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Bétons innovants : les résultats prometteurs de la collaboration entre Edycem et Centrale Nantes
Edycem a lancé une chaire de recherche avec l'école Centrale Nantes pour développer des bétons innovants - © © Charles Marion

Bétons innovants : les résultats prometteurs de la collaboration entre Edycem et Centrale Nantes

Maya Pic |  le 01/03/2018  |  SantéEnergieImmobilier

L’industrie du béton fait face à de nombreux défis : réduire l’empreinte carbone du matériau, améliorer son efficacité énergétique, augmenter sa résistance et sa durabilité, éviter les phénomènes de retrait… Conscient de ces enjeux environnementaux et réglementaires, Edycem a lancé en 2015 une chaire de cinq ans avec l’école Centrale Nantes pour perfectionner ses produits et poursuivre sa dynamique d’innovation. Bilan de mi-parcours.

Edycem, la branche béton du groupe Herige, collabore depuis plus de 15 ans avec l’école Centrale Nantes pour renforcer son expertise du matériau cimentaire et stimuler son service de recherche et développement. Afin d’intensifier sa démarche, l’industriel a signé en 2015, pour une durée de cinq ans, une chaire de recherche avec l’école. Baptisée « des bétons innovants pour de nouvelles applications », elle affiche trois objectifs prioritaires : améliorer les performances des produits Edycem, répondre aux évolutions réglementaires et aux défis environnementaux, étudier l’utilisation des sables de carrières et des granulats recyclés à la place des sables marins et alluvionnaires.

À mi-parcours, la chaire révèle des résultats prometteurs, grâce notamment à différentes thèses de doctorats dirigées par le professeur Ahmed Loukili. Comme l’explique Philippe Queneau, directeur général d’Edycem, « tous les travaux de la chaire ont été le carburant de notre développement commercial et ont créé un dynamisme à l’intérieur de l’entreprise en termes de produits et de services. Grâce à une meilleure connaissance de la composition et de la décomposition de nos produits, nous pouvons optimiser les prix de production, et l’innovation nous permet d’être en avance vis-à-vis de nos concurrents. »

De la chaux pour optimiser la chape fluide

L’une des recherches menées à l’Ecole Centrale de Nantes a porté sur l’optimisation du comportement de la chape fluide Kalkiss. Recherchée pour sa facilité d’application, la chape fluide autoplaçante est très sensible aux phénomènes de tuilage et de retrait. Elle affiche un volume de pâte élevé pour une très faible épaisseur et une grande surface d’échange avec l’air. À la mise en œuvre, l’humidité relative en surface se différencie rapidement de l’humidité interne, créant une flexion de la dalle, donc un tuilage, et un retrait plastique qui engendre faïençage et fissuration.

Les travaux menés par le doctorant Reda Jaffri ont consisté à limiter le gradient d’humidité relative et à jouer sur la ductilité du matériau, afin que la flèche ne soit pas trop importante. Ses essais ont montré que l’ajout de chaux hydraulique augmente la porosité du matériau, donc sa capacité à retenir l’eau et à conserver une humidité relative interne élevée. D’où une limitation des risques de tuilage. Et si le dosage de chaux est optimisé, il peut réduire le retrait de 25 à 30%. Par ailleurs, un travail de recherche est encore en cours afin d’étudier le dosage optimal en fibres qui permettrait d’éviter les fissurations de la chape.

De nouveaux matériaux pour le béton isolant

Une autre thèse, réalisée par la doctorante Siyimane Mohaine, est dédiée aux bétons isolants structurels (BIS), des bétons à faible conductivité thermique. L’objectif est de formuler des BIS avec l’adjonction de nouveaux matériaux permettant d’atteindre de faibles conductivités thermiques (0,5 voire 0,4 W/m.K), tout en conservant le caractère structurel du béton. En effet, la majorité des BIS sont aujourd’hui constitués de granulats légers incorporés à la place des granulats courants. Or ces granulats légers diminuent la résistance mécanique du béton et nécessitent d’augmenter le dosage en ciment. Les travaux sur cette formulation innovante de béton isolant structurel sont bien avancés et Edycem envisage de déposer prochainement un brevet.

50 % de sables de carrières

La raréfaction des sables marins et alluvionnaires étant un énorme enjeu environnemental, il incombe aux industriels d’en réduire leur consommation et de se tourner vers des matériaux alternatifs, comme les sables de carrières. Jusqu’à présent Edycem ne pouvait utiliser plus de 30 % de ces derniers pour produire ses bétons, proportion au-delà de laquelle la qualité du matériau diminuait. Grâce à une collaboration avec ses partenaires carriers - le tri en amont et la fourniture de qualités et de courbes de sables spécifiques -, l’entreprise a réussi à passer à une proportion de 50 % de sables de carrières dans la formulation de ses bétons à propriétés spécifiées (BPS) et jusqu’à 100 % dans la formulation de ses bétons non structurels.

10 % de granulats recyclés

Autre sujet sensible, le recyclage des granulats. Si l’utilisation de granulats de déconstruction est validée techniquement par le projet Recybéton, son déploiement est, pour le béton prêt à l’emploi (BPE), fortement limité par les normes et réglementations. Edycem s’est donc intéressé à leur utilisation pour le béton préfabriqué (BPF), aux normes plus souples. Des travaux menés par l’ingénieur Ahmed Bendimerad dans le cadre de sa thèse sur Recybéton et des études réalisées à l’Ifsttar de Nantes ont permis à l'industriel de réincorporer les granulats de ses propres rebuts, à hauteur de 10 % sans altérer les performances de ses produits. Dès 2018, une plateforme doit être créée dans son usine de Saint-Georges-de-Montaigu pour stocker, concasser et réinjecter 100 % de ses rebuts en production. Ceux-ci n’auront plus à être envoyés en centre de tri mais généreront de l’économie circulaire avec zéro déchet.

Des dalles connectées

L’industriel réfléchit également à la traçabilité et l’analyse du cycle de vie de ses bétons. Il a développé en 2017 avec Centrale Nantes la chape fluide connectée Smartcem. Des puces RFID sont incorporées dans la masse du matériau afin de faciliter les interventions au cours de la garantie décennale. Les applicateurs membres peuvent accéder, via une application sur smartphone, en temps réel et pendant dix ans, à diverses informations liées à la chape : nature du liant, résistance mécanique, marquage CE, référence de l’AT, nom du titulaire du DTA, site de production, date de mise en œuvre et nom de l’applicateur.

Au-delà de la chaire de recherche, Edycem se rapproche aussi de jeunes entreprises travaillant sur les nouvelles technologies. Il a mis en place un partenariat avec la start-up Flex Sense, qui a développé une solution de suivi en temps réel du taux de siccité d’une chape béton. Un capteur, intégré au béton au moment du coulage, transmet toutes les heures des informations indiquant le taux d'humidité de la dalle et émet une alerte dès que le taux de siccité recherché est atteint. Ces innovations technologiques, rendues possibles grâce à une synergie réussie entre industriels, chercheurs et jeunes entrepreneurs, préfigurent de nombreuses avancées dédiées au renouveau du béton.

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