Matériaux organiques spécifiques pour la construction
Lavoisier
Introduction
19
Yves Mouton
Première partie. Composites, textiles architecturaux et bois industriel
23
Chapitre 1. Matériaux composites et construction
25
Jean-François Caron
1.1. Introduction25
1.2. Les composites utilisés dans la construction27
1.2.1. Généralités27
1.2.2. Les fibres27
1.2.3. Le conditionnement des renforts30
1.2.4. Les matrices30
1.2.5. Les procédés de transformation et les semi-produits
pour la construction32
1.3. Les applications aujourd'hui33
1.3.1. Précontrainte et haubanage en matériaux composites33
1.3.2. Armatures de bétons35
1.3.3. Poutres de franchissement35
1.3.4. Tabliers composites36
1.3.5. Couvertures sandwich37
1.3.6. Quelques exemples de réalisations38
1.4. Perspectives et projets39
1.4.1. Franchissements et passerelles en composites40
1.4.2. Gridshells en composites43
1.5. Recommandations, normes et réglementations45
1.6. Composites et environnement. Eléments de réflexion46
1.7. Conclusion47
1.8. Bibliographie48
Chapitre 2. Les matériaux textiles. Applications architecturales
51
Bernard Maurin et Romain Ferrari
2.1. Introduction51
2.2. Les membranes textiles architecturales53
2.2.1. Les différents types de toile53
2.2.2. Le processus de conception54
2.3. L'ingénierie des membranes tendues56
2.3.1. Deux mots-clés : courbure et prétension56
2.3.2. La recherche de forme57
2.3.3. Le comportement sous actions extérieures59
2.3.4. La découpe de toile59
2.4. Eco-conception en architecture textile61
2.4.1. Recyclage des toiles61
2.4.2. Aspects thermiques63
2.5. Conclusion et perspectives64
2.6. Bibliographie66
Chapitre 3. Le bois de construction
67
Rémy Mouterde
3.1. Du pensable au possible68
3.2. La structure biologique70
3.2.1. Croissance70
3.2.2. De la planche aux molécules72
3.2.3. Composition75
3.2.4. Particularités du comportement physique77
3.3. L'approche industrielle du matériau86
3.3.1. L'amélioration du matériau naturel86
3.3.2. Les produits dérivés89
3.3.3. L'évolution des colles94
3.3.4. Evolutions des techniques constructives95
3.4. Conclusion100
3.5. Bibliographie101
3.6. Pour en savoir plus101
Deuxième partie. Les matériaux à base de liants organiques
103
Chapitre 4. Le bitume, la construction routière
et le développement durable
105
Bernard Lombardi
4.1. Un peu d'histoire105
4.1.1. Une histoire ancienne105
4.1.2. Premières définitions106
4.1.3. Le bitume à l'époque contemporaine107
4.1.4. L'utilisation du bitume en technique routière108
4.2. Les bitumes et liants bitumineux aujourd'hui109
4.2.1. Fabrication du bitume109
4.2.2. La composition du bitume110
4.2.3. La caractérisation simple du bitume112
4.3. Bitume, environnement et santé. Le règlement REACh114
4.3.1. Rappel relatif au règlement REACh114
4.3.2. Le bitume et le règlement REACh115
4.3.3. Le bitume et l'hygiène, la sécurité et l'environnement116
4.4. Le bitume et le développement durable119
4.5. Conclusion120
4.6. Bibliographie120
4.7. Pour en savoir plus121
Chapitre 5. Les mortiers industriels et la réparation des bétons
123
Pierre Boulanger et Paulo Goncalo
5.1. Définitions123
5.2. L'apport des composés organiques dans la formulation
des mortiers industriels124
5.2.1. Apports pour la mise en oeuvre124
5.2.2. Apports pour des performances attendues126
5.3. Le cas de la réparation des bétons129
5.3.1. La norme EN 1504129
5.3.2. La mise en oeuvre d'une stratégie de réparation130
5.3.3. Les familles de produits de réparation133
5.4. Conclusion134
5.5. Pour en savoir plus134
Chapitre 6. Des peintures en phase aqueuse pour limiter les émissions
de COV : intérêts et limites
135
Emmanuel Aragon et André Margaillan
6.1. Introduction135
6.2. Définition d'une peinture136
6.3. Principales caractéristiques et propriétés des peintures
en phase aqueuse137
6.3.1. Historique du développement des peintures en phase aqueuse137
6.3.2. Différents types de peintures en phase aqueuse138
6.3.3. Processus de formation du film dans le cas des émulsions138
6.3.4. Différentes familles de produits139
6.4. Avantages et inconvénients à l'utilisation de l'eau comme solvant140
6.4.1. Avantages140
6.4.2. Inconvénients140
6.4.3. Risques en matière d'hygiène et sécurité (H et S)143
6.4.4. Conclusion143
6.5. Avantages et inconvénients à l'utilisation des peintures à l'eau
par rapport aux autres solutions alternatives143
6.5.1. Peintures en poudre144
6.5.2. Peintures à réticulation sous rayonnement144
6.5.3. Peintures à haut extrait sec145
6.6. Conclusion : nécessité d'établir un écobilan145
6.7. Bibliographie146
Troisième partie. Les composés organiques incorporés
dans les mélanges cimentaires
149
Chapitre 7. Les adjuvants de rhéologie
151
Nicolas Roussel
7.1. Historique des adjuvants de rhéologie151
7.2. Comportement macroscopique et interactions microscopiques
dans une suspension cimentaire153
7.2.1. Composants et composition des suspensions de ciment154
7.2.2. Les interactions inter-particulaires à distance155
7.2.3. Les interactions de type contact159
7.2.4. Les effets hydrodynamiques161
7.3. Conclusion163
7.4. Bibliographie164
Chapitre 8. Les apports des adjuvants organiques dans les procédés
de construction
167
François Cussigh
8.1. Introduction167
8.2. Situation sans l'apport de la chimie organique167
8.3. Apport des superplastifiants168
8.4. Exemple des coulis d'injection de précontrainte168
8.5. Les bétons à haute performance169
8.6. Les bétons autoplaçants171
8.7. Les bétons fibrés à ultra hautes performances174
8.8. Les bétons courants174
8.9. Perspectives175
8.10. Bibliographie175
Chapitre 9. Les fibres organiques dans les matériaux cimentaires
177
Laetitia d'Aloia-Schwartzentruber
9.1. Introduction177
9.1.1. Caractéristiques des principales fibres179
9.1.2. Les applications des matériaux cimentaires fibrés en génie civil179
9.2. L'utilisation des fibres organiques dans les matériaux cimentaires181
9.2.1. L'apport des fibres organiques181
9.2.2. Les fibres organiques les plus employées
dans les matériaux cimentaires181
9.2.3. Le composite fibre organique/matériau cimentaire183
9.3. Retour sur l'utilisation de quelques fibres organiques184
9.3.1. Les fibres de polypropylène184
9.3.2. Les fibres végétales193
9.4. Contribution des fibres organiques au recyclage197
9.5. Conclusion198
9.6. Bibliographie200
Quatrième partie. Problématiques spécifiques
aux matériaux organiques : le collage, les méthodes de caractérisation
205
Chapitre 10. Le collage, méthode de construction
207
Thierry Chaussadent
10.1. Réflexions préliminaires207
10.2. Introduction208
10.3. Théorie du collage et conclusions pratiques209
10.3.1. Aspects microscopiques du collage209
10.3.2. Aspects macroscopiques. Adhérence et propriétés mécaniques
des assemblages collés211
10.4. Formulation des produits et mise en oeuvre213
10.4.1. Les adhésifs utilisés en construction213
10.4.2. Mise en oeuvre du collage215
10.5. Vieillissement des assemblages collés217
10.5.1. Aspects microscopiques217
10.5.2. Aspects macroscopiques219
10.6. Pistes de progrès pour le développement de l'utilisation du collage
en génie civil220
10.6.1. Limitation des contraintes mécaniques220
10.6.2. Choix de l'adhésif et gestion de la mise en oeuvre220
10.6.3. Prévision de la durabilité et suivi in situ221
10.7. Conclusion222
10.8. Bibliographie222
Chapitre 11. Renforcement des ouvrages d'art en béton par la technique
du collage de matériaux composites
225
Marc Quiertant
11.1. Introduction225
11.2. Matériaux composites pour la réparation et le renforcement
des ouvrages227
11.3. Historique du développement des techniques de réparation
des ouvrages d'art par composites collés231
11.4. Principes du fonctionnement mécanique d'un renforcement
de structure par composites collés232
11.4.1. Structures sollicitées en flexion : renforcement
des zones tendues232
11.4.2. Structures sollicitées en flexion : renforcement vis-à-vis
du cisaillement236
11.4.3. Eléments sollicités en compression237
11.5. Généralités concernant la mise en oeuvre des PRF collés
sur support en béton239
11.5.1. Contrôle de la qualité du support et de l'adhérence240
11.5.2. Préparation du support240
11.5.3. Pose du PRF241
11.5.4. Couches de finition ou de protection243
11.6. Conclusion. L'avenir du renforcement par PRF collés244
11.7. Bibliographie244
Chapitre 12. Durabilité des interfaces de collage béton/composite
soumises à un vieillissement accéléré
247
Karim Benzarti, Marc Quiertant, Sylvain Chataigner
et Christophe Aubagnac
12.1. Introduction247
12.2. Résultats expérimentaux et discussions248
12.2.1. Etude du vieillissement d'interfaces de collage modèles
béton/composite et suivi des propriétés mécaniques
par test d'arrachement248
12.2.2. Vieillissement de blocs de béton renforcés
par matériaux composites et suivi des propriétés mécaniques
à la fois par essais d'arrachement et de cisaillement255
12.3. Conclusion267
12.4. Remerciements268
12.5. Bibliographie268
Chapitre 13. La caractérisation des matériaux organiques utilisés
en génie civil par des méthodes chimiques et physico-chimiques
271
Fabienne Farcas
13.1. Liants bitumineux271
13.1.1. Bitumes purs272
13.1.2. Bitumes spéciaux278
13.1.3. Les bitumes modifiés par des acides
polyphosphoriques (BmAPP)282
13.2. Les peintures anticorrosion284
13.2.1. Vieillissement des liants de peinture aux caoutchoucs chlorés285
13.2.2. Vieillissement des liants de peintures polyuréthane,
acrylique-uréthane et alkyde-uréthane287
13.3. Les adjuvants organiques dans les matériaux cimentaires290
13.3.1. Evolution des superplastifiants «classiques» dans les pâtes
de ciment durcies290
13.3.2. Les adjuvants de nouvelle génération294
13.4. Conclusion296
13.5. Bibliographie296
Cinquième partie. Matériaux organiques, construction architecture
et développement durable
301
Chapitre 14. Les matériaux organiques
et la conception architecturale durable
303
Michel Paulin
14.1. Un contexte en évolution accélérée303
14.1.1. Les pratiques de l'après-guerre303
14.1.2. Le premier choc pétrolier304
14.1.3. Nouvelle modernité et patrimoine305
14.1.4. L'ère du développement durable305
14.2. De nouvelles pratiques des concepteurs306
14.2.1. Le renouveau de l'approche systémique306
14.2.2. La conception performantielle307
14.2.3. L'évolution des responsabilités307
14.2.4. La complexité réglementaire308
14.2.5. L'incidences des NTIC sur les projets309
14.3. Nouvelles approches des matériaux et des ouvrages309
14.3.1. Un nouveau statut des matériaux dans la société309
14.3.2. Le déficit d'image des matériaux organiques310
14.3.3. La spécificité des matériaux composites310
14.3.4. La double approche : low-tech et high-tech311
14.3.5. L'irruption de l'échelle nanoscopique311
14.4. Quels espoirs pour la création architecturale ?312
14.4.1. Les matériaux organiques et la structure des édifices312
14.4.2. Les matériaux organiques pour les enveloppes du bâtiment314
14.4.3. Et pour le futur316
Chapitre 15. Apports spécifiques des matériaux à comportement visqueux
dans la construction
319
Bernard Halphen
15.1. Introduction319
15.2. La viscosité du béton frais : une propriété à prendre en compte320
15.3. La viscosité et les produits d'injection322
15.4. Viscosité et autoréparation323
15.5. Viscosité et amortissement324
15.6. Conclusion327
15.7. Bibliographie327
Chapitre 16. L'organique en construction : jusqu'où ?
329
Henri Van Damme
16.1. Une peau structurée, décorée et communicante330
16.2. Une surface de captage d'énergie331
16.3. Une enveloppe autonettoyante et dépolluante332
16.4. Une enveloppe autoréparante333
16.5. Une enveloppe climatisante334
16.6. Conclusion335
16.7. Bibliographie335
Chapitre 17. Réflexions sur la prospective dans la recherche
et le développement de matériaux innovants
337
Jean Billard
17.1. De la difficulté de la prévision337
17.2. L'état actuel338
17.3. Tentatives d'extrapolations339
17.3.1. Les ressources primaires340
17.3.2. Quelques tendances de la société341
17.3.3. La complexité des systèmes techniques342
17.3.4. La recherche343
17.4. Futurologie347
17.5. Conclusion348
17.6. Bibliographie349
Conclusion
351
François Buyle-Bodin
Acronymes et sigles
359
Index
363
Les auteurs
365