FABRICATION INDUSTRIELLE DU BETON RENFORCE DE FIBRES

FABRICATION INDUSTRIELLE
DU BETON RENFORCE DE FIBRES
Claude MAILLE
BEKAERT FRANCE
Yves VANCRAEYNEST
BEKAERT BELGIQUE
En prenant l'initiative du programme
de Villefranche s/Mer (voir tunnels et
ouvrages souterrains n" 92 mars/avril
89) il y a plus de dix ans, les responsables de la SNCF plaçaient le béton
projeté renforcé de fibres d'acier sur
le devant de la scène
Le chemin parcouru depuis et les acquis sont considérables
L'essai de «poinçonnement-flexion»
mis au point par le laboratoire Alpes
Essais avec l'aimable collaboration
de la SNCF lors de ce programme,
allait en effet permettre pour la première fois
I de comparer le comportement
d'un béton projeté sur treillis soudé à
celui de bétons projetés additionnés
de différentes fibres nature, mode
de fabrication, profil, etc.
I de définir et d'évaluer une performance pour ces différents matériaux l'énergie absorbée au cours
de la déformation contrôlée d'une
éprouvette
béton renforcé de fibres Dramix®
préfabriqués par Météor à la demande de la RATP étaient mis en
place avec succès (Dimensionnement • Bouygues, LCPC et Bekaert,
formulation du béton et validation
LCPC).
Il était donc permis de penser, qu'à
terme, le marché potentiel des bétons renforcés de fibres d'acier dans
les travaux souterrains, projetés ou
coulés, allait croître considérablement, en même temps que la taille
des chantiers
La question de la mécanisation totale
de la fabrication du matériau était
donc posée
Jusqu'alors, l'introduction des fibres
variait selon
I de prescrire et moduler selon les
besoins, cette performance pour la
mise en œuvre de bétons projetés
renforcés de fibres d'acier dans le
cadre des différents marchés.
En France, la projection de ce nouveau matériau s'est, dès lors, régulièrement développée
I sur l'ensemble du territoire,
I dans les différents types de travaux :
• régénération des tunnels existants,
• soutènement provisoire dans le
creusement des tunnels routiers
• soutènement provisoire dans le
creusement des tunnels ferroviaires.
Mais ce nouveau matériau a également intéressé certains des intervenants dans les techniques de creusement au tunnelier.
En effet presque simultanément, trois
voussoirs pour Eole 35b (dimensionnement DG Construction et Bekaert,
préfabrication Partek Morin) et trois
anneaux complets de voussoirs en
I la nature de la fibre ou le fabricant,
I l'ouvrage réalisé,
I le prestataire.
Elle avait généralement lieu soit en
centrale, directement dans ie malaxeur ou par l'intermédiaire d'un
skip ou d'un tapis de reprise, soit en
toupie, dans un béton prêt à l'emploi
Toujours manuelle, cette opération
pouvait nécessiter, en présence de
fibres libres, l'utilisation d'un «déméleur» pour éviter la formation d'oursins.
Le plus souvent les déméleurs sont
mécaniques. Le transport des fibres
a heu par gravité ou sous l'effet d'une
soufflerie
La durée du démêlage varie,
selon le
dosage en fibres par m ! de béton, le
nombre total de fibres que cela représente et leur rapport L/D ; cette
durée peut excéder la durée de malaxage et donc l'allonger.
A cette époque les fibres étaient
conditionnées en sacs ou cartons de
20 ou 30 kg.
Dans une procédure de fabrication
du béton totalement automatisée, les
fibres d'acier restaient donc le seul
élément introduit à la main avec
toutes les conséquences possibles
du point de vue :
I des garanties quant au respect du
dosage nominal,
I de la pénibilité de la tache.
Rappelons ici que l'encollage en
plaquettes des fibres Dramix était
déjà un premier élément, et un élément déterminant, de cette mécanisation.
En effet, l'encollage en plaquettes
dispense de l'impérative opération de démêlage lors de l'intro-
Grand sac en attente de vidange, au dessus du
doseur Skako 2,5001 installé sur la Centrale Béton
Chantier de Provence, Carrière des Romarins, Tunnel
de Marseille, Groupement Fougerolle-Ballot, TGV
Méditerranée
duction de fibres «libres» dans le malaxeur, opération aléatoire et d'autant
plus longue que les fibres introduites
sont performantes (grand rapport
L/D) ; ce qui augmente la durée de
malaxage et diminue par conséquent
la production de béton, sans pour au-
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS — N° 144 — NOVEMBRE/DECEMBRE 1997
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Fibres Dramix EP 30/50 réparties sur la rampe hélicoïdale du doseur VJL Sf.
