Projection béton – que l’on parle de voie mouillée ou de voie sèche - et fibres sont des éléments pour ainsi dire indissociables. Dans la pratique, l’utilisateur a le choix entre deux options principales : d’un côté, les fibres métalliques et, de l’autre, les fibres synthétiques. Chacune d’entre elles apporte des réponses particulières en fonction des besoins. Cela va du renforcement structurel à la protection au feu, en passant par la limitation du rebond, de la fissuration à jeune âge, à long terme ou encore la tenue aux agressions chimiques... Petit focus sur les offres et produits actuels des industriels de la fibre.

Retrouvez cet article dans le n° 84 de Béton[s] le Magazine

Fibre de béton projeté [©ACPresse]
Fibre de béton projeté [©ACPresse]

Les fibres jouent le rôle de micro-armatures qui permettent de maîtriser la fissuration des bétons. Lors de la projection, elles aident au renforcement et à la tenue des bétons à l’état frais. Elles se déclinent en plusieurs familles, selon la nature des matériaux qui les composent. 

ArcelorMittal : Quatre fibres pour la projection

Adaptée à la projection, la fibre de nouvelle génération HE+ 55/35GL d’ArcelorMittal offre une résistance à la traction de 1 800 N/mm2. [©ArcelorMittal]

Adaptée à la projection, la fibre de nouvelle génération HE+ 55/35GL d’ArcelorMittal offre une résistance à la traction de 1 800 N/mm2.
[©ArcelorMittal]

ArcelorMittal conçoit, produit et commercialise des fibres métalliques depuis plus de 30 ans. Concernant les bétons projetés, l’industriel propose quatre types de fibres : trois “à crochets” et un “bouts aplatis”. Fibre de nouvelle génération, la HE+ 55/35GL offre une résistance à la traction, de 1 800 N/mm2. Ses propriétés élevées permettent de renforcer les bétons projetés, qui exigent des valeurs importantes d’absorption d’énergie (Joules). Ce qui donne de hautes résistances à la flexion résiduelle pour réaliser des revêtements (parois, tunnels) performants, avec des dosages plus faibles que les fibres standards. La fibre HE+ 55/35GL est la fibre pour l’avenir des bétons projetés. Elle est encollée, permettant une répartition homogène dans le béton et limitant le risque de formation “d’oursins” ou de “pelotes”. Sa longueur de 35 mm autorise une utilisation avec des lances manuelles ou sur robots de projection courants, en voie sèche comme en voie mouillée. Enfin, son diamètre fin de 0,55 mm sature la matrice cimentaire avec une densité de plus de 15 000 fibres/kg. Identique à la HE+ par ses dimensions, la HE 55/35GL se distingue par une résistance à la traction limitée à 1 200 N/mm2. Mais elle est inscrite sur la liste d’aptitude de la SNCF pour les bétons RIG (Résistances Initiales Garanties). Non encollée, la HE 75/35 est une fibre de diamètre 0,75 mm et 35 mm de longueur. D’une résistance à la traction de 1 200 N/mm², elle est utilisée de préférence lorsque des dosages importants sont imposés, limitant l’impact économique du dosage. D’un diamètre 0,60 mm pour une longueur de 36 mm, la FE 60/36 est la fibre à bouts aplatis de la gamme. De par son design, elle diminue le rebond lors de la projection, mais nécessite un dosage plus élevé par son ancrage plus faible dans la matrice cimentaire, en comparaison aux fibres à crochets.

Bekaert : La fibre, accompagnement inclus

Fibres métalliques 3D ou 4D et projection béton : une histoire qui dure depuis près de 30 ans. [©Bekaert]

Fibres métalliques 3D ou 4D et projection béton : une histoire qui dure depuis près de 30 ans.
[©Bekaert]

Dans les années 1990, Bekaert a lancé une gamme de fibres métalliques. Répondant au nom de Dramix, ces fibres sont adaptées à une grande variété d’applications, allant du dallage à la préfabrication structurelle. Ceci, en passant par l’habitat, le renfort de talus en béton projeté. Enfin, dans le monde souterrain, elles satisfont tant au renfort des voussoirs préfabriqués qu’à la projection béton. En effet, dans une gamme qui va de 30 à 60 mm de long, la fibre dénommée 3D 65/35 (35 mm) est la plus souvent utilisée pour être projetée, soit par un opérateur (certifié Asquapro), soit par un robot. Cette fibre existe en version galvanisée ou non (en fonction du besoin). Elle est certifiée par la SNCF depuis plus de 15 ans. Depuis quelques mois, une nouvelle génération de fibre - la 4D 65/35 - est commercialisée pour permettre une meilleure résistance structurelle, avec un dosage moindre. Elle offre une résistance à la traction de 1 850 MPa, soit 40 % de plus par rapport à la 3D, car elle possède un segment de crochet en plus. Sa présentation sous forme de plaquette encollée permet d’éviter toute forme d’oursin dans le béton, qu’il soit projeté en voie sèche ou mouillée. Bien plus qu’un simple fournisseur de fibres, Bekaert accompagne les utilisateurs, tant dans le dimensionnement des ouvrages (selon les normes en vigueur), que pour assurer la livraison au plus près des chantiers, partout dans le monde.

BASF CC : Une bonne capacité d’ancrage

Les MasterFiber 151 SPA de BASF CC se dispersent sans difficultés dans le béton. [©ACPresse]

Les MasterFiber 151 SPA de BASF CC se dispersent sans difficultés dans le béton.
[©ACPresse]

La MasterFiber 151 SPA de BASF CC est une fibre polypropylène de dernière génération, destinée exclusivement aux renforcements des bétons projetés par voie humide ou par voie sèche. Elle est adaptée à une utilisation en conditions souterraines humides et à des constructions en infrastructure exposées à l’humidité. Extrudée à partir de polymère polyoléfine, offrant ainsi une haute résistance aux attaques acides/alcalis, cette fibre est conforme à la norme EN 14889-2 en classe 2. Elle permet d’atteindre d’excellentes performances en énergie d’absorption du béton, performances recherchées par les acteurs de la projection, tout en respectant le maintien de la rhéologie et la bonne mise en œuvre du béton projeté. Sa forme plate et étroite assure une bonne capacité d’ancrage. Les MasterFiber 151 SPA se dispersent sans difficultés dans le béton lors de l’ajout en centrale. Leur dosage peut varier de 2 à 10 kg/m3selon les propriétés recherchées, la voie de projection et la formulation du béton. Enfin, ces fibres sont conditionnées en sacs polyéthylènes de 5 et 6 kg. Elles se présentent sous la forme de faisceaux entourés d’un film hydrosoluble.

Chryso : L’alternative synthétique

 

Chryso propose plusieurs produits autour du béton projeté, dont la macro-fibre synthétique Chryso Gunita 50 S. [©Chryso/Bruno Mazodier]

Chryso propose plusieurs produits autour du béton projeté, dont la macro-fibre synthétique Chryso Gunita 50 S.
[©Chryso/Bruno Mazodier]

Chryso propose une offre globale autour du béton projeté : macro et micro-fibres, raidisseurs… La macro-fibre synthétique Chryso Gunita 50 S répond aux exigences des bétons projetés de classe A, B ou C, selon la norme EFNARC ou