doivent être maîtrisés pour obtenir un rendu final conforme aux attentes des
maîtres d’ouvrage et des maîtres d’oeuvre et à la volonté esthétique des architectes.
Parmi ces paramètres, la mise en oeuvre du béton occupe une place prépondérante.
Le pompage du béton est l’une des solutions qui permet d’optimiser
la qualité de la mise en oeuvre.
La technique de pompage du béton consiste à refouler, par l’intermédiaire
d’une pompe, le béton dans une tuyauterie.
Le béton est préalablement “agité” dans la trémie de réception de la pompe,
dès sa sortie du camion malaxeur.
Le cheminement du béton dans la tuyauterie se fait grâce à un cycle aspiration/
poussée, à l’aide de deux pistons reliés à deux vérins hydrauliques évoluant à
l’intérieur de deux cylindres appelés “chemises” (le premier vérin remonte dans
sa chemise : aspiration du béton, simultanément, le second vérin descend :
poussée du béton).
Le nombre de cycles par minute “aspiration/poussée” permet de définir la
cadence de pompage en mètres cubes par heure.
Deux types de pompes existent aujourd’hui sur le marché : les pompes
automotrices à tuyaux ou à flèche de répartition et les pompes stationnaires.
Ces dernières sont plus spécialement utilisées en poste fixe sur des
chantiers de longue durée. Dans ce cas, le béton est transporté dans des
tuyauteries posées au sol qui alimentent un mât de bétonnage ou simplement,
assurent le remplissage d’un coffrage.
Deux systèmes de pompage complètent la gamme de l’offre en matériel :
- la pompe à pistons qui permet d’obtenir des débits de pompage importants
avec des bétons de consistance S 2 ;
- la pompe à rotor qui est plus adaptée aux pompages délicats, tel que le
pompage des bétons spéciaux (béton léger, béton autoplaçant, etc...).
Compte tenu du procédé de pompage, les caractéristiques initiales du matériau
béton sont préservées lors de son transport dans la tuyauterie de la
pompe à béton.
Le béton, à partir de la sortie de la flèche jusqu’au point de bétonnage, est
guidé par un tuyau flexible, il coule en continu jusqu’à son emplacement définitif
et conserve ainsi toute son homogénéité.
Dans le cas de bétonnage dans un coffrage, le tuyau flexible est descendu au
point bas du coffrage. Il est remonté simultanément avec le béton au fur et à
mesure du remplissage du coffrage, ce qui permet d’éviter toute chute du
béton.
Le pompage permet de mettre en oeuvre, dans les coffrages, des bétons de
consistance et de caractéristiques à l’état frais plus homogènes.
La mise en oeuvre du béton à la pompe permet aussi d’éviter les reprises de
bétonnage et d’assurer l’homogénéité des parements.
Le pompage permet d’accélérer la mise en oeuvre du béton.
Lors du bétonnage dans un coffrage, le gain de temps de coulage est essentiellement
dû à l’apport important et rapide de béton.
Le tuyau de la flèche reste en place à l’intérieur du coffrage jusqu’à la fin du
remplissage, contrairement au bétonnage à la grue qui nécessite des rotations
de remplissage/vidange de la benne à béton dont la capacité est limitée
à la performance de la grue.
Le bétonnage à la pompe permet de libérer la grue de chantier qui peut ainsi
être affectée à d’autres tâches
L’accès aux différents points de coulage d’un ouvrage est facilité par l’éventail
de longueurs de flèches (20 mètres à près de 50 mètres de portée) proposées
par les entreprises adhérentes au Syndicat National du Pompage du Béton
(SNPB).
Dans le cas d’un tablier de pont, le pompage permet d’amener le béton avec
précision au bon endroit. Il est possible d’installer une ou plusieurs pompes
en fonction des caractéristiques géométriques de l’ouvrage, du plan de
bétonnage et de la cadence de pompage retenue par l’entreprise et imposée
par le système d’étaiement afin d’assurer une bonne répartition des charges
sur l’ouvrage en cours de bétonnage.
Le pompage permet également de mettre en place du béton dans des zones
ou des coffrages difficilement accessibles.
Le choix du matériel de pompage à utiliser est fonction :
• de la partie d’ouvrage à bétonner (semelles, piles, culées, chevêtres,tablier...),
• des contraintes d’accessibilité du point de bétonnage (pour définir la longueur
de flèche),
• et de la cadence de bétonnage souhaitée.
La longueur de flèche doit être adaptée aux caractéristiques géométriques de
l’ouvrage et à l’emplacement de la ou des pompes.
Le choix du débit de la pompe est fonction de la capacité de production de
la centrale BPE et du nombre de camions malaxeurs affectés à l’approvisionnement
du chantier. Cette logistique doit être adaptée à la cadence théorique
de bétonnage prévue par l’entreprise qui dépend du personnel et du matériel
destinés à la mise en oeuvre du béton sur l’ouvrage.