L'ordinateur du doseur VJL S.F. est commandé par l'ordinateur
L'éjection a lieu par le haut
de la centrale Pataud. La jetée de fibres est imprimée sur le B.L. du béton libre
(Uriol et Petit Brion, SATM)
tant supprimer tous les risques de
mise en oursins.
L'encollage en plaquettes permet
donc d'introduire les fibres Dramix
en amont du malaxeur, dont l'accès
fait l'objet de mesures de sécurité
très contraignantes, sur les agrégats,
dans un skip ou un tapis de reprise, à
l'endroit le plus accessible.
Pour éviter le handicap rédhibitoire, que constitue la formation
d'oursins, les fabricants de
fibres libres qui décident malgré
tout leur introduction dans le
skip ou sur le tapis de reprise
sont condamnés à une réduction
drastique des performances de
leurs fibres, en ramenant leur
rapport L/D entre 40 et 45.
Ceci n'est pas sans conséquence
sur le dosage à mettre en œuvre et
sera immédiatement traduit dans le
résultat de l'essai «poinçonnementflexion».
Fort de cet avantage, Bekaert pouvait, avant tout autre, proposer à ses
clients, en même temps que les
fibres les plus performantes sur le
marché, des équipements de pesage
et d'introduction automatiques pour
les plus gros chantiers.
Ces «gros» chantiers se caractérisaient tous, à l'origine, par une importante consommation pendant un
délai très court, par exemple : 300 t
sur un mois.
Le matériel était surdimensionné
pour répondre à une intense sollicitation, l'extraction des fibres ayant
lieu par le haut sur une sorte d'escalier mécanique, avec déversement
dans trois petites trémies peseuses
(SOkgmaxi).
La jetée était dirigée soit dans le skip
soit sur le tapis de reprise, directement ou par l'intermédiaire d'une
petite bande transporteuse.
L'emprise au sol était importante.
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La mise en route était automatique,
mais l'informatique était rudimentaire.
Les fibres étaient conditionnées en
caisses palettes d'une tonne.
La généralisation de l'emploi du
béton projeté renforcé de fibres
d'acier dans les tunnels creusés traditionnellement, dans leurs dimensions les plus courantes, a fait apparaître un nouveau type de «gros»
chantiers dont la consommation globale de fibres reste certes importante, de l'ordre de plusieurs centaines de tonnes, mais qui, compte
tenu du délai d'exécution ou du
nombre d'attaques équipées d'un
poste béton se ramènent à seulement quelques centaines de kg par
jour.
En outre, le marché potentiel des
voussoirs en béton renforcé de
fibres imposait la prise en compte
des usines de préfabrication dans
les sites à équiper impérativement !
Enfin, d'autres gros chantiers de T.P.
sont venus remplacer les traditionnelles pistes de chars, par exemple
le radier immergé de Berlin.
Bekaert se devait donc de reprendre
le problème à la base en redéfinissant, avec chaque utilisateur-type,
de nouveaux cahiers des charges !
Les critères de base suivants ont été
retenus :
I simplicité de conception,
I compacité dimensionnelle,
I capacité modulable, mais minimum
1,500 t pour approvisionnement en
grands sacs de plus de 1 tonne,
I fiabilité de fonctionnement,
I capacité informatique,
I robustesse,
I maintenance assurée sur les cinq
continents,
I prix d'achat et rapport technico/économique
I délai de mise à disposition,
I fabricant référencé dans le métier.
A la suite d'une large consultation internationale et d'une analyse approfondie des offres, Bekaert a sélectionné les équipements suivants :
I Weighpack ................capacité ItSOO
I Skako............capacité ItSOOet 21500
I Vibrations anlaggningar AB(V.A.)
typeSF .....................capacité H500
I V.A. type SF
cuve amovible............capacité ItSOO
Ce dernier modèle est remarquablement adapté aux besoins des usines
de préfabrication susceptibles d'utiliser plus d'un type de fibres : un seul
bâti-moteur suffit et autant de cuves
que de types de fibres
Le matériel est mis à la disposition de
l'utilisateur selon différentes procédures, celles-ci étant discutées en
même temps que le marché de fourniture des fibres, dont elles constituent
un avenant.
Si l'utilisateur souhaite acheter luimême le matériel, il se met directement en relations avec le fabricant.
En France le 1" doseur de fibres, type
Weighpack, a été mis à la disposition
de SATM, sur le site des tunnels
d'Aiguebelle et des Hurtières (A43)
Groupement Sotrabas, à compter du
mois d'août 1994.
