g/cm3 ;

- granulats courants lorsque la masse volumique du grain est comprise entre 2 g/cm3 et 3 g/cm

3.

4l’utilisation d’autres granulats, tels que la ponce, le verre expansé peut être admise au droit d’usage de la marque NF sur

justifications complémentaires soumises à l’acceptation de l’organisme certificateur AFNOR.

- 73 -

des classes granulaires normalisées, pour des raisons de procédé

de fabrication, est admise.

Son complément national NF P 16-345-2 stipule qu’en outre les

granulats doivent être conformes aux normes françaises.

La norme NF EN 639 "Prescriptions communes pour tuyaux

pression en béton y compris joints et pièces spéciales" de

mars 1995 précise que les granulats doivent être conformes aux

normes nationales, lesquelles sont la transcription des EN

lorsqu’elles existent. La composition granulaire peut être modifiée

afin de convenir au procédé de fabrication. Les granulats ne

doivent pas contenir des matières agressives en quantités telles

qu’elles puissent porter atteinte aux performances de produits finis.

La norme NF EN 640 "Tuyaux pression en béton armé et tuyaux

pression à armature diffuse (sans âme en tôle), y compris joints et

pièces spéciales" de mars 1995 précise que la taille des granulats

est au maximum égale à un tiers de l’épaisseur de la paroi du

tuyau et ne doit en aucun cas être supérieure à 32 mm. Pour les

tuyaux à armature diffuse, la taille des granulats ne doit pas être

supérieure à l’espace entre chaque spire et en aucun cas être

supérieure à 4 mm. Cette norme ne fait pas référence à une norme

granulat.

La norme NF EN 641 "Tuyaux pression en béton armé à âme en

tôle, y compris joints et pièces spéciales" de mars 1995 précise

que la taille des granulats doit être au maximum égale à un tiers

de l’épaisseur de la paroi de béton, de part et d’autre de la tôle.

Cette norme ne fait pas référence à une norme granulat.

La norme NF EN 642 "Tuyaux pression en béton précontraint,

avec ou sans âme en tôle, y compris joints et pièces spéciales et

prescriptions particulières relatives au fil de précontrainte pour

tuyaux" de mars 1995 indique que la taille maximale des granulats

ne doit pas dépasser la valeur la plus faible de celles stipulées ci-

dessous :

- 0,8 fois le recouvrement du béton ;

- 0,33 fois l’épaisseur de la paroi du tuyau sans âme en tôle ;

- 0,33 fois l’épaisseur de la paroi en béton de part et d’autre de

l’âme en tôle.

Cette norme ne fait pas référence à une norme granulat.

Les regards La norme NF P 16-342 "Éléments fabriqués en usine pour regards

de visite en béton sur canalisations d’assainissement - définitions,

spécifications, méthodes d’essais, marquage, conditions de

réception" de novembre 1990 précise que les granulats doivent

être conformes aux normes françaises. Cette norme sera

remplacée à partir de 2002 par l’ensemble NF EN 1917 et

NF P 16-346-2.

Le projet pr NF EN 1917 actuel « Regards de visite et boîtes de

branchement en béton non armé, béton fibré acier et béton armé »

indique que les granulats ne doivent pas contenir de constituants

néfastes en quantités susceptibles de nuire à la prise, au

durcissement, à la résistance, à l’étanchéité ou à la durabilité du

- 74 -

béton ou de provoquer la corrosion de l’acier. La modification, par

le fabricant, des classes granulaires normalisées, pour des raisons

de procédé de fabrication, est admise.

Son complément national NF P 16-346-2 stipule qu’en outre les

granulats doivent être conformes aux normes françaises.

Les dalles de voirie La norme XP P 98-307 "Dalles en béton - dalles en béton pour

revêtements de sols extérieurs ou assimilés" de juillet 1996 ne

précise rien sur les granulats et ne fait même pas référence aux

normes granulats.

Concernant le projet européen prEN 1339, voir les pavés ci-

dessus.

Les cahiers des charges

FIB

Les cahiers des charges FIB "produits" ainsi que les exigences

complémentaires éventuelles du règlement de certification

constituent le référentiel technique de la certification QualiF-IB.

Ces cahiers des charges sont des textes normatifs, soumis à

enquête probatoire au même titre qu’une norme. Ils définissent les

terminologies et fixent les prescriptions communes des produits en

béton, les moyens de mesure et d'essais pour les vérifier, ainsi

que le marquage pour les identifier.

Les cahiers des charges FIB recensés concernent :

- les éléments architecturaux en béton fabriqués en usine ;

- les éléments en béton manufacturés pour constructions à

ossature légère ;

- les produits d'environnement ;

- les escaliers en béton préfabriqués en usine.

Ces documents font le plus souvent référence aux normes

granulats remplacées aujourd'hui par la norme XP P 18-540.

Les spécifications recensées dans ces documents figurent dans le

tableau page 18.

- 75 -

Référentiels Spécifications

Cahier des charges FIB des

éléments architecturaux en béton

fabriqués en usine (1996)

+

additif au cahier des charges (2002)

Les granulats doivent satisfaire aux spécifications des catégories

A ou B définies dans la norme XP P 18-540 (annexe 10). La

conformité à la catégorie A est requise pour les bétons

correspondant à la classe* de résistance de gel sévère ou

modéré avec sels de déverglaçage (Gs ou m + S) et à la classe* de

gel sévère (Gs). En outre, pour les classes* Gs + S et Gs, les

gravillons doivent respecter les exigences de la catégorie F1

définie dans le PrEN 12620 (granulats pour béton).

Les granulats légers ou les granulats lourds (barytes…) doivent

répondre aux spécifications des normes les concernant ou au

cahier des charges correspondant à la commande.

En raison des défauts d’aspect qui pourraient en résulter, les

granulats doivent être exempts de pyrites ou autres sulfures

métalliques sous forme de grains de dimensions supérieures à

2 mm.

Cahier des charges FIB des

éléments en béton manufacturés

pour constructions à ossature légère

Les granulats doivent répondre aux spécifications des normes de

la sous-classe NF P 18… (principalement la norme XP P 18-

540).

Cahier des charges FIB référentiel

QualiF-IB produits d’environnement

Sans

Cahier des charges FIB Escaliers en

béton préfabriqués en usine (1999)

Les granulats courants doivent être conformes, soit aux

spécifications de la norme XP P 18-540, soit au cahier des

charges correspondant à la commande.

* Ces classes correspondent aux types d’environnement du fascicule n° 65A du CCTG avec équivalences EN 206-1 et

EN 13369.

Tableau 18 – Spécifications sur les granulats fixées dans le cahier des charges FIB

Les Cahiers des

Prescriptions Techniques

Planchers

Le Cahier des Prescriptions Techniques communes aux procédés

de planchers comporte deux volets, le titre I : Planchers nervurés à

poutrelles préfabriquées associées à du béton coulé en œuvre ou

associées à d’autres constituants préfabriqués par du béton coulé

en œuvre (édition 1980), et le titre II : Dalles pleines

confectionnées à partir de prédalles préfabriquées et de béton

coulé en œuvre (édition 2000).

Sauf spécifications contraires (voir ci-après), le CPT Planchers –

titre I fixe pour les poutrelles une dimension maximale des

granulats égale à 10 mm. Il précise en outre que leur stockage doit

être effectué de manière distincte pour chaque classe granulaire,

sans possibilité de mélange. Pour les poutrelles en béton armé, il

est en outre précisé qu’un contrôle hebdomadaire portant sur la

détermination de la densité apparente et sur leur granularité doit

être réalisé par le fabricant. Pour les poutrelles légères en treillis

métallique, la taille des granulats ne doit pas excéder 8 mm.

Le CPT Planchers – titre II précise, pour les prédalles en béton

armé (avec ou sans raidisseurs), qu’un contrôle hebdomadaire de

la granularité de chacun des granulats doit être effectué par le

fabricant ou par son fournisseur de granulat.

- 76 -

Les documents techniques

unifiés (normes-DTU)

Pour éviter que chaque maître d'œuvre ou maître d'ouvrage ne

rédige ses propres règles de calcul et de mise en œuvre, les

principaux organismes participant à l'acte de construire (syndicat

des architectes, syndicats d'industriels, Fédération Française du

Bâtiment, AFNOR, CSTB, organismes de contrôle…) ont constitué

un groupe chargé d'élaborer des documents techniques communs,

acceptés par tous comme références dans les marchés.

Les normes - DTU comprennent :

- des textes d'ordre purement technique :

. Cahiers des Clauses Techniques (CCT) qui indiquent les

conditions techniques que doivent respecter les

entrepreneurs pour le choix et la mise en œuvre des

matériaux lors de l'exécution des travaux,

. Règles de calcul, qui permettent de dimensionner les

ouvrages en fonction des conditions d'exploitation,

. Guides et mémentos, destinés à faciliter la tâche des

concepteurs et des exécutants ;

- des textes permettant de traiter des problèmes tant

administratifs que techniques. Ce sont les Cahiers des Clauses

Spéciales qui traitent des modalités de partage des obligations

des différents corps d'état aux frontières de leurs prestations.

Dans les marchés privés, en principe et sauf exception rarissime

(ex : cas du DTU "règles parasismiques"), le respect des CCT et

règles de calcul des normes - DTU ne peut être imposé que

contractuellement, mais ces documents sont des éléments

constitutifs des règles de l'art.

À noter que quelques normes - DTU se référent non seulement à

des produits dits traditionnels mais aussi à des produits encore

innovants qui relèvent de l'avis technique. En France, les avis

techniques sont les avis rendus par des commissions inter-

professionnelles d'experts sur l'aptitude à l'emploi de matériaux,

composants, ou procédés nouveaux qui ne sont pas couverts par

les normes. Les avis techniques tirent leur utilité de l'importance

que leur accordent les contrôleurs techniques, les assurances et

les tribunaux.

Les principales normes - DTU recensées concernant le béton

préfabriqué en usine sont :

- n° 21 (norme NF P 18-201) "Travaux de bâtiment - Exécution

des travaux en béton - Cahier des clauses techniques" ;

- n° 21.3 (norme P 19-201) "Prescriptions techniques relatives

aux dalles et volées d'escalier préfabriquées, en béton armé,

simplement posées sur ses appuis sensiblement horizontaux" ;

- n° 22.1 (normes NF P 10-210-1 et NF P 210-2) "Travaux de

bâtiment - Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de

grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en

béton ordinaire - Cahier des clauses techniques" ;

- n° 24.1 (norme NF P 51-201) « Travaux de bâtiment – Travaux

de fumisterie –Cahier des charges » ;

- n° 26.2 (norme NF P 14-201) "Travaux de bâtiment - Chapes et

dalles à base de liants hydrauliques - Cahier des clauses

techniques" ;

- 77 -

- n° 40.24 (norme NF P 31-205) "Travaux de bâtiment -

Couverture en tuiles en béton à glissement et à emboîtement

longitudinal - Cahier des clauses techniques" ;

- n° 40.25 (norme P 31-206) "Travaux de bâtiment - Couverture

en tuiles plates en béton - Cahier des clauses techniques" ;

- n° 52.1 (normes NF P 61-202-1 et NF P 61-202-2) « travaux de

bâtiment – Revêtements de sol scellés – Partie 1 : cahier des

clauses techniques et Partie 2 : cahier des clauses spéciales ».

Les spécifications sont recensées dans le tableau 19. Les

documents cités font le plus souvent référence aux normes

granulats remplacées aujourd'hui par la norme XP P 18-540.

Comme pour les normes produits en béton, il paraît nécessaire

pour ce type de document que des spécifications plus précises,

uniformes et adaptées à chaque type de travaux soient fixées lors

de leur prochaine révision en ce qui concerne les granulats.

Référentiels Spécifications*

Norme - DTU n° 21 (NF P 18-201

mai 1993) Travaux de bâtiment-

exécution des travaux en béton

Les caractéristiques exigées pour les granulats sont définies

par la norme NF P 18-301 remplacée aujourd’hui par la norme

XP P 18-540 et par les règles BAEL avec les précisions

suivantes :

- dans l’impossibilité d’utiliser des granulats conformes

(notamment à l’étranger) ces granulats peuvent être utilisés

si les résistances nécessaires d’après le projet peuvent être

obtenues, ou, si associé au ciment ils constituent un béton

de durabilité convenable démontrée par la longue

expérience ;

- la dimension maximale des granulats doit être compatible

avec les dimensions de l’ouvrage et l’espacement des

armatures prévues.

Norme - DTU n° 21-3 (P 19-201

octobre 1970) Prescriptions

techniques relatives aux dalles et

volées d’escalier préfabriquées, en

béton armé, simplement posées sur

ses appuis sensiblement

horizontaux

Sans

Norme - DTU 22-1 (NF P 10-210-1

et NF P 10210-2 mai 1993)

Travaux de bâtiment - murs

extérieurs en panneaux

préfabriqués de grandes dimensions

du type plaque pleine ou nervurée

en béton ordinaire

La grosseur des granulats (classe granulaire) doit être choisie

conformément aux règles BAEL. Pour les autres

caractéristiques, les granulats doivent être conformes à la

norme NF P 18-301 remplacée aujourd’hui par la norme XP P

18-540. De plus, les granulats destinés à rester apparents ne

doivent pas contenir de grains de pyrite (l’utilisation de

granulats qui à certains égards - présence de certains

minéraux notamment - ne satisfont pas à toutes les

prescriptions de la norme NF P 18-301, est possible si leur

tenue, l’adhérence du ciment, etc., sont cependant

durablement assurées).

Tableau 19 – Spécifications sur les granulats fixées dans les normes-DTU

- 78 -

Référentiels Spécifications*

Norme – DTU n° 24-1 (P51-201)

Travaux de bâtiment – Travaux de

fumisterie – Cahier des charges

Ce document renvoit pour les boisseaux en béton à la norme

XP P 51-321 qui donne les spécifications suivantes :

- les granulats appartiennent à l’une des catégories suivantes

ou éventuellement à un mélange de plusieurs de ces

matériaux : pouzzolane, ponce, argile expansée ou schiste

expansé, laitier expansé, granulé, bouleté ou cristallisé,

cendres volantes de houille, déchets de terre cuite

reconcassés, schiste de terrils ;

- les granulats peuvent être additionnés de cendres volantes

et de sable ou fine de granulats courants ; le sable ou les

fines doivent répondre aux conditions de la norme XP 18-

541 remplacée aujourd’hui par la norme XP P 18-540.

Norme - DTU n° 26-2 (NF P 14-201

1er

mai 1993)

Travaux de bâtiment - chapes et

dalles à base de liants hydrauliques

Les caractéristiques exigées pour les granulats sont définies

par les normes NF P 18-301 remplacées aujourd’hui par la

norme XP P 18-540.

Norme - DTU n° 40-24 (NF P 31-

205 1er

mai 1990)

Travaux de bâtiment - couverture en

tuiles en béton à glissement et à

emboîtement longitudinal

Les tuiles doivent satisfaire aux prescriptions de la norme

NF EN 490.

Norme - DTU n° 40-25 (P 31-206

décembre 1984)

Couvertures en tuiles plates en

béton

Les tuiles doivent satisfaire aux prescriptions de la norme

NF EN 490.

Normes - DTU n° 52-1 et 52-2

(NF P 61-202-1 et NF P 61-202-2)

Travaux de bâtiment – Revêtements

de sol scellés – partie 1 – Cahier

des clauses techniques et partie 2 –

Cahier des clauses spéciales

Ces documents renvoient pour les carreaux et les dalles de

mosaïque de marbre à liant ciment pour revêtements

intérieurs à la norme NF P 61-302** qui impose pour la

semelle du carreau l’emploi d’un sable 0/5 de concassage ou

de rivière conforme à la norme NF P 18-540 et pour la couche

d’usure des granulats de marbre ou de pierres de dureté

suffisante pour satisfaire aux essais d’abrasion et à la

pression de roulage sans s’étaler.

Ce document renvoie pour les dalles en béton pour

revêtements extérieurs de sol scellés au cahier des charges

FIB aujourd’hui remplacé par la norme XP P 98-307 (voir

page 73).

* Ces spécifications s’appliquent aux ouvrages. Pour les produits, il convient de se référer aux textes normatifs applicables

aux produits (normes, cahiers des charges FIB), lorsqu’ils existent.

**À noter que le projet de norme prEN 13748-1 Carreaux de mosaïque de marbre – partie 1 : carreaux de mosaïque de

marbre à usage intérieur est en cours de finalisation. Cette future norme, qui remplacera à terme la norme française, ne

précise aucune exigence particulière sur les granulats et renvoie à la norme NF EN 12620 sur les granulats qui devrait

théoriquement entrer en vigueur en France en juin 2004.

Tableau 19 (suite) – Spécifications sur les granulats fixées dans les normes-DTU

Les fascicules du cahier

des clauses techniques

générales des marchés

publics

Les fascicules du Cahier des Clauses Techniques Générales

(CCTG) relatifs à l'exécution des travaux constituent la codification

des règles que l'Administration considère comme de bonne

construction. Ils jouent, dans les marchés publics, le même rôle

que les CCT des normes-DTU dans les marchés privés. Les textes

sont d'ailleurs souvent communs, la plupart des CCT des normes-

DTU ayant été approuvés par décret en tant que fascicules du

CCTG. Il est à noter que certains fascicules du CCTG peuvent être

utilisés comme textes de référence dans les marchés privés en

l'absence de normes-DTU (c'est le cas, par exemple, du fascicule

70 " canalisation d'assainissement et ouvrages annexes").

- 79 -

Ces fascicules sont donc constitués :

- soit par les cahiers des clauses techniques des normes-DTU

rendus applicables aux marchés publics ;

- soit par des textes spécifiques.

Les principaux fascicules recensés concernant le béton sont les

documents :

- n° 29 "Travaux, construction, entretien des voies, places et

espaces publics, pavés et dallés en béton ou en roche

naturelle" ;

- n° 31 "Bordures et caniveaux en pierre naturelle ou en béton et

dispositifs de retenue en béton" ;

- n° 62, titre 1, section 1 "Règles techniques de conception et de

calcul des ouvrages et constructions en béton armé suivant la

méthode des états limites (BAEL 91 révisé 99)" ;

- n° 62, titre 1, section 2 "Règles techniques de conception et de

calcul des ouvrages et constructions en béton précontraint

suivant la méthode des états limites (BPEL 91 révisé 99)" ;

- n° 63 "Confection et mise en œuvre des bétons non armés -

confection des mortiers" ;

- n° 65A "Exécution des ouvrages en béton armé ou en béton

précontraint par post-tension" ;

- n° 65A, additif "Exécution des ouvrages de génie civil en béton

armé ou précontraint" ;

- n° 65B "Exécution des ouvrages de génie civil de faible

portance en béton armé" ;

- n° 70 "Ouvrages d'assainissement".

Dans le tableau 20, toutes les spécifications des documents cités

ci-dessus concernant les granulats ont été recensées. Ces

documents font le plus souvent référence aux normes granulats

remplacées aujourd'hui par la norme XP P 18-540 accompagnée

de précisions particulières à l'ouvrage.

- 80 -


Fascicule n° 29 (n° 92-12 TO)

Travaux, construction, entretien des

voies, places et espaces publics,

pavés et dallés en béton ou en

roche naturelle

Les caractéristiques exigées pour les granulats sont définies par

la norme NF P 18-101 remplacée aujourd’hui par la norme

XP P 18-540 et par les normes produits en béton

correspondants.

Fascicule n° 31 (spécial n° 83/42

bis)

Bordures et caniveaux en pierre

naturelle ou en béton et dispositifs

de retenue en béton



XP P 18-540 et par les normes produits en béton correspondants

avec les précisions suivantes :

Friabilité des sables (%) < 30

Équivalent de sable > 75 (de préférence alluvionnaire)

Module de finesse 0,4 (si ouvrage coulé en place)

Diamètre maxi des gravillons

(mm)

de préférence < 12,5 (si bordure)

Propreté des gravillons (%) < 2

Los Angeles < 40

Micro Deval humide (%) < 35

Fascicule n° 62 – Titre 1 – section 1

(avril 99) - Règles techniques de

conception et de calcul des

ouvrages et constructions en béton

armé suivant la méthode des états

limites – BPEL 91 révisé 99.

S’applique à tous les ouvrages et constructions armés dont le

béton est notamment constitué de granulats naturels normaux,

sauf règles particulières.

La grosseur des granulats est au plus égale à 40 mm (condition

imposée par les dimensions des éprouvettes d’essai).

Fascicule n° 62 – Titre 1 – section 2

(avril 99) - Règles techniques de

conception et de calcul des

ouvrages et constructions en béton

précontraint suivant la méthode des

états limites – BPEL 91 révisé 99.

Pour les ouvrages en béton de granulats légers, les granulats

d’angle ou de schiste expansé doivent être des granulats

nodulaires de la classe C définie par la norme NF P 18-309.

Toutefois, pour des structures courantes, il peut être admis des

granulats nodulaires de la classe B de cette norme.

Fascicule n° 63 (spécial n° 70-92

bis)

Confection et mise en œuvre des

bétons non armés confection des

mortiers


le fascicule n° 65.


la norme XP P 18-540 avec les précisions suivantes :

Fascicule n° 65A (août 2000)

Exécution des ouvrages de génie

civil en béton armé ou en béton

précontraint par post-tension –

fascicule spécial n° 2000-3

Nature de

granulat

Granulats naturels courants (gravillons,

sables, fillers et sablons) conformes aux

normes en vigueur relatives aux granulats

pour bétons hydrauliques – XP P 18-540,

article 10. Le marché peut imposer l’usage de

la marque NF – granulats.

Catégorie de

granulats

Bétons pour lesquels on dispose de

références probantes : catégorie minimale C

pour quelques caractéristiques seulement.

Bétons de classe de résistance inférieure à

B35 = catégorie minimale B.

Bétons de classe de résistance égale ou

supérieure à B35 = catégorie A.

Fuseau

granulométrique

du granulat

Identique pour les différentes parties d’un

même parement.

Tableau 20 – Spécification sur les granulats fixées par les fascicules du CCTG

- 81 -


Dimension

maximale du

granulat

Choisie en tenant compte des distances des

armatures entre elles et aux parois.

Fascicule n° 65A (août 2000)


civil en béton armé ou en béton

précontraint par post-tension –

fascicule spécial n° 2000-3 (suite)

Teneur en

alcalins actifs

(cas des

granulats

potentiellement

réactifs,

potentiellement

réactifs avec

effet de

pessimum et non

qualifiés), teneur

en sulfates et

teneur en

chlorures

Doivent être communiquées avec la fiche

technique du granulat.

Compatibilité des

différents

constituants

Le problème de la compatibilité granulats –

additions – ciments doit être considéré (voir

norme XP P 18-540, article 10.3.3).

La quantité maximale d’ions chlorures est

fixée à :

- 1 % de la masse du ciment pour les bétons

non armés ;

- 0,65 % de la masse du ciment pour les

bétons armés ;

- 0,15 % pour les bétons précontraints.

La quantité maximale d’ions sulfures est fixée

à 0,5 % de la masse du ciment.

Alcali-réaction Se reporter aux recommandations pour la

prévention des désordres dus à l’alcali-

réaction (1994) complétées par le guide de

rédaction des pièces écrites (Setra 1996).

Environnements

fortement

agressifs et/ou

gels sévères

et/ou gels

modérés ou

sévères avec

fondants

Se reporter à l’article 10.5 de la norme

XP P 18-540 qui fixe des exigences

particulières.

Des spécifications complémentaires peuvent

être fixées par les documents particuliers du

marché, notamment les recommandations

pour la durabilité des bétons durcis soumis au

gel (issues des recommandations Rhône-

Alpes).

Mélange de

granulats (sables

fillérisés par

exemple)

Indication à communiquer.

Homogénéité de

teinte et

régularité de

texture des

parements

simples et des

parements fins

Des stipulations complémentaires peuvent

être imposées par le marché sur le choix des

granulats et leur origine.

Bétons

apparents

destinés à être

peints

Présence du pyrite ou d’autres sulfures

métalliques sous forme de grains de

dimensions supérieures à 2 mm interdite.

Tableau 20 (suite) – Spécification sur les granulats fixées par les fascicules du CCTG

- 82 -


Additif au fascicule n° 65A

(août 2000)

Exécution des ouvrages de génie civil

en béton armé ou en béton

précontraint – fascicule spécial

n° 2000-4

Pour les bétons à hautes performances :

- se reporter aux prescriptions du fascicule n° 65A ;

- les granulats doivent être de catégorie A telle que définie dans

la norme XP P 18-540, article 10 ;

- le coefficient d’absorption d’eau des granulats est limité à 2 %.

Fascicule n° 65B (n° 95-4 TO)


civil de faible importance en béton

armé


la norme NF P 18-541 remplacée aujourd’hui par la norme P 18-

540 avec les précisions suivantes :

- respecter les annexes de la norme qui fixent des exigences

particulières aux bétons pour ouvrage d’art de résistance

caractéristique 35 MPa, ou soumis à des environnements

agressifs, ou apparents devant subir une mise en peinture à

l’état brut de décoffrage

- le problème de la compatibilité granulats-ciments doit être

considéré (alcali-réaction)

- respecter la quantité maximale d’ions chlore susceptible d’être

solubilisée (1 % de la masse de ciment pour les bétons et

mortiers non armés et 0,65 % pour les bétons armés)

- respecter la quantité maximale d’ions soufre fixée à 0,5 % de la

masse de ciment

Fascicule n° 70 (n° 92-6 TO)

Ouvrages d’assainissement



XP P 18-540 et par les normes produits en béton

correspondants.

Tableau 20 (suite) – Spécification sur les granulats fixées par les fascicules du CCTG

Les règlements des

certifications produits

Les règlements des certifications produits fixent les conditions

dans lesquelles la marque de certification (ex : NF, QualiF-IB,

CSTBat) peut être apposée sur les produits en béton

correspondants (ex : marque NF Blocs en béton, QualiF-IB

éléments architecturaux, CSTBat prédalles…).

Ces documents font référence aux normes produits en béton ou

aux cahiers des charges FIB "produits" et à leurs spécifications. Ils

peuvent déroger à ces spécifications (ex : utilisation de déchets

industriels) après examen par le comité particulier.

Les règlements particuliers des certifications produits étudiés

concernent les produits suivants :

- les blocs en béton ;

- les éléments en béton pour réseaux d’assainissement sans

pression ;

- les bordures et caniveaux en béton ;

- les pavés en béton ;

- les dalles en béton pour revêtements de sols extérieurs ou

assimilés ;

- les éléments architecturaux en béton fabriqués en usine ;

- les prédalles ;

- les structures et ossatures.

- 83 -

Notons qu'aucun de ces règlements ne fixe de spécifications

concernant les granulats (celles-ci figurent en fait dans les textes

normatifs correspondants lorsqu’ils existent ou dans les règles

BAEL – BPEL le cas échéant).

Conclusions Les spécifications, concernant les granulats, figurant dans les

documents étudiés renvoient dans la plupart des cas à la norme

XP P 18-540 "Granulats : définitions, conformité, spécifications".

Les spécifications recensées ne prennent pas en compte les

spécificités de chaque type de produits. Ces spécifications ne

permettent pas non plus de préciser la catégorie de granulat (A, B,

C ou D) la plus adaptée à chaque type de produit. Il s’avère donc

indispensable d’établir des cahiers des charges de fournitures de

granulats en prenant en compte les spécificités de chaque produit,

ce qui permettra d’aider les producteurs de produits en béton dans

leur choix de granulats.

2.5 Proposition de

cahier des charges

pour la fourniture

de granulats

naturels et recyclés

Les granulats ont une influence sensible sur les modalités de

fabrication ou sur les performances des produits en béton finis.

Les documents réglementaires et normatifs sont nombreux et pour

la plupart ne comportent, en matière de granulats, que des

spécifications qualitatives sans fixer de seuils sous forme de

valeurs numériques. Dans ces conditions, l'utilisateur désirant

s’entourer d’un maximum de garanties par rapport à l’adéquation

de la fourniture, à la fabrication et à la mise en service de son

produit éprouve des difficultés pour réaliser sa commande de

fourniture dans les meilleures conditions.

Il paraît donc judicieux de proposer des projets de cahier des

charges de fournitures afin de fixer les caractéristiques techniques

attendues des granulats en fonction des produits fabriqués.

Ces projets de cahiers des charges de fournitures de granulats

concernent :

- les granulats naturels concassés (voir annexe A) ;

- les granulats marins (voir annexe B) ;

- les gravillons issus de déchets de démolition (voir annexe C) ;

- les sables usagés de fonderie (voir annexe D).

2.6 Conclusions et

perspectives

Les données extraites de la synthèse bibliographique et les

informations recueillies lors des visites en usines effectuées au

cours de cette étude démontrent la faisabilité technique de

substituer, moyennant quelques précautions, les granulats

alluvionnaires par les granulats marins, concassés ou recyclés

(déchets de démolition, rebuts de production de l'industrie du

béton et sables de fonderie) lors de la fabrication de produits

préfabriqués en béton.

L’analyse préliminaire de l’offre et de la demande indique que

l’utilisation des granulats marins dans l’industrie du béton peut se

développer dans les régions situées à moins de (sauf transport

ferroviaire ou fluvial) 50 km des côtes maritimes. Elle révèle

également que les granulats marins extraits en Manche peuvent

en partie répondre à la demande en granulats de la région Île de

France. Cette possibilité est d’autant plus intéressante que dans

- 84 -

cette région, les autres granulats de substitution tels que les

granulats concassés sont quasi-inexistants. Les granulats issus de

la démolition ne sont actuellement pratiquement pas exploités

dans l’industrie du béton. Dans les régions riches en granulats

concassés, les industriels du béton seront amenés à utiliser ceux-

ci encore plus qu’aujourd’hui.

Les spécificités des granulats marins, des granulats concassés,

des granulats de déchets de démolition, des granulats de rebuts

de fabrication de l’industrie du béton et des sables de fonderie ont

été clairement identifiées :

- les granulats marins ont des caractéristiques physiques et

mécaniques proches de celles des granulats alluvionnaires ; les

spécificités des granulats marins sont leur manque de fines

(particules inférieures à 80 µm) et la présence éventuelle

d’éléments coquilliers ; après un traitement adéquate (lavages

successifs dans des bassins de décantation ou lavage dans les

cales des navires), les granulats marins présentent des teneurs

en chlorures faibles ;

- les granulats concassés se répartissent en deux groupes : les

granulats concassés de roches éruptives et métamorphiques

(qui ont des résistances mécaniques élevées) et les granulats

concassés calcaires qui ont des caractéristiques mécaniques

généralement plus faibles ; pour les deux types de granulats

concassés, la principale caractéristique est l’importante teneur

en fines (9 à 14 %), qui peut nécessiter un retraitement ultérieur

si l’on n’effectue pas de mélange avec un autre sable moins

riche en fines ;

- les granulats de déchets de démolition sont de nature variable ;

ils permettent d’élaborer des bétons ayant des résistances

mécaniques moyennes quand seuls les gravillons sont utilisés ;

l’utilisation des sables et gravillons de déchets de démolition

pour la fabrication de béton nécessite des précautions

particulières, en particulier vis-à-vis de leur propreté ;

- les granulats de rebuts de fabrication de l’industrie du béton ont

des propriétés physiques, mécaniques et chimiques proches de

celles des granulats de déchets de démolition ; les bétons

réalisés avec des ajouts limités de ce type de granulat

présentent des résistances mécaniques comparables à celles

des bétons de granulats naturels ;

- les sables de fonderie sont de nature variable selon les

procédés de moulage et selon les différentes métallurgies ;

leurs principales caractéristiques sont leur teneur élevée en

éléments fins, leur couleur noire, ainsi que leur teneur en

phénol (limite réglementaire fixée à 5 mg/kg de sable sec dans

les produits à base de liant hydraulique).

En ce qui concerne l’utilisation des granulats marins ou concassés

dans l’industrie du béton, les différents contacts pris avec les

industriels du béton indiquent que ces deux types de granulats

sont déjà utilisés avec succès dans la fabrication de nombreux

produits courants en béton.

L’expérience pratique montre que la fabrication du béton à partir

de granulats marins nécessite un apport en fines. Les

caractéristiques mécaniques des produits obtenus après

- 85 -

correction de la teneur en fines sont comparables à celles d’un

béton de granulats alluvionnaires. Au niveau du process de

fabrication des produits en béton, l’utilisation des granulats marins

ne nécessite aucune modification par rapport à l’utilisation de

granulats alluvionnaires, mis à part la nécessité, pour les sables

marins utilisés dans les produits en béton armé, de prendre des

précautions vis-à-vis des risques de corrosion induits par la

présence des chlorures (le procédé d'extraction et de

déchargement des sables marins, notamment par pompage

hydraulique, suivi éventuellement d'un lavage à l'eau douce,

permet d'abaisser le taux de chlorures).

La fabrication de béton plastique à partir de granulats issus de

roches massives concassées nécessite d’optimiser le liant (ciment,

eau, adjuvants, additions éventuelles) et éventuellement d’apporter

un quantité de sable fin alluvionnaire, afin que le béton soit aussi

maniable que lorsqu’il est confectionné à partir de granulats

alluvionnaires uniquement. Les caractéristiques mécaniques des

produits obtenus avec les granulats concassés de roches

massives (à l’exception des calcaires tendres) peuvent être

supérieures à celles des bétons de granulats alluvionnaires. Au

niveau du process de fabrication des produits en béton, l’utilisation

des granulats concassés, dont les propriétés abrasives sont plus

accentuées, peut entraîner une usure des matériels (malaxeurs,

moules) plus rapide.

La fabrication de béton réalisée avec des ajouts limités de rebuts

de production de l'industrie du béton (10 % pour les sables et 30 %

pour les gravillons) permet l'obtention de résistances mécaniques

sensiblement équivalentes à celles des bétons de granulats

naturels.

La fabrication de blocs de béton incorporant des sable de fonderie

est envisageable, à condition toutefois de limiter le taux de

substitution du sable traditionnel par du sable de fonderie (pour

des taux de substitution généralement supérieurs à 10 % en poids,

il a souvent été observé une baisse importante de la résistance à

l’écrasement ainsi qu’une hausse sensible des variations

dimensionnelles des blocs). L’identification du taux de substitution

est nécessaire chaque fois que la nature, l’origine ou les

principales caractéristiques du sable de fonderie changent.

L’analyse critique du texte de la norme XP P 18-540 « Granulats :

définitions, conformité, spécifications » met en évidence les points

limitant l'utilisation des granulats marins, concassés et recyclés

dans les produits en béton. Parmi ceux-ci, citons principalement :

- l’absence de spécifications claires concernant la détermination

de quelques caractéristiques des granulats (par exemple, la

teneur en impuretés prohibées pour les granulats recyclés et

marins, la teneur en éléments coquilliers en ce qui concerne les

sables marins de granulométrie inférieure à 4,3 mm,

l’évaluation du risque d’alcali-réaction pour les granulats

recyclés) ;

- des niveaux d’exigence peu ou pas adaptés (par exemple,

teneur limite en éléments coquilliers trop élevée pour les

granulats marins, seuil de propreté excessivement élevé pour

les gravillons recyclés) ;

- 86 -

Le cas échéant, des propositions de modification de la norme ont

été envisagées (par exemple : la nécessité de préciser l'origine, la

nature ainsi que le mode de préparation des granulats issus de

déchets de démolition, de lister la nature des impuretés prohibées

pour les granulats de déchets de démolition...).

Rappelons que la norme française XP P 18-540 sera remplacée à

partir du 1er

avril 2004 par trois normes européennes de

spécifications sur les granulats homologuées en 2002 : la norme

NF EN 12 620 relative aux granulats pour béton, la norme NF EN

13 055-1 pour les granulats légers pour béton et mortier et la

norme NF EN 13 139 pour les granulats pour mortier. Des

documents d’accompagnement nationaux doivent venir compléter

en 2003 ces normes européennes. Ils comprendront notamment

une annexe nationale destinée à orienter le lecteur dans le choix

des spécifications et des essais retenus en France, une norme

structurée comme l’actuelle norme XP P 18-540 (avec des

catégories de granulats définies en fonction des utilisations) et un

fascicule de documentation regroupant des recommandations pour

la réalisation des essais sur granulats. Ces textes permettront de

pallier les défauts de la norme XP P 18-540.

Compte tenu des spécificités des granulats examinés, de

l’expérience pratique de leur utilisation dans l’industrie du béton et

du contexte normatif, des projets de cahier des charges de

fournitures de granulats marins, de granulats concassés, de

granulats de déchets de démolition et de sables de fonderie sont

proposés avec des niveaux d’exigences pour leurs

caractéristiques en vue de la fabrication de produits en béton.

À la vue de ces résultats et des mesures réglementaires et de

préconisation (Schémas Directeurs d’Aménagement et de Gestion

des Eaux – SDAGE) en matière d’exploitation des carrières de

granulats alluvionnaires, il est vraisemblable que les granulats

marins, concassés ou recyclés seront utilisés de manière

croissante dans l’industrie du béton moyennant certaines

précautions pour certains d'entre eux, comme l'a montré la

présente étude.

- 87 -

2.7 Bibliographie

[1] ARQUIE, C. TOURENQ Granulats

Éditions anciennes ENPC - septembre 1980

[2] UNION NATIONALE DES PRODUCTEURS DE

GRANULATS (UNPG)Le marché des granulats en 2001

[3] CENTRE TECHNIQUE DE L’INDUSTRIE DE LA

FONDERIE (CTIF) Source 1998

[4] N. SORNIN PETITDossier granulats marins - analyse de l’évolution de

l’exploitation des granulats siliceux marins en France

métropolitaine

Mines et carrières industrie minérale - décembre 1996

[5] FEDERATION DE L’INDUSTRIE DU BETON (FIB) -

UNION NATIONALE DES INDUSTRIES DE CARRIERES

ET MATERIAUX DE CONSTRUCTION (UNICEM)Produits en béton – Livraisons et production

Sources correspondant aux années 2000 et 2001

[6] L. MORETPrécis de géologie

Masson et Cie -1962

[7] G. ARQUIE, M. PANET, C. TOURENQ Granulats

Presses de l’école nationale des ponts et chaussées - 1990

[8] W. CHAZANLes richesses méconnues du plateau continental

Équipements mécaniques carrières matériaux -

octobre 1978

[9] Les préoccupations des armateurs extracteurs français de

matériaux marins

Équipements mécaniques carrières matériaux - mars 1979

[10] C. AUGRIS, A. P. CRESSARDLes granulats marins

Publication du centre national pour l’exploitation des

océans - rapport scientifique et technique - n° 51 1984

[11] P.F.G. BANFILL et M.P. CARR The properties of concrete made with very fine sand

Concrete n° 3 - 1987

[12] A. KAZUHIKO An experimental study on the mixed fine aggregate

composed of crushed sand and sea sand

30e congrès général CAJ, TOKYO - juin 1976

- 88 -

[13] K. NEWMANSea-dredged aggregates for concrete

Cement lime and gravel - octobre 1969

[14] J. RIGANProblems with using crushed sand in concrete production

Compte rendu conférence - Construction press - 1981

[15] Béton avec granulat de pierres cassées

Bulletin du ciment n° 21 - septembre 1981

[16] U. SCHNEIDER, U. DIEDERICHS, W. ROSENBERGERPropriétés et utilisation de béton normal avec des

granulats de basalte - 2e partie

Betonwerk fertigteil technik vol 48 n°12-1982

[17] U. SCHNEIDER, U. DIEDERICHS, W. ROSENBERGERPropriétés et utilisation de béton normal avec des

granulats de basalte- 3e partie

Betonwerk fertigteil technik vol 49 n°1-1983

[18] Guide des déchets de chantier de bâtiment

Fédération Nationale du Bâtiment, Direction de l’Habitat et

de la Construction, Agence De l’Environnement et de la

Maîtrise de l'Énergie - septembre 1994

[19] C. CIMPELLI, M. LEFORTGuide technique pour l’utilisation des matériaux régionaux

d'Île de France - Les bétons et produits de démolition

recyclés

UNICEM. Île de France - décembre 1996

[20] C. CHARLOT-VALDIEULes déchets de démolition ou de chantier, état des lieux

Observatoire Technique de l’Europe du Bâtiment - CSTB -

1993

[21] M. QUEBAUDCaractérisation des granulats recyclés, étude de la

composition et du comportement de bétons incluant ces

granulats

Thèse de l’université d’Artois - 1996

[22] W. LUKASConception for the production of recycling concrete from

aggregate of residual building masses

Betonwerk fertigteil technik vol 60 n°10- 1994

[23] P. DE VRIESConcrete re-cycled, crushed concrete as aggregate

Concrete vol 27 n°3 - juin 1993

[24] R. SRI RAVINDRARAJAH, Ph. D et C.T. TAMProperties of concrete made with crushed concrete as

coarse aggregate

Magazine of concrete research vol 37 n°130 - 1985

- 89 -

[25] Recycled aggregates and recycled aggregate concrete,

second state of the art report, developpements 1945-1985

Rilem technical committee 37 DRC, Matériaux et

constructions vol 19 n°111 - 1986

[26] G. COQUILLATRecyclage des matériaux de démolition dans la confection

de bétons

Annales de l’ITBTP. n° 428 - octobre 1984

[27] J. BRESSONÉtude du recyclage des déchets inertes de l’industrie du

béton

Rapport technique RT 054 - CERIB - 1999

[28] J-L. MAILLARDÉvaluation de l’aptitude à l’emploi des sables de fonderie

Publication technique n° 118 - CERIB - mai 1997

[29] R. BODETÉvaluation de l’aptitude à l’emploi des sables de fonderie –

Validation industrielle

Publication Technique DDE 18 - CERIB - 2002

[30] J.L. MAILLARDStabilisation par l’industrie du béton des déchets

ménagers ultimes résultant des incinérations

Rapport technique RT 005 - CERIB - juillet 1996

[31] P. PIEMENTA, J. CHANDELLIER, M. RUBAUD (CSTB),

F. DUTRUEL (CERIB), H. NICOLE (CTBA)Étude de faisabilité des procédés de construction à base

de béton de bois

Cahier du CSTB., janvier - février 1994

[32] J. BRESSON, J-L. MAILLARDLaitiers : différentes formes, intérêt de leur emploi dans

l’industrie du béton

Mémento production - CERIB - janvier 1997

[33] F. DUTRUEL, M. BRUSIN, F. DRANLes bétons de polystyrène expansé : exemples

d’applications à l’industrie du béton manufacturé

Publication technique PT 82 - CERIB - mars 1986

[34] U. PICKELGlass fragments in cast stone

Concrete precasting plant and technology Issue 5-1992

[35] C. BERANGER Dossier granulats marins-granulats marins : la situation

française

Mines et carrières industrie minérale - décembre 1996

- 90 -

Annexe A - Projet

de cahier des

charges pour la

fourniture de

granulats naturels

concassés adaptés à

la fabrication de

produits en béton

SOMMAIRE

A1. OBJET ....................................... 92

A2. DOMAINE D'APPLICATION ............... 92

A3. DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE ............. 92

A4. SITE DE PRODUCTION .................... 93

A4.1 Responsabilités .............................. 93

A4.2 Gisement..................................... 93

A4.3 Production ................................... 93

A4.4 Livraison ..................................... 93

A4.5 Contrôle ..................................... 93

A4.6 Références .................................. 93

A5. SPÉCIFICATIONS .......................... 94

A5.1 Désignations des granulats ................. 94

A5.2 Caractéristiques intrinsèques .............. 94

A5.3 Caractéristiques de fabrication............ 95

A5.4 Autres caractéristiques .................... 96

A5.5 Spécifications sur les granulats ........... 96

A6. TECHNIQUES D'ESSAIS .................. 96

A7. STOCKAGE .................................. 97

A7.1 Conditions générales ........................ 97

A7.2 Conditions particulières..................... 97

A8. TRANSPORTS ET LIVRAISON ............ 99

A8.1 Conditions générales ........................ 99

A9. ACCEPTABILITÉ DES FOURNITURES .... 99

A9.1 Engagement du fournisseur................. 99

- 91 -

A1. OBJET Le présent document a pour objet de fixer des exigences

concernant la fourniture de granulats naturels concassés issus de

roche massive destinés à la fabrication de produits préfabriqués

en béton.

Il porte sur la définition des granulats concassés, sur le choix des

caractéristiques essentielles des granulats et sur les essais

propres à déterminer celles-ci. Il définit également les mentions

relatives à leurs désignations.

A2. DOMAINE

D'APPLICATION

Le présent document s'applique aux granulats naturels concassés

de masse volumique comprise entre 2 et 3 tonnes par mètre cube,

issus de roche massive n'ayant subi aucune transformation autre

que mécanique. D'une manière générale, les dimensions des

sables destinés à la confection des produits en béton sont

comprises entre 0 et 6,3 mm et celles des gravillons entre 1 et

25 mm.

Ce projet de cahier des charges concerne exclusivement les

granulats naturels concassés destinés à la fabrication de produits

en béton à base de liants hydrauliques.

A3. DOCUMENTS

DE REFERENCE

Le présent document se réfère à des dispositions d'autres

publications. Ces références normatives sont citées aux endroits

appropriés dans le texte et les publications sont énumérées ci-

dessous. La dernière édition de la publication à laquelle il est fait

référence s'applique.

NF EN 932-1 Granulats - Méthodes d’échantillonnage

NF EN 932-3 Granulats - Procédure et terminologie pour une

description pétrographique

NF EN 933-1 Granulats - Analyse granulométrique par

tamisage

NF EN 933-3 Granulats - Détermination du coefficient

d’aplatissement


d’écoulement des granulats

NF EN 933-7 Granulats - Détermination de la teneur en

éléments coquilliers

NF EN 933-8 Granulats - Détermination de l’équivalent de sable

NF EN 933-9 Essais pour déterminer les caractéristiques

géométriques des granulats - Partie 9 : Essai sur

les fines des sables - Essai au bleu de méthylène

NF EN 1097-1 Granulats - Essai micro Deval

NF EN 1097-2 Granulats - Détermination de la résistance à la

fragmentation

NF EN 1097-5 Granulats - Détermination de la teneur en eau par

séchage en étuve ventilée

NF EN 1097-6 Granulats - Mesure de la masse volumique réelle

et de l’absorption d’eau

NF EN 1097-8 Granulats - Détermination du coefficient de

polissage accéléré des gravillons

NF EN 1367-1 Granulats - Détermination de la résistance au gel-

dégel

NF EN 1744-1 Granulats - Propriétés chimiques des granulats

NF EN 1744-2 Granulats - Détermination de la résistance à

l’alcali-réaction

- 92 -

P 18-591 Granulats - Détermination de la propreté

superficielle

XP P 18-540 Granulats - Définitions, conformité, spécifications

A4. SITE DE

PRODUCTION

Note : Cette partie du document concerne plus précisément le

fournisseur de granulats et doit être complétée dans son intégralité

avec soins.

A4.1

Responsabilités

- Chef de centre Préciser ici son nom, son prénom, son adresse et ses numéros de téléphone et

de fax.

- Responsable du contrôle Préciser ici son nom, son prénom, son adresse et ses numéros de téléphone et

de fax.

A4.2 Gisement - Situation géographique Préciser ici le lieu précis du ou des gisements (sur copie carte IGN par

exemple).

- Cadre géologique Préciser ici la nature géologique précise de la roche exploitée (voir norme

NF EN 932-3).

A4.3 Production - Bilans granulométriques Lister ici les différentes coupures granulométriques couramment produites.

A4.4 Livraison - Bordereau de livraisonProposer ici un spécimen de bordereau.

A4.5 Contrôle - PrélèvementsLes prélèvements d'échantillons se font selon la norme NF EN 932-1.

- Nature des essais Lister ici les essais réalisés sur granulats et les normes d’essai

correspondantes.

- Fréquence des essais Préciser ici la fréquence des essais réalisés.

- Fiche technique produit Les caractéristiques des granulats concassés doivent être présentées dans une

Fiche Techniques Produit (FTP) selon l’exemple cité dans la norme XP P 18-540.

A4.6 Références Lister ici les principales références clients.

- 93 -

A5.

SPÉCIFICATIONS

Cette partie du document précise, pour les principales

caractéristiques des granulats le cas échéant, l'objet, les modalités

d'essais et les recommandations correspondantes. Les valeurs

numériques contractuelles correspondantes sont regroupées sous

forme de tableau au paragraphe A5.5.

A5.1 Désignations

des granulats

Dénomination nature* : calcaire - porphyre - granite - basalte - autre (à

préciser)

traitement* : lavé - recomposé en carrière - égoutté - séché -

autre (à préciser)

catégorie* : A - B - C - D (selon la norme XP P 18-540)

* : Rayer les mentions inutiles

Provenance Préciser ici le ou les lieux précis de l'extraction.

Classe granulairePréciser ici les dimensions 0/D des sables et d/D des gravillons objets de la

fourniture.

A5.2

Caractéristiques

intrinsèques

Coefficient d'absorption

d'eau

Le coefficient d'absorption d'eau des gravillons et des sables doit

être déterminé selon les modalités d'essais décrites dans la norme

NF EN 1097-6.

Résistances mécaniques La résistance à la fragmentation des gravillons est déterminée à

l'aide de l'essai Los Angeles selon les modalités d'essai décrites

dans la norme NF EN 1097-2.

La résistance à l'usure des gravillons est déterminée à l'aide de

l'essai Micro-Deval selon les modalités d'essai décrites dans la

norme NF EN 1097-1.

Le coefficient de polissage accéléré des gravillons est déterminé

selon les modalités d'essai décrites dans la norme NF EN 1097-8.

Caractéristiques physico-

chimiques

La sensibilité au gel des granulats est déterminée selon les

modalités d'essai décrites dans la norme NF EN 1367-1.

La sensibilité au phénomène de réaction alcali-silice des granulats

est déterminée selon les modalités d'essai décrites dans la norme

NF EN 1744-2.

Les teneurs en soufre, sulfates et chlorures des granulats sont

déterminées selon les modalités d'essais décrites dans la norme

NF EN 1744-1.

- 94 -

Teinte Une teinte constante et régulière des granulats doit être

recherchée particulièrement si ces granulats sont destinés à rester

partiellement ou totalement apparents à la surface du béton. Des

échantillons de référence doivent être conservés pour une

comparaison visuelle régulière avec la fourniture livrée.

A5.3

Caractéristiques de

fabrication

Granularité Le fournisseur de sable et de gravillon établit un fuseau de

régularité et un fuseau de fabrication. Ce dernier doit être

entièrement inclus dans le fuseau de régularité. Ces fuseaux sont

réalisés suivant les méthodes décrites aux paragraphes 3.17.4 et

3.17.5 de la norme expérimentale XP P 18-540 "Granulats :

définitions, conformité, spécifications". Le fournisseur de sable et

de gravillon doit s’engager à ne s’écarter en aucun point du fuseau

de régularité.

L’analyse granulométrique des granulats est réalisée selon les

modalités d’essai décrites dans la norme NF EN 933-1.

Module de finesse Les sables doivent présenter une granulométrie telle que les

éléments fins ne soient ni en excès ni en trop faible proportion.

Dans le premier cas il est nécessaire d'augmenter le dosage en

eau du béton ce qui réduit notablement ses performances

mécaniques et de durabilité, dans le second cas, la plasticité du

mélange est insuffisante et rend sa mise en place difficile. Le

module de finesse est obtenu par calcul selon les modalités

décrites dans la norme XP P 18-540.

Note : La forme géométrique des granulats (arrondie, irrégulière,

angulaire, plate ou allongée) a une incidence sur la mise en place

du béton et sur ses caractéristiques ultérieures.

Coefficient

d’aplatissement des

gravillons

La détermination du coefficient d'aplatissement est obtenue selon

les modalités d'essai décrites dans la norme NF EN 933-3.

Coefficient d’écoulement

des sables

La détermination de ce coefficient est obtenue selon les modalités

d'essai décrites dans la norme NF EN 933-6.

Propreté Note : La propreté des granulats est une caractéristique

déterminante pour obtenir un bon comportement du béton à la

fabrication et de bonnes performances mécaniques et de

durabilité.

La teneur en fines doit être déterminée selon les modalités

d'essais décrites dans la norme NF EN 933-1.

L'équivalent de sable doit être déterminé selon les modalités


- 95 -

La valeur de bleu de méthylène doit être déterminée selon les

modalités d'essais décrites dans la norme NF EN 933-9.

La présence de matières organiques doit être détectée selon les


La propreté superficielle des gravillons doit être déterminée selon

les modalités d'essais décrites dans la norme P 18-591.

La teneur en boulettes d'argile doit être déterminée selon les

modalités d'essais décrites dans la norme XP P 18-540.

La teneur en éléments coquilliers doit être déterminée selon les


La teneur en éléments prohibés (brindilles, racines, algues,

charbon, plastique, mâchefer, scories…) doit être déterminée

selon les modalités d'essais décrites dans la norme XP P 18-540.

La présence de pyrite ou de marcassite sous quelque forme que

ce soit est interdite. Le fournisseur doit porter toute son attention

au risque de présence de ce type d'impureté dans sa fourniture. La

détection des pyrites et de marcassite (détermination des sulfures)

est destinée selon les modalités d’essai décrites dans la norme

NF EN 1744-1.

La présence d'éléments friables ou réactifs notamment avec les

constituants du béton sous quelque forme que ce soit est interdite.

A5.4 Autres

Caractéristiques

Teneur en eau Pour le bon déroulement du process industriel de fabrication des

produits en béton, il est impératif que des fourchettes de teneur en

eau des sables et des gravillons soient fixées. En cas d'orage ou

de temps pluvieux pendant le transport des dispositions spéciales

doivent être prises pour éviter toute variation brutale de la teneur

en eau.

La teneur en eau des sables et des gravillons est déterminée selon

les modalités d’essai décrites dans la norme NF EN 1097-5.

A5.5 Spécifications

sur les granulats

Dans le tableau A.5.5 figurent des propositions de spécifications

fixées sur les granulats naturels concassés en fonction des

produits fabriqués envisagés.

A6. TECHNIQUES

D'ESSAIS

Toutes les conditions d'essais non précisées dans ce document

(prélèvements, conditions opératoires) doivent être conformes aux

normes en vigueur.

- 96 -

A7. STOCKAGE

A7.1 Conditions

générales

Le fournisseur doit mettre à disposition du client un stock de

granulat équivalent à au moins 2 jours de fabrication.

Le stockage doit permettre un bon écoulement des eaux de pluies.

Le chargement doit s'effectuer à 0,50 m du sol en tournant autour

du tas pour éviter de prélever dans une zone d'égouttage et de

ségrégation éventuelle. Il faut éviter toute forme de pollution au

prélèvement notamment par arrachement du sol.

A7.2 Conditions

particulières

Dans le cas de production spéciale de produits en béton (précisée

dans le bon de commande, exemple : produits de parement) où

l'aspect des produits est un critère majeur de qualité, le

fournisseur doit stocker la totalité des granulats choisis et issus

d'une même veine d'exploitation nécessaire à la complète

réalisation du chantier.

Le stockage doit être particulièrement organisé de manière à éviter

toute forme de pollution.

- 97 -

SABLE SABLE et GRAVILLON

Module

de

finesse

Teneur

en fines

(%)

Équivalent

de sable

(%)

Valeur

de bleu

(g/kg)

Coefficient

d’ecoulement

(s)

Teneur en

eau

moyenne E

(%)

Matières

organiques

Coefficient

d’absorption

d’eau (%)

Impuretés

prohibées

(%)

Teneur

en

soufre

(%)

Teneur

en

sulfates

(%)

Présence

pyrite,

marcassite

(%)

Éléments

friables

ou

réactifs

(%)

Teneur

en

chlorure

(%)

Alcali-

réaction

Blocs à enduire Vss=2,7

Vsi=2,4 � 5 � 65 � 1 - 1 � E � 4 - - � 0,1 - - - - - -

Blocs apparents Vss=2,7

Vsi=2,4 � 4 � 65 � 1 � 30 1 � E � 4

test

négatif� 2 � 0,1 - - 0 0 - -

Pavés, bordures Vss=3

Vsi=2,8 � 2 � 65 � 1 � 20 1 � E � 10

test

négatif� 1 � 0,1 - - 0 0 - -

Tuyaux

regards

Vss=3

Vsi=2 � 10 � 65 � 1 � 30 1 � E � 10

test

négatif� 2,5 � 0,1 � 0,4 � 0,2 0 0 � 0,02

qualification

des granulats*

Prédalles Vss=3,2

Vsi=2,2 � 8 � 65 � 1 � 30 -

test

négatif� 2 � 0,1 � 0,4 � 0,2 0 0 � 0,02

qualification

des granulats*

DallesVss=3

Vsi=2,8 � 4 � 65 � 1 � 20 1 � E � 10

test

négatif� 1 � 0,1 - - 0 0 - -

Éléments

architecturaux

Vss=2,8

Vsi=1,9 � 10 � 65 � 1 � 30 -

test

négatif� 1 � 0,1 � 0,4 � 0,2 0 0 � 0,02

qualification

des granulats*

GRAVILLON

Teneur en

eau moyenne

E (%)

Micro-deval

humide

(%)

Coefficient

de

polissage

accéléré

(%)

Los

Angeles

Sensibilité

au gel

(%)

Coefficient

d’applatissement

(%)

Propreté

superficielle

(%)

Éléments

coquilliers

(%)

Boulettes

d’argile

(%)

Teinte

Blocs à enduire 0,5 � E � 3 - - - - - - - - -

Blocs apparents 0,5 � E � 3 - - � 25 � 10 � 20 � 1 � 5 � 1 uniforme et

régulière

Pavés, bordures 0,5 � E � 3 � 15 � 45 � 20 � 10 � 10 � 1 � 5 � 1 uniforme et

régulière

Tuyaux regards 0,5 � E � 3 - - � 25 - � 20 � 1,5 � 5 � 1 -

Prédalles - - - � 20 - � 20 � 1 � 5 � 1 -

Dalles 0,5 � E � 3 � 15 � 45 � 20 � 10 � 10 � 1 � 5 � 1 uniforme et

régulière

Éléments

architecturaux - - - � 20 � 10 � 20 � 1 � 5 � 1

uniforme et

régulière

Tableau A.5.5

* sur demande du client

- 98 -

A8. TRANSPORTS

ET LIVRAISON

A8.1 Conditions

générales

Le fournisseur et son transporteur s'engagent à respecter les

procédures de livraison mises en place dans l'usine du client.

Pour éviter les pertes de fines lors du transport de sable fillérisé

particulièrement sec, l'utilisation de camions bâchés est

recommandée. Les bennes des camions doivent être maintenues

propres et exemptes de matières étrangères à la fourniture

commandée (ex : terre végétale, engrais, bois, céréales…).

Un bordereau de livraison détaillé, en deux exemplaires, doit être

remis à chaque livraison.

A9.

ACCEPTABILITE

DES

FOURNITURES

A9.1 Engagement

du fournisseur

Le fournisseur s'engage sur la régularité de la fourniture des

granulats tant des points de vue qualitatif que quantitatif selon les

spécifications fixées dans ce document.

En conséquence, il s'engage à :

- contrôler en continu sa production livrée chez le client en

respectant les fréquences d'essais mentionnées en A4.5 ;

- consigner les résultats de son auto-contrôle sur des registres

tenus à disposition du responsable qualité de l'usine de

préfabrication.

Le Chef de fabrication Le Responsable du Fournisseur

de l'usine de préfabrication

- 99 -

Annexe B - Projet

de cahier des

charges pour la

fourniture de

granulats marins

adaptés à la

fabrication de

produits en béton

SOMMAIRE

B1. OBJET ....................................... 101

B2. DOMAINE D'APPLICATION ............... 101

B3. DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE.............. 101

B4. SITE DE PRODUCTION .................... 102

B4.1 Responsabilités ..............................102

B4.2 Gisement .....................................102

B4.3 Production ...................................102

B4.4 Livraison .....................................102

B4.5 Contrôle......................................102

B4.6 Références ..................................102

B5. SPÉCIFICATIONS .......................... 103

B5.1 Désignation des granulats .................. 103

B5.2 Caractéristiques intrinsèques............... 103

B5.3 Caractéristiques de fabrication ............ 104

B5.4 Autres caractéristiques .................... 105

B5.5 Spécifications sur les granulats............ 106

B6. TECHNIQUE D'ESSAIS .................... 108

B7. STOCKAGE................................... 108

B7.1 Conditions générales ........................ 108

B7.2 Conditions particulières ..................... 108

B8. TRANSPORT ET LIVRAISON .............. 108

B8.1 Conditions générales ........................ 108

B9. ACCEPTABILITÉ DES FOURNITURES .... 108

B9.1 Engagement du fournisseur................. 108

- 100 -

B1. OBJET Le présent document a pour objet de fixer des exigences

concernant la fourniture de granulats marins destinés à la

fabrication de produits préfabriqués en béton.

Il porte sur la définition des granulats marins, sur le choix des




B2. DOMAINE

D'APPLICATION

Le présent document s'applique aux granulats marins de masse

volumique comprise entre 2 et 3 tonnes par mètre cube, extraits

de gisements sous marin et n'ayant subi aucune transformation

autre que mécanique. D'une manière générale, les dimensions

des sables destinés à la confection des produits en béton sont

comprises entre 0 et 6,3 mm et celles des gravillons entre 1 et

25 mm.

Ce projet de cahier des charges concerne exclusivement les

granulats marins destinés à la fabrication de produits en béton à

base de liants hydrauliques.

B3. DOCUMENTS

DE REFERENCE







NF EN 932-3 Granulats - Procédure et terminologie pour une

description pétrographique


tamisage


d’aplatissement


d’écoulement des granulats

NF EN 933-7 Granulats - Détermination de la teneur en

éléments coquilliers

NF EN 933-8 Granulats - Détermination de l’équivalent de sable


géométriques des granulats - Partie 9 : Essai sur

les fines des sables - Essai au bleu de méthylène

NF EN 934-2 Adjuvants pour béton, mortier et coulis - Partie 2 :

Adjuvants pour béton - Définitions et exigences

NF EN 1097-1 Granulats - Essai micro Deval


fragmentation





NF EN 1097-8 Granulats - Détermination du coefficient de

polissage accéléré des gravillons

NF EN 1367-1 Granulats - Détermination de la résistance au gel-

dégel


- 101 -

NF EN 1744-2 Granulats - Détermination de la résistance à

l’alcali-réaction


superficielle


B4. SITE DE

PRODUCTION

Note : cette partie du document concerne plus précisément le

fournisseur de granulats et doit être complétée dans son intégralité

avec soins.

B4.1

Responsabilités


de fax.


de fax.

B4.2 Gisement - Situation géographique Préciser ici le lieu précis du ou des gisements (sur copie carte IGN par

exemple).

- Cadre géologique Préciser ici la nature géologique précise du fond marin exploité (voir norme

NF EN 932-3).

B4.3 Production - Bilans granulométriques Lister ici les différentes coupures granulométriques couramment produites.

B4.4 Livraison - Bordereau de livraisonProposer ici un spécimen de bordereau.

B4.5 Contrôle - PrélèvementsLes prélèvements d'échantillons se font selon la norme NF EN 932-1.

- Natures des essais Lister ici les essais réalisés sur granulats et les normes d’essai

correspondantes.


- Fiche technique produit Les caractéristiques des granulats marins doivent être présentées dans une Fiche

Technique Produit (FTP) selon l’exemple cité dans la norme XP P 18-540.

B4.6 références Lister ici les principales références clients.

- 102 -

B5.

SPECIFICATIONS


caractéristiques des granulats le cas échéant, l'objet, les modalités

d'essais et les recommandations correspondantes. Les valeurs

numériques contractuelles correspondantes sont regroupées sous

forme de tableau au paragraphe B5.5.

B5.1 Désignation

des granulats

Dénomination nature1

: siliceux - silico-calcaire - autre (à préciser)

traitement1 : lavé

2 - recomposé - égoutté - séché - autre (à

préciser)

catégorie1

: A - B - C - D (selon la norme XP P 18-540) 1 : Rayer les mentions inutiles

2: Préciser s'il s'agit d'un lavage à l'eau de mer ou un lavage à l'eau douce et dans

ce dernier cas le nombre de cycles de décantation.

ProvenancePréciser ici la situation géographique précise du ou des gisements sous-marins à

partir duquel ou desquelles sont extraits les granulats marins.

Classe granulairePréciser ici les dimensions 0/D des sables et d/D des gravillons objets de la

fourniture.

B5.2

Caractéristiques

intrinsèques


d'eau

Le coefficient d'absorption d'eau des sables et des gravillons doit

être déterminé selon les modalités d'essais décrites dans la norme

NF EN 1097-6.

Résistances mécaniques La résistance à la fragmentation des gravillons est déterminée à



La résistance à l'usure des gravillons est déterminée à l'aide de

l'essai Micro-Deval selon les modalités d'essai décrites dans la

norme NF EN 1097-1.

Le coefficient de polissage accéléré des gravillons marins est

déterminé selon les modalités d'essai décrites dans la norme

NF EN 1097-8.


chimiques

La sensibilité au gel des granulats est déterminée selon les

modalités d'essai décrites dans la norme NF EN 1367-1.

La sensibilité au phénomène de réaction alcali-silice des granulats

est déterminée selon les modalités d'essai décrites dans la norme

NF EN 1744-2.

Les teneurs en soufre, sulfates et chlorures des granulats sont

déterminées selon les modalités d'essais décrites dans la norme

NF EN 1744-1.

- 103 -

Teinte Une teinte constante et régulière des granulats doit être

recherchée particulièrement si ces granulats sont destinés à rester

partiellement ou totalement apparents à la surface du béton. Des

échantillons de référence doivent être conservés pour

comparaison visuelle régulière avec la fourniture livrée.

B5.3


fabrication

Granularité Le fournisseur de sable et de gravillon établit un fuseau de

régularité et un fuseau de fabrication. Ce dernier doit être

entièrement inclus dans le fuseau de régularité. Ces fuseaux sont

réalisés suivant les méthodes décrites au paragraphe 3.17.4 et

3.17.5 de la norme XP P 18-540 "Granulats : définitions,

conformité, spécifications". Le fournisseur de sable et de gravillon

doit s’engager à ne s’écarter en aucun point du fuseau de

régularité.



Module de finesse Les sables doivent présenter une granulométrie telle que les

éléments fins ne soient ni en excès ni en trop faible proportion.

Dans le premier cas il est nécessaire d'augmenter le dosage en

eau du béton ce qui réduit notablement ses performances

mécaniques et de durabilité, dans le second cas, la plasticité du

mélange est insuffisante et rend sa mise en place difficile. Le

module de finesse est obtenu par calcul selon les modalités

décrites dans la norme XP P 18-540.

Note : La forme géométrique des granulats (arrondie, irrégulière,

angulaire, plate ou allongée) a une incidence sur la mise en place

du béton et sur ses caractéristiques ultérieures.

Coefficient

d’aplatissement des

gravillons

La détermination du coefficient d'aplatissement est obtenue selon

les modalités d'essai décrites dans la norme NF EN 933-3.

Coefficient d’écoulement

des sables

La détermination de ce coefficient est obtenue selon les modalités

d'essai décrites dans la norme NF EN 933-6.

Propreté Note : La propreté des granulats est une caractéristique



durabilité.

La teneur en fines doit être déterminée selon les modalités


L'équivalent de sable doit être déterminé selon les modalités


- 104 -

La valeur de bleu de méthylène doit être déterminée selon les




La propreté superficielle des gravillons doit être déterminée selon

les modalités d'essais décrites dans la norme P 18-591.

La teneur en boulettes d'argile doit être déterminée selon les

modalités d'essais décrites dans la norme XP P 18-540.

La teneur en éléments coquilliers doit être déterminée selon les


La teneur en éléments prohibés (brindilles, racines, algues,

charbon, plastique, mâchefer, scories…) doit être déterminée

selon les modalités d'essais décrites dans la norme XP P 18-540.

La présence de pyrite ou de marcassite sous quelque forme que

ce soit est interdite. Le fournisseur doit porter toute son attention

au risque de présence de ce type d'impureté dans sa fourniture. La

détection des pyrites et de marcassite (détermination des sulfures)

est déterminée selon les modalités d’essai décrites dans la norme

NF EN 1744-1.

La présence d'éléments friables ou réactifs notamment avec les

constituants du béton sous quelque forme que ce soit est interdite.

B5.4 Autres

caractéristiques



eau des sables et des gravillons soient fixées. Les granulats

marins doivent donc, par quelque moyen que ce soit (égouttage ou

autre), respecter les plages fixées de teneur en eau.

De plus, en cas d'orage ou de temps pluvieux pendant le transport

des dispositions spéciales doivent être prises pour éviter toute

variation brutale de la teneur en eau.

La teneur en eau des sables et gravillons est déterminée selon les


- 105 -

B5.5 Spécifications

sur les granulats

Dans le tableau B.5.5 figurent des propositions de spécifications

fixées sur les granulats marins en fonction des produits fabriqués

envisagés.

Les spécifications concernant les teneurs en chlorures admissibles dans les sables

et gravillons marins ont été déterminées à partir des teneurs maximales admissibles

en chlorures dans les bétons non armés, armés et précontraints figurant dans la

norme européenne concernant le matériau béton NF EN 206-1 (février 2002), qui

sont respectivement de 1 % (classe CI 1,0), 0,4 % (classe Cl 0,40), 0,2 % (classe Cl

0,20) et 0,1 % (classe CI 0,10) par rapport à la masse du ciment.

Les teneurs maximales admissibles en chlorures dans les sables marins ont été

déterminées en partant du principe que les ciments et les adjuvants contiennent

déjà leur teneur maximale autorisée en chlorures (la teneur maximale admissible en

chlorures est de 0,1 % dans les ciments utilisés hors précontrainte (NF EN 197-1) et

la teneur maximale admissible en chlorures dans les adjuvants est de 0,1 % (NF EN

934-2)).

Les calculs ont été réalisés en tenant compte des proportions moyennes de ciment

et de sable contenues dans chaque famille de produit en béton et d’une teneur en

masse moyenne en adjuvant dans les bétons de 2 % (teneur en extrait sec par

rapport au ciment).

- 106 -

SABLE SABLE et GRAVILLON

Module

de

finesse

Teneur

en fines

(%)

Équivalent

de sable

(%)

Valeur

de bleu

(g/100g)

Coefficient

d’ecoulement

(s)

Teneur en

eau

moyenne E

(%)

Matières

organiques

Coefficient

d’absorption

d’eau (%)

Impuretés

prohibées

(%)

Teneur

en

chlorure

(%)

Teneur

en

soufre

(%)

Teneur

en

sulfates

(%)

Présence

pyrite,

marcassite

(%)

Éléments

friables

ou

réactifs

(%)

Alcali-

réaction

Blocs à enduireVss=2,7

Vsi=2,4� 5 � 65 � 1 - 1 � E � 4 - - � 0,1 < 0,10 - - - - -

Blocs apparentsVss=2,7

Vsi=2,4� 4 � 65 � 1 � 30 1 � E � 4

test

négatif� 2 � 0,1 < 0,10 - - 0 0 -

Pavés, borduresVss=3

Vsi=2,8� 2 � 65 � 1 � 20 1 � E � 10

test

négatif� 1 � 0,1 < 0,20 - - 0 0 -

Tuyaux

regards

Vss=3

Vsi=2 � 10 � 65 � 1 � 30 1 � E � 10

test

négatif� 2,5 � 0,1 < 0,05 � 0,4 � 0,2 0 0

qualification

des granulats*

Prédalles Vss=3,2

Vsi=2,2� 8 � 65 � 1 � 30 -

test

négatif� 2 � 0,1 < 0,04 � 0,4 � 0,2 0 0

qualification

des granulats*

DallesVss=3

Vsi=2,8� 4 � 65 � 1 � 20 1 � E � 10

test

négatif� 1 � 0,1 < 0,20 - - 0 0 -

Éléments

architecturaux

Vss=2,8

Vsi=1,9� 10 � 65 � 1 � 30 -

test

négatif� 1 � 0,1 < 0,05 � 0,4 � 0,2 0 0

qualification

des granulats*

GRAVILLON

Teneur en

eau moyenne

E

(%)

Micro-deval

humide

(%)

Polissage

accéléré

(%)

Los

Angeles

Sensibilité

au gel (%)

Coefficient

d’applatissement

(%)

Propreté

superficielle

(%)

Éléments

coquilliers

(%)

Boulettes

d’argile

(%)

Teinte

Blocs à enduire 0,5 � E � 3 - - - - - - - - -

Blocs apparents 0,5 � E � 3 - - � 25 � 10 � 20 � 1 � 5 � 1 uniforme

et régulière

Pavés, bordures 0,5 � E � 3 � 15 � 45 � 20 � 10 � 10 � 1 � 5 � 1 uniforme et

régulière

Tuyaux regards 0,5 � E � 3 - - � 25 - � 20 � 1,5 � 5 � 1 -

Prédalles - - - � 20 - � 20 � 1 � 5 � 1 -

Dalles 0,5 � E � 3 � 15 � 45 � 20 � 10 � 10 � 1 � 5 � 1 uniforme et

régulière

Éléments

architecturaux - - - � 20 � 10 � 20 � 1 � 5 � 1

uniforme et

régulière

Tableau B.5.5

* sur demande du client

- 107 -

B6. TECHNIQUE

D'ESSAIS


(prélèvements, conditions opératoires), doivent être conformes aux

normes en vigueur.

B7. STOCKAGE

B7.1 Conditions

générales



Le stockage doit permettre un bon écoulement des eaux de pluies.

Le chargement doit s'effectuer à 0,50 m du sol en tournant autour

du tas pour éviter de prélever dans une zone d'égouttage et de

ségrégation éventuelle. Il faut éviter toute forme de pollution au

prélèvement notamment par arrachement du sol.

B7.2 Conditions

particulières

Dans le cas de production spéciale de produits en béton (précisée

dans le bon de commande, exemple : produits de parement) où

l'aspect des produits est un critère majeur de qualité, le

fournisseur doit stocker la totalité des granulats choisis et issus

d'un même gisement d'exploitation sous-marine nécessaire à la

complète réalisation du chantier.

Ce stock doit être particulièrement organisé de manière à éviter

toute forme de pollution.

B8. TRANSPORT

ET LIVRAISON

B8.1 Conditions

générales



Les bennes des camions doivent être maintenues propres et

exemptes de matières étrangères à la fourniture commandée (ex :

terre végétale, engrais, bois, céréales…).



B9.

ACCEPTABILITE

DES

FOURNITURES

B9.1 Engagement

du fournisseur


granulats tant du point de vue qualitatif que quantitatif selon les


- 108 -


- contrôler en continu sa production en respectant les fréquences

d'essais mentionnées en B4.5 ;



préfabrication.



- 109 -

Annexe C - Projet

de cahier des

charges pour la

fourniture de

gravillons issus de

déchets de

démolition adaptés

à la fabrication de

produits en béton

SOMMAIRE

C1. OBJET ....................................... 111

C2. DOMAINE D'APPLICATION ............... 111

C3. DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE.............. 111

C4. SITE DE PRODUCTION .................... 111

C4.1 Responsabilités ..............................111

C4.2 Site de stockage ............................ 111

C4.3 Production ...................................112

C4.4 Livraison .....................................112

C4.5 Contrôle......................................112

C4.6 Références ..................................112

C5. SPÉCIFICATIONS .......................... 112

C5.1 Désignation des gravillons ..................112

C5.2 Caractéristiques intrinsèques............... 113

C5.3 Caractéristiques de fabrication ............ 113

C5.4 Autres caractéristiques .................... 114

C5.5 Spécifications sur les gravillons............ 115

C6. TECHNIQUES D'ESSAIS .................. 116

C7. STOCKAGE................................... 116

C7.1 Conditions générales ........................ 116

C8. TRANSPORT ET LIVRAISON .............. 116

C8.1 Conditions générales ........................ 116

C9. ACCEPTABILITÉ DES FOURNITURES .... 116

C9.1 Engagement du fournisseur................. 116

- 110 -

C1. OBJET Le présent document a pour objet de fixer des exigences

concernant la fourniture de gravillons issus de déchets de

démolition destinés à la fabrication de produits préfabriqués en

béton.

Il porte sur la définition des gravillons recyclés, sur le choix des




C2. DOMAINE

D'APPLICATION

Le présent document s'applique aux gravillons issus de déchets

de démolition de masse volumique comprise entre 2 et 3 tonnes

par mètre cube. Ces gravillons sont exclusivement destinés à être

utilisés dans la fabrication de produits en béton dans des

proportions ne dépassant pas 20 % de la fraction gravillon.

C3. DOCUMENTS

DE REFERENCE








tamisage


fragmentation







superficielle


C4. SITE DE

PRODUCTION

Note : cette partie du document concerne plus précisément le

fournisseur de gravillons et doit être complétée dans son

intégralité avec soins.

C4.1

Responsabilités


de fax.


de fax.

C4.2 Site de

stockage

- Situation géographique Préciser ici le lieu précis du site de stockage des gravillons (sur copie carte IGN

par exemple).

- 111 -

C4.3 Production - Bilans granulométriques Lister ici les différentes coupures granulométriques couramment produites.

C4.4 Livraison - Bordereau de livraisonProposer ici un spécimen de bordereau.

C4.5 Contrôle - PrélèvementsLes prélèvements d'échantillons se font selon la norme NF EN 932-1.

- Natures des essais Lister ici les essais réalisés sur les gravillons et les normes d’essai

correspondantes.


- Fiche technique produitLes caractéristiques des gravillons issus de déchets de démolition doivent être

présentées dans une Fiche Technique Produit (FTP) selon l’exemple cité dans

la norme XP P 18-540.

C4.6 Références Lister ici les principales références clients.

C5.

SPECIFICATIONS


caractéristiques des gravillons le cas échéant, l'objet, les

modalités d'essais et les recommandations correspondantes. Les

valeurs numériques contractuelles correspondantes sont

regroupées sous forme de tableau au paragraphe C5.5.

C5.1 Désignation

des gravillons

Dénomination nature* : gravillons concassés à partir de déchets de

démolition en béton armé - béton non armé - débris

de maçonnerie - mélange des précédents (à

préciser)

traitement* : type de concasseur utilisé - déféraillage -

recomposé - autre (à préciser)

catégorie* : B - C - D (selon la norme XP P 18-540)

* : Rayer les mentions inutiles

Provenance Préciser si possible le ou les chantiers de démolition dont sont issus les gravillons.

Classe granulaire Préciser ici les dimensions d/D des gravillons.

- 112 -

C5.2

Caractéristiques

intrinsèques


d'eau

Le coefficient d'absorption d'eau des gravillons doit être déterminé

selon les modalités d'essais décrites dans la norme NF EN 1097-

6.

Résistance mécanique La résistance à la fragmentation des gravillons est déterminée à




chimiques

Les teneurs en soufre, en sulfates et en chlorures des gravillons

sont déterminées selon les modalités d'essais décrites dans la

norme NF EN 1744-1.

C5.3


fabrication

Granularité Le fournisseur de gravillon établit un fuseau de régularité et un

fuseau de fabrication. Ce dernier doit être entièrement inclus dans

le fuseau de régularité. Ces fuseaux sont réalisés suivant les

méthodes décrites aux paragraphes 3.17.4 et 3.17.5 de la norme

XP P 18-540 "Granulats : définitions, conformité, spécifications".

Le fournisseur de gravillon doit s’engager à ne s’écarter en aucun

point du fuseau de régularité.



Propreté Note : La propreté des gravillons est une caractéristique



durabilité.



La teneur en éléments prohibés (brindilles, racines, algues, plâtre,

charbon, plastique, mâchefer, scories…) doit être déterminée par

triage manuel selon les modalités d'essais décrites dans la norme

XP P 18-540.

La propreté superficielle des gravillons est déterminée selon les

modalités d’essais décrites dans la norme P 18-591.

- 113 -

C5.4 Autres

caractéristiques



eau des gravillons soient fixées. En cas d'orage ou de temps

pluvieux pendant le transport des dispositions spéciales doivent

être prises pour éviter toute variation brutale de la teneur en eau.

La teneur en eau des gravillons est déterminée selon les modalités

d’essai décrites dans la norme NF EN 1097-5.

- 114 -

C5.5 Spécifications

sur les gravillo

ns

Da

ns le

ta

ble

au

C

.5.5

fig

ure

nt

de

s p

rop

ositio

ns d

e sp

écific

atio

ns

fixé

es s

ur le

s g

ravillo

ns is

su

s d

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éch

ets

de

dé

mo

lition

en

fon

ctio

n

de

s p

rod

uits

fab

riqu

és e

nvis

ag

és.

GRAVILLONS

Coefficient

d’absorption

d’eau (%)

Teneur en eau

moyenne E

(%)

Matières

organiques

Impuretés

prohibées

(%)

Los

Angeles

Teneur en sulfates

solubles dans l’eau

(%)

Teneur en

soufre

(%)

Teneur en

chlorure

(%)

Propreté

superficielle

(%)

Blocs à enduire � 8 0,5 � E � 4 test négatif � 0,1 � 40 � 0,5 � 1,5 - -

Blocs apparents � 6 0,5 � E � 4 test négatif � 0,1 � 40 � 0,3 � 1 - � 1,5

Pavés, bordures � 6 0,5 � E � 4 test négatif � 0,1 � 30 � 0,3 � 1 - � 1,5

Tuyaux, regards � 5 0,5 � E � 4 test négatif � 0,1 � 30 � 0,2 � 0,4 < 0,02 � 1,5

Prédalles � 5 0,5 � E � 4 test négatif � 0,1 � 30 � 0,2 � 0,4 < 0,02 � 1,5

Dalles � 6 0,5 � E � 4 test négatif � 0,1 � 30 � 0,3 � 1 - � 1,5

Éléments

architecturaux � 5 0,5 � E � 4 test négatif � 0,1 � 30 � 0,2 � 0,4 < 0,02 � 1,5

Tableau C.5.5

- 115 -

C6. TECHNIQUES

D'ESSAIS


(prélèvements, conditions opératoires) doivent être conformes aux

normes en vigueur.

C7. STOCKAGE

C7.1 Conditions

générales



La qualité et les volumes d’approvisionnement doivent être

constants.

Le stockage des granulats doit s’effectuer à l’abri des intempéries

afin d'éviter une teneur en eau excédentaire par rapport à la

quantité d’eau requise pour la fabrication des produits en béton.

Lors du chargement des granulats il est nécessaire d'éviter toute

forme de pollution au prélèvement notamment par arrachement du

sol.

C8. TRANSPORT

ET LIVRAISON

C8.1 Conditions

générales



Afin de protéger les granulats des intempéries et d’éviter de

polluer les granulats, les bennes des camions doivent être

bâchées et maintenues propres (absence de terre végétale,

engrais, bois, céréales…).



C9.

ACCEPTABILITE

DES

FOURNITURES

C9.1 Engagement

du fournisseur





- contrôler en continu sa production livrée chez le client en

respectant les fréquences d'essais mentionnées en C4.5 ;



préfabrication.



- 116 -

Annexe D - Projet

de cahier des

charges relatif à la

fourniture de sable

usagé réutilisable

de fonderie

SOMMAIRE

D1. OBJET ....................................... 118

D2. DOMAINE D'APPLICATION ............... 118

D3. DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE ............. 118

D4. DÉFINITIONS .............................. 119

D5. SPÉCIFICATIONS .......................... 120

D5.1 Désignation des sables .....................120

D5.2 Caractéristiques physiques ................. 120

D5.3 Caractéristiques environnementales ....... 122

D6. TECHNIQUES D'ESSAIS .................. 122

D7. CONDITIONNEMENT ...................... 122

D8. TRANSPORT ET LIVRAISON.............. 123

D8.1 Conditions générales ........................ 123

D9. ACCEPTABILITÉ DES FOURNITURES .... 123

D9.1 Conditions de réception..................... 123

D9.2 Engagement du fournisseur................. 123

Annexe 1 – Détermination de la répartition

granulométrique par voie sèche ....... 124

Annexe 2 - Granularité : méthode de conversion. 126

Annexe 3 - Calcul d'un fuseau enveloppe de

granulat................................. 128

Annexe 4 - Échelle des gris utilisée pour la

régularité de la teinte des sables .... 130

Annexe 5 - Conditions de réception des sables ... 131

Annexe 6 - Tableau récapitulatif des

caractéristiques exigées .............. 132

- 117 -

D1. OBJET

Modalités d’application Le fabricant, l'importateur ou le fournisseur qui, pour la vente de

ses produits, se réfère au présent cahier des charges ou à un

texte qui fait référence à certains de ses articles, doit être en

mesure de fournir à son client les éléments propres à justifier que

les spécifications sont respectées.

D2. DOMAINE

D'APPLICATION

Le présent document a pour objet de définir les sables usagés de

fonderie pour la confection de blocs en béton destinés a être

enduits, de fixer leurs caractéristiques essentielles et les essais

propres à les déterminer. Il définit également les mentions


Les sables usagés de fonderie sont issus des moules et noyaux

ayant servi au moulage des pièces métalliques.

Le présent document s'applique exclusivement aux sables de

fonderie tels qu'ils sont définis ci-après et destinés à être utilisés

dans la fabrication de blocs en béton à base de liants hydrauliques

ne devant pas répondre à des exigences particulières telles qu'une

contribution à l'esthétique (cas des bétons apparents de teinte

claire).

Les sables de fonderie ne constituent ni un produit d’addition ni un

granulat à part entière mais ils viennent en complément d’un sable

naturel. Outre la nécessité pour les sables de fonderie de

respecter le présent cahier des charges de fourniture, le mélange

sable naturel / sable de fonderie doit être conforme à la norme

granulats XP P 18-540 « granulats – Définitions, conformité,

spécifications » (octobre 1997).

D3. DOCUMENTS

DE REFERENCE

Ce document comporte par référence datée ou non datée des

dispositions d'autres publications. Ces références normatives sont

citées aux endroits appropriés dans le texte et les publications

sont énumérées ci-après. Pour les références datées, les

amendements ou révisions ultérieurs de l'une quelconque de ces

publications ne s'appliquent à ce document que s'ils y ont été

incorporés par amendement ou révision. Pour les références non

datées, la dernière édition de la publication à laquelle il est fait


XP P 18-540 Granulats – Définitions, conformité,

spécifications.

NF T 90-109 Essais des eaux - Détermination de l'indice

phénol.

NF T 90-112 Essais des eaux - Dosage de dix éléments

métalliques (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag,

Cd, Pb) par spectrométrie d'absorption

atomique dans la flamme.

NF T 90-119 Essais des eaux - Dosage d'éléments

minéraux (Al, Sb, Ag, As, Ba, Cd, Cr, Co, Cu,

Sn, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Ti, V) méthode par

spectrométrie d'absorption atomique avec

atomisation électrothermique.

- 118 -

NF X 31-210 Déchets - Essais de lixiviation.

NF EN 1097-5 Granulats – Détermination de la teneur en eau

par séchage en étuve ventilée.

NF EN 1097-6 Granulats – Mesure de la masse volumique

réelle et de l’absorption d’eau.

P 18-571 Granulats – Détermination de l’homogénéité

des granulats (d 4 mm).


géométriques des granulats. Partie 9 :

Qualification des fines – Essai au bleu de

méthylène.

ASTM E 11-87 Spécification for Wire-Cloth Sieves for Testing

Purpose.

NF EN 933-1 Détermination de la granularité. Analyse

granulométrique par tamisage

ISO 3310-1-1990 Tamis de contrôle ; exigences techniques et

vérifications ; partie 1 : tamis de contrôle en

tissus métalliques.

Recommandation n° 356 du Bureau de Normalisation des

Industries de la Fonderie (BNIF) - Mesure de la rétention du bleu

de méthylène.

D4. DEFINITIONS Pour les besoins du présent document, les définitions suivantes

s'appliquent :

- granulat : ensemble de grains de dimensions comprises entre

0 et 80 mm ;

- granularité : distribution dimensionnelle des grains d'un

granulat ;

- fuseau granulométrique : zone délimitée par deux courbes

granulométriques enveloppes, non sécantes.

Trois grandes familles de sables usagés de fonderie peuvent être

distinguées :

- les sables à vert : ce sont des sables silico-argileux contenant

10 à 12 % d'argile et éventuellement des adjuvants de

moulage ; ils ne contiennent pas de liants chimiques ;

- les sables à liants chimiques : ces sables contiennent des

silicates ou des liants organiques de synthèse en quantité

toujours très faible par rapport au sable (de l'ordre de 4 à 6 %

au maximum) ; ces liants organiques de synthèse sont dans

leur quasi-totalité détruits par le choc thermique qui a lieu lors

de la coulée du métal en fusion ;

- les sables en mélange : ces sables contiennent à la fois du

sable à vert et des sables à liants chimiques dans des

proportions variables, le sable à vert étant majoritaire.

- 119 -

D5.

SPECIFICATIONS

Les caractéristiques des sables de fonderie peuvent être

présentées dans une fiche technique produit (FTP) selon

l’exemple cité dans la norme XP P 18-540.

D5.1 Désignation

des sables

Par convention, la désignation d'un sable usagé de fonderie

comprend les indications suivantes :

- sable à vert, sable à liants chimiques ou sable en mélange ;

- la granularité ;

- site de production : nom de la fonderie ;

- la référence au présent cahier des charges.

Exemple de désignation :

- sable à vert, 0/0,5, fonderie de Meung, cahier des charges n° ...

D5.2

Caractéristiques

physiques

Conditions préalables - les sables doivent être criblés à 2 mm et débarrassés de tout

objet métallique ; pour les sables à vert et les sables en

mélange, une maille d'ouverture supérieure pourra être utilisée

par convention formelle, après essai ;

- en aucun cas, les poussières de sablerie provenant des filtres

et les fines d'autres provenances* doivent y être ajoutées ;

- les sables ne doivent pas contenir de débris de végétaux ou de

particules de bois (brindilles, racines...), de charbon ou de

résidus divers (coke, mâchefer, scories...) susceptibles de nuire

à la fabrication, à la mise en place et aux caractéristiques des

blocs, la détermination de la proportion des débris dans le

sable est réalisée par séparation à la liqueur dense selon une

adaptation des modalités d’essais décrites sans la norme P 18-

571 (remplacer les tamis 2 et 4 mm cités sans cette norme par

les tamis 0,63 mm et 2 mm) ; la valeur spécifiée supérieure

(exprimée en pourcentage de la masse) est fixée à 0,1 :

impuretés 0,1 %.

Teneur en eau La teneur en eau est déterminée à la livraison selon les modalités

d'essais décrites dans la norme NF EN 1097-5. Les valeurs

maximales admissibles de teneur en eau sont de 1 % pour les

sables à liants chimiques et de 2 % pour les sables à vert et en

mélange.

Granularité La granularité des sables de fonderie est déterminée selon les

modalités d'essais décrites dans la norme NF EN 933-1 ; on

admettra toutefois que cette détermination puisse être réalisée

selon les modalités décrites en annexe 1.

Les résultats sont exprimés selon les critères de la norme

NF EN 933-1 ; la méthode de conversion est portée à l'annexe 2.

* Par exemple : les poussières de décochage.

- 120 -

La granularité des granulats est assortie de tolérances en fonction

de l'ouverture des tamis précisée dans le tableau a.

Ouvertures des tamis en mmTolérances sur les refus ou

tamisats en points*

inférieures à 0,16 5

entre 0,16 et 1,25 10

supérieures à 1,25 3

Tableau a : Tolérances sur la granularité des sables

Un fuseau enveloppe de spécification doit être déterminé (voir

méthode en annexe 3).

La granularité de la fourniture livrée devra rester dans les limites

fixées par ce fuseau.

Valeur de bleu de

méthylène

La valeur de bleu de méthylène est déterminée selon les modalités

d'essais décrites dans la norme NF EN 933-9 (août 1999) ; on

admettra toutefois que cette détermination puisse être réalisée

selon la recommandation n° 356 du Bureau de Normalisation des

Industries de la Fonderie (BNIF).

La relation entre ces deux méthodes est la suivante :

MB = RB

avec :

MB : valeur de bleu exprimée en gramme de bleu de méthylène

pour 1 000 g de sable de dimension 0/2 mm selon la

norme NF EN 933-9

RB : valeur de rétention de bleu exprimée en mg de bleu de

méthylène pour 1 g de matière selon la recommandation

n° 356 du BNIF.

La valeur absolue maximale admissible de bleu de méthylène

(MB) est de 20.

La variation maximale admissible autour de la valeur moyenne

annoncée par le fournisseur est de 2.

La valeur moyenne est obtenue en réalisant quotidiennement une

détermination de la valeur de bleu (MB) sur un échantillon

représentatif du lot de fourniture à analyser pendant une période

de 20 jours.

Variation de la teinte L'échelle de teinte (portée en annexe 4) définit sept niveaux de

gris (du clair au foncé). Un échantillon représentatif du lot de

fourniture à analyser est tassé à l'aide d'une dame métallique dans

un récipient plat, de dimensions 20 x 20 x 1 cm environ, puis

apposé successivement sur chacun des niveaux de l'échelle des

gris. Le degré de cette échelle correspondant le mieux à la teinte

de l'échantillon de référence est alors noté.

* Point : écart absolu, exprimé en unité pour cent.

- 121 -

Note : la dame pèse 340 g 15 g, avec une section de damage

plane et circulaire de 25 mm 3 mm de diamètre.

La régularité de la teinte de la fourniture livrée sera considérée

comme satisfaisante si l'écart maximal entre la teinte de

l'échantillon de référence et celle de la fourniture livrée correspond

à un degré de l'échelle des gris.

D5.3

Caractéristiques

environnementales

Indice phénol La valeur de l'indice phénol est déterminée selon les modalités

d'essais décrites dans les normes NF X 31-210 et NF T 90-109.

La valeur maximale admissible de l'indice phénol est de 5 mg/kg

de sable sec.

Métaux lourds Il n'existe pas à l'heure actuelle d'exigences spécifiques aux

métaux lourds pour les sables de fonderie à faible teneur en

phénol (< 5 mg/Kg). Cependant, les essais correspondants et

leurs résultats peuvent être réalisés et communiqués sur

demande. Les métaux lourds à doser sont le plomb, le zinc, le

cadmium, le cuivre, le chrome, l’étain et le nickel.

Les dosages des métaux lourds sont effectués sur lixiviats selon

les modalités d'essais décrites dans les normes NF X 31-210,

NF T 90-112 et NF T 90-119.

Comportement

écotoxicologique

Il n’existe pas à l’heure actuelle d’exigence écotoxicologique pour

les sables de fonderie à faible teneur en phénol (< 5 mg/kg).

Cependant, les essais correspondants et leurs résultats peuvent

être réalisés et communiqués sur demande.

Les tests écotoxicologiques peuvent être les suivants :

- tests d'inhibition de la bioluminescence (essai Microtox à 5 mn,

15 mn, 30 mn) selon la norme NF T 90-320 ;

- tests d'inhibition de la mobilité (tests daphnies) selon la norme

ISO 6341.

D6. TECHNIQUES

D'ESSAIS

Toutes les conditions d’essais non précisées dans ce document :

prélèvements, conditions opératoires, doivent être conformes aux

normes en vigueur.

D7.

CONDITIONNEMENT

Sur chaque conditionnement et sur le bordereau de livraison

correspondant, le produit est repéré conformément au paragraphe

désignation.

Le conditionnement peut être effectué en fûts, conteneurs souples

(exemple : bigbag) ou en vrac.

- 122 -

Les expéditions pour les conditionnements en vrac devront

s'effectuer à l'abri des intempéries.

D8. TRANSPORT

ET LIVRAISON

D8.1 Conditions

générales



Afin de protéger les granulats des intempéries et d’éviter de

polluer les granulats, les bennes des camions doivent être

bâchées et maintenues propres (absence de terre végétale,

engrais, bois, céréales…).



D9.

ACCEPTABILITE

DES

FOURNITURES

D9.1 CONDITIONS

DE RÉCEPTION

Les conditions de réception de la fourniture de sable de fonderie

sont reportées à l'annexe 5.

D9.2 Engagement

du fournisseur




En conséquence, il s'engage à consigner les résultats de son

auto-contrôle sur des registres tenus à disposition du responsable

qualité de l'usine de préfabrication.



- 123 -

Cahier des charges

sables de fonderie -

Annexe 1 -

Détermination de la

répartition

granulométrique par

voie sèche

(Cas des corps granuleux tels que les sables de silice, zircon,

alumine...).

1.1 Définitions L'analyse granulométrique d'un sable exprime en pour cent la

répartition des grains, selon des classes conventionnelles de

dimensions.

1.2 Appareillage Deux séries de tamis sont couramment utilisées : série de la

norme ASTM E11-87 (tamis AFS) et série de la norme ISO 3310-

1-1990 (tamis GF).

L'appareillage est composé de :

suivant la norme choisie, soit un jeu de 11 tamis AFS n° 6, 12,

20, 30, 40, 50, 70, 100, 140, 200, 270 soit un jeu de 10 tamis

GF n° 2, 4, 6, 10, 16, 20, 30, 40, 60, 80, 100 ;

un secoueur de tamis mû électriquement du type :

- secoueur à marteau défini par les caractéristiques

suivantes :

. masse du marteau : 1,8 kg 0,1,

. hauteur de chute du marteau : 25 mm 5,

. amplitude de la rotation dans le plan perpendiculaire à la

chute du marteau (plan horizontal) : 45 mm 5,

. nombre de cycles par minute (un cycle = une rotation

complète dans le plan horizontal + un coup de marteau) :

150 cycles/min 10 ;

- tout autre type de secoueur donnant les résultats identiques

au secoueur à marteau défini précédemment ;

une balance capable de peser 200 grammes avec une

précision de 0,01 gramme ;

un jeu de brosses, la qualité de ces brosses devant être

assortie à l'ouverture des mailles du tamis à nettoyer.

1.3 Mode opératoire L'analyse granulométrique est effectuée sur un échantillon

débarrassé de ses éléments inférieurs à 20 micromètres et séché

à 150 °C 5 °C pendant environ 4 heures. Cependant si la

quantité d'éléments inférieurs à 20 micromètres est inférieure à

0,5 % de la masse de l'échantillon, l'analyse granulométrique

pourra être réalisée sur le sable brut.

Peser, au centigramme près, 100 g d'échantillon (si avec une prise

d'essai de 100 g, un tamis présente un refus supérieur à 50 g, la

masse de l'échantillon doit être réduite à 50 g).

Emboîter les tamis dans l'ordre croissant des ouvertures de maille.

Verser l'échantillon sur le tamis supérieur.

- 124 -

Fixer la colonne de tamis sur le secoueur.

Secouer pendant un temps compris entre 10 à 15 minutes.

L'opération terminée, recueillir séparément les refus de chaque

tamis en brossant les deux faces de la toile du tamis avec

précaution au moyen de la brosse.

Peser au centigramme près chaque refus. La fraction de sable,

dénommée "fines", ayant passé le tamis d'ouverture de maille la

plus petite sera également pesée.

La somme des masses de refus doit correspondre à la masse

initiale de l'échantillon à 0,5 %. Si l'écart de masse est supérieur

à cette valeur, l'analyse granulométrique doit être recommencée.

Note : un exemple de calcul est donné ci-dessous :

masse du prélèvement séché............................................. 100,00 g

masse résiduelle après lavage et séchage .......................... 89,81 g

teneur en éléments de moins de 0,020 mm ......................... 10,19 g

N° de tamis Refus en %

6 0,0

12 0,1

20 0,2

30 0,2

40 1,7

50 12,8

70 46,7

100 22,5

140 3,6

200 1,0

270 0,6

Fines 0,4

Total 89,8

Tableau 1 - Exemple de calcul

- 125 -

Cahier des charges

sables de fonderie

- Annexe 2 -

Granularité :

méthode de

conversion

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

RE

FU

S E

N %

6

12

20

30

40

50

70

100

140

200

270

fines

< 20

NUMÉRO DE TAMIS

µm

N° tamis AFS Ouvertures mailles en

mmRefus en %

6 3 350 0.0

12 1 700 0.1

20 0.850 0.2

30 0.600 0.2

40 0.425 1.7

50 0.300 12.8

70 0.212 46.7

100 0.150 22.5

140 0.106 3.6

200 0.075 1.0

270 0.053 0.6

fond fines 0.4

< 20 microns 10.2

Tableau 1 - Granulométrie par tamisage série AFS de 11 tamis

ASTM E11 méthode industrie de la fonderie

série ISOR20

Figure 2 - Granulométrie par tamisage

(méthode industrie du béton)

- 126 -

Ouvertures

mailles en mm Refus en %

Refus cumulés

en %

Tamisats

cumulés en %

3 350 0,0 0,0 100,0

1 700 0,1 0,1 99,9

0.850 0,2 0,3 99,7

0.600 0,2 0,5 99,5

0.425 1,7 2,2 97,8

0.300 12,8 15,0 85,0

0.212 46,7 61,7 38,3

0.150 22,5 84,2 15,8

0.106 3,6 87,8 12,2

0.075 1,0 88,8 11,2

Tableau 2 - Granulométrie par tamisage selon la norme P 18-560

méthode industrie du béton

La différence entre les deux méthodes est essentiellement la

présentation graphique des résultats. Pour obtenir les

coordonnées des points du graphique méthode industrie du béton,

il suffit, à ouvertures de tamis identiques, de cumuler les refus puis

de calculer les tamisats cumulés sachant que :

Tamisats = 100 - refus.

L'échelle des abscisses de ce graphique est logarithmique.

- 127 -

Cahier des charges

sables de fonderie

- Annexe 3 - Calcul

d'un fuseau

enveloppe de

granulat

3.1 Principe Le fuseau enveloppe de régularité caractérise la variation

granulométrique acceptable sans qu'il soit utile d'intervenir auprès

des fournisseurs sur le procédé de fabrication. Afin de créer ce

fuseau enveloppe, un minimum de 30 analyses granulométriques

ayant donné satisfaction (productivité-qualité) est nécessaire. Plus

le nombre d'analyses est important, plus juste est le tracé

enveloppe.

Les courbes granulométriques obtenues lors des analyses

ultérieures devront s'inscrire dans les limites du fuseau. Dans le

cas contraire et après une deuxième analyse de contrôle, une

recherche d'anomalie doit être entreprise. À noter qu'il est

judicieux de tracer le fuseau sur papier calque afin de comparer

rapidement les documents par simple superposition.

3.2 Calcul du fuseau

enveloppe

Pour chaque tamis on calcule la moyenne arithmétique des

tamisats x et les limites supérieures et inférieures par x 2s

(avec s = écart type des tamisats). Connaissant les limites

supérieures et inférieures des tamisats, il ne reste plus qu'à tracer

le fuseau enveloppe correspondant (voir exemple ci-dessous).

Note : exemple

n° analyse 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

tamis

0,080 19 17 18 17 19 16 15 18 17 19 17 18 20 15 16

0,125 23 24 25 22 23 24 25 22 25 22 23 24 24 23 22

0,160 31 29 30 31 28 32 28 29 30 31 28 29 31 31 31

0,200 50 47 46 50 46 48 47 48 49 51 50 50 51 52 49

0,250 76 75 74 76 77 75 76 74 75 74 74 75 76 76 75

0,315 91 89 90 88 92 89 91 90 88 92 88 87 90 91 91

0,400 97 98 98 97 96 96 95 95 96 95 96 95 94 95 96

0,630 98 99 99 99 97 97 98 98 97 99 98 99 96 97 98

n° analyse 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

tamis

0,080 17 18 18 16 18 17 15 18 20 16 17 18 19 18 17

0,125 22 24 25 22 23 24 25 27 25 22 26 24 24 23 22

0,160 31 28 29 28 30 31 29 32 31 28 29 27 29 28 30

0,200 50 49 48 50 51 48 49 48 49 51 50 50 51 52 49

0,250 74 80 79 74 77 75 76 74 75 74 74 75 76 76 75

0,315 89 91 88 90 90 92 91 89 90 89 89 92 90 91 92

0,400 97 98 98 97 96 96 95 95 96 95 96 95 94 95 96

0,630 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 98 98

Tableau 1 - Tamisats en pour cent des différentes analyses

- 128 -

tamis x s limite

moyenne supérieure inférieure

0,080 17,4 1,33 20,1 14,8

0,125 23,6 1,33 26,3 21,0

0,160 29,6 1,38 32,4 26,9

0,200 49,3 1,57 52,4 46,2

0,250 75,4 1,43 78,3 72,5

0,315 90,0 1,39 92,8 87,2

0,400 95,9 1,12 98,2 93,7

0,630 98,4 0,84 100,0 96,7

Tableau 2 - Calcul de fuseau enveloppe

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

AM

ISA

TS

EN

%

0,08 0,12 0,16 0,2 0,25 0,31 0,4 0,63

OUVERTURES DES TAMIS EN mm

Figure 1 - Exemple de courbe granulométrique

moyenne et fuseau correspondant

- 129 -

Cahier des charges

sables de fonderie -

Annexe 4 - Échelle

des gris utilisée pour

la régularité de la

teinte des sables

(Échelle basée sur les travaux du Conseil International du

Bâtiment pour la recherche, l'étude et la documentation (CIB) -

rapport n° 24, et du fascicule de documentation P 18-503 intitulé

"Surfaces et parements en béton - éléments d'identification" publié

en novembre 1989).

1 2 3 4 5 6 7

- 130 -

Cahier des charges

sables de fonderie

- Annexe 5 -

Conditions de

réception

5.1 Généralités La réception porte sur les caractéristiques physiques et

environnementales faisant l'objet des spécifications définies aux

paragraphes 5.2 et 5.3.

Les vérifications et essais sont effectués par un laboratoire agréé

par le fournisseur et l'acquéreur sur un échantillon prélevé lors de

la livraison.

L'ensemble de la fourniture correspondant à une commande

constitue un lot sous réserve qu'elle soit issue d'une même nature

de sable. En aucun cas, un lot ne peut excéder x tonnes (à définir).

Dans le cas contraire, la fourniture est divisée en plusieurs lots.

5.2 Échantillonnage Par lot, il est réalisé un prélèvement de 10 kg provenant de deux

conditionnements choisis au hasard parmi ceux constituant le lot.

Dans le cas d'un conditionnement unique ou en vrac, le

prélèvement est réalisé à cœur.

Le prélèvement est ensuite séparé en deux échantillons de même

masse, numérotés 1 et 2.

La conservation des échantillons avant analyse est assurée dans

des récipients étanches.

5.3 Frais des essais Tous les essais complémentaires demandés après la commande

sont à la charge de l'acquéreur sauf si les résultats entraînent la

non conformité du lot.

5.4 Interprétation des

résultats des essais et

vérification, conditions

de conformité d'un lot

Les vérifications sont effectuées successivement sur chaque

caractéristique. En cas de non conformité du lot pour une

caractéristique, les mesures suivantes ne sont pas effectuées.

La vérification est effectuée sur une prise d'essai issue de

l'échantillon n° 1.

Le lot est conforme si les résultats répondent aux caractéristiques

du présent document.

Dans l'hypothèse inverse, la vérification est effectuée sur deux

prises d'essais issues de l'échantillon n° 2.

Le lot est conforme si les résultats des deux prélèvements

supplémentaires répondent aux caractéristiques du présent

document.

Dans l'hypothèse inverse, le lot est considéré non conforme.

- 131 -

- 132 -

Cahier des charges

sables de fonderie

- Annexe 6 -

Tableau

récapitulatif des

caractéristiques

exigées

Caractéristiques Textes

Expression

des

résultats

Spécifications Tolérances

criblage - -

passant 2 mm ou

maille d’ouverture

supérieure à définir

d’un commun accord

entre le fondeur et le

fabricant de bloc

proportion de

débris

végétaux ou

résidus divers

adaptation

P 18-571 P 18-571

valeur maximale

0,1 % (en %

pondéral)

teneur en eau NF EN 1097-

5

NF EN 1097-

5

valeur maximale

(en % pondéral)

1 % (sables à

liants chimiques)

2 % (sables vert et

en mélange)

granularité

NF EN 933-1

ou

annexe 1

NF EN 933-1inclus dans le fuseau

de spécification

3 points* à

5 points* de la

valeur moyenne

annoncée suivant

tamis

valeur de bleu

NF EN 933-9

ou

BNIF n° 356

NF EN 933-9 valeur maximale

20

valeurs moyennes

annoncées 2

Physiques

variation de la

teinte - -écart maximal 1

degré de l'échelle -

indice phénol NF X 31-210

T 90-109 T90-109 < 5 mg/kg -

métaux lourds

NF X 31-210

NF T 90-112

NF T 90-119

NF T 90-112

NF T 90-119

à définir

-

-

-

Environne-

mentales-essai

Microtox

-test daphnies

T 90-320

NF EN ISO

6341

- à définir -

Tableau G1 - Récapitulatif

* Point : écart absolu, exprimé en unité pour cent.

Substitution des granulats alluvionnaires dans l’industrie...

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