Dans le cas d’utilisation d’une seule pompe, le bétonnage débutera, en principe,
à partir d’une culée, du point bas de l’ouvrage vers son point haut.
En cas d’utilisation de plusieurs pompes et selon le type d’ouvrage, elles
peuvent être disposées au niveau et de chaque côté des culées. Le bétonnage
se fait du centre de l’ouvrage vers les culées ou, plus rarement, des
culées vers le centre. Elles peuvent aussi être installées à un niveau inférieur
à celui du tablier à couler.
Dans la majorité des chantiers d’ouvrages d’art, un essai de convenance est
nécessaire pour valider la pompabilité de la formule de béton dans le
contexte du chantier.
Ces essais permettent d’optimiser à la fois la composition du béton (ouvrabilité,
consistance), la capacité et le débit de la pompe, la configuration des
installations ainsi que le mode opératoire du pompage.
En cas de présence d’une ligne électrique au-dessus de la zone d’implantation
de la pompe, il convient d’identifier la tension de la ligne et de contacter les
responsables d’EDF pour demander la coupure ou l’isolation temporaire de
l’alimentation de cette ligne. En cas d’impossibilité de coupure, l’opérateur de
la pompe devra respecter les distances d’approche conseillées de la ligne :
• minimum 3 mètres de distance pour 20000 volts,
• minimum 5 mètres pour 400000 volts.
Il est recommandé d’utiliser des pompes équipées de moyens de détection
de champs électriques qui permettent d’alerter en permanence le conducteur
de la pompe de la proximité d’une ligne électrique.
Ces dispositifs ne constituent néanmoins qu'une aide à la conduite et non une
sécurité absolue.
L’accès à l’aire de bétonnage (emplacement de la pompe et aire de manoeuvre
des toupies) doit être dégagé de tout obstacle pouvant :
• gêner l’approche des camions malaxeurs ;
• gêner les manoeuvres de la flèche de la pompe ;
• provoquer un accident corporel au personnel évoluant dans cette zone (par
exemple, le personnel de laboratoire chargé d’effectuer les prélèvements
pour la confection des éprouvettes de contrôle du béton ou le personnel
chargé de guider la toupie).
Si la surface de l’aire de bétonnage le permet, il est intéressant de positionner
deux toupies à l’arrière de la pompe pour améliorer la cadence de coulage en
optimisant le temps de manoeuvre des toupies.
D’une manière générale les contraintes de mise en oeuvre des BAP sont nettement
plus faibles que celles des bétons mis en oeuvre par vibration, grâce
à sa facilité de coulage sur de longues distances et de grandes hauteurs.
Les propriétés d’écoulement des BAP donnent lieu à la mise en place de
nouvelles procédures de remplissage des coffrages. Les caractéristiques du
BAP autorisent des cheminements horizontaux importants.
Le pompage permet une mise en oeuvre plus rapide du béton. L’extrême fluidité
des BAP nécessite de soigner particulièrement l’étanchéité des coffrages.
Il est important de vérifier que la poussée lors du coulage du béton ne
dépasse pas les limites de résistance des coffrages et de les dimensionner
pour résister à la pression quasi hydrostatique.
Dans certains cas (voile de très grande hauteur avec de très nombreuses
ouvertures), le coffrage doit être spécifiquement étudié.
Une cure efficace doit être mise en oeuvre le plus tôt possible après la fin du
bétonnage, particulièrement pour les surfaces horizontales afin d'éviter toute
évaporation précoce d'eau.
Les BAP ne nécessitent pas d’opération de surfaçage pour les applications
horizontales.
Ils peuvent être mis en oeuvre, soit de façon traditionnelle à la benne à manchette,
soit par pompage (en tête ou en pied de coffrage).
Le béton est mis en oeuvre par le haut du coffrage au moyen d’une goulotte.
La hauteur de chute dans les coffrages doit être limitée afin d’éviter toute
ségrégation en amenant le bas de la manchette en limite de la zone de bétonnage.
Il est nécessaire d’adapter les diamètres de la manche sous la benne par
rapport au béton traditionnel (Ø 60 à 80 mm au lieu de Ø 150 à 200 mm)
pour qu’elle puisse être introduite entre les armatures.
Pour maîtriser l’esthétique des parements, il convient de limiter au maximum
la hauteur de chute.
Cette méthode est adaptée en particulier pour les éléments verticaux de
grande hauteur. Elle supprime toute intervention en partie haute des coffrages.
Le béton est injecté en pied de coffrage.
Le tube plongeur doit être suffisamment introduit dans le coffrage pour limiter
au maximum la hauteur de chute. Cette méthode est adaptée au bétonnage
d’éléments verticaux
Comme pour tous les bétons, il convient lors des phases de bétonnage de
prendre en compte les conditions climatiques et de mettre en oeuvre des
dispositions particulières en dehors de la plage de température (+5°C à 30 °C).