Cette installation a fait partie du programme de la visite AFTES Sud-Est de
février 1995.
Ce matériel fonctionne actuellement
sur la centrale SATM qui approvisionne le tunnel d'Orelle (A43)
Groupement Campenon Bernard
SGE.
Chantiers équipés par la suite en
France :
I Béton Chantiers Provence, sur le site
du Puits Carrière pour le tunnel de
Marseille (TGV
Méditerranée)
Groupement Fougerolle Ballot.
-1 modèle SKAKO, ......capacité 2t500
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I Béton de France, centrale de
Marignane pour le tunnel des Pennes
Mirabeau (TGV Méditerranée) groupement SPE BORE
-1 modèle V.A. SF ........capacité U500
I Béton Chantiers PRET, tête nord et
tête sud du tunnel de Tartaiguille
(TGV Méditerranée) groupement
Quillery
- 2 modèlesV.A. SF......capacité ItSOO
» SATM, tunnels d'Uriol et Petit Brion
(A51 ) groupement Pizzarotti
- 1 modèle V.A. SF à cuve amovible
......................................capacité ItSOO
Tous ces appareils sont approvisionnés par grands sacs de ItlOO. Les
grands sacs doivent être stockés à
l'abri des intempéries.
Les doseurs doivent être protégés
contre la pluie et le vent.
Le branchement de ces machines requiert la collaboration du fabricant
de la centrale à béton ou des automates.
L'ordinateur de la centrale doit commander l'ordinateur du doseur de
fibres.
Les doseurs fonctionnent tous sur le
même principe :
) extraction des fibres par vibration,
I évacuation frontale de la jetée au
niveau inférieur de la cuve prismatique des modèles Weighpack et
Skako,
I évacuation de la jetée sur rampe
hélicoïdale au niveau supérieur de la
cuve cylindrique des modèles V.A.,
I pesée négative contenant/contenu
sur tous les modèles.
La rapidité de pesée s'obtient grâce
à une l"1" fréquence de vibration très
forte.
Le respect de la tolérance sur le do-
Scandinavie
Arabie
Grande Bretagne
Allemagne
Espagne
Portugal
Italie
Corée
Suisse
sage nominal s'obtient grâce à une
seconde fréquence de vibration plus
faible.
L'ordinateur du doseur corrige automatiquement les écarts de pesée supérieurs à la tolérance admise.
Pour palier une panne éventuelle du
doseur ou de la centrale proprement
dite, il est nécessaire de prévoir des
stocks de fibres en sacs pour introduction manuelle dans les centrales
principales et de secours, sans matériel spécifique ni baisse de la production.
En dehors de la France, de nombreux chantiers ont été équipés de
par le monde, dans les dernières années. Os concernent toutes les utilisations potentielles du béton renforcé de fibres d'acier :
I dallages industriels,
I chaussées routières, portuaires et
aéronautiques, civiles et militaires,
I préfabrication (voussoirs)
I béton projeté
On dénombre :
10 doseurs V.A.
4 doseurs SKAKO
4 doseurs VA et SKAKO
5 doseurs VA et SKAKO
8 doseurs VA et SKAKO
1 doseur VA
3 doseurs VA
3 doseurs VA
3 doseurs VA et SKAKO
Depuis 5 ans
Depuis 5 ans
Depuis 3 ans
Depuis ï 0 ans
Depuis 10 ans
Depuis 2 ans
Depuis 10 ans
Depuis î an
Depuis 5 ans •
Doseur V.A. S.F. installé sur la centrale SATM à Uriol Sud. Les grands sacs
sont stockés à couvert te long du tapispeseur. Les grands sacs sont
manutentionnés par un chargeur.
SM
Q*
La prochaine Assemblée Générale de FAITES se tiendra à Sao Paulo (Brésil) les 26 et 29 avril 1998 à l'occasion du World
Tunnel Congress'98, organisé par l'Association Brésilienne des tunnels.
Le dernier bulletin contenant le formulaire d'inscription au congrès est paru. Les personnes intéressées peuvent se le procurer
auprès de :
!
SOMA - R. Atlantica, 81 - 01440-000
Sao Paulo - SP - Brésil
Photw* : {55 11} 852-1Î22 - Fax: (5S11} 8S2-1Î1Q
e-mail:somamast<|>cwaynet.com.br
L'AFTES demande à ses membres qui participeront à ce congrès de bien vouloir en informer sort secrétariat (coordonnées en
première page de revue).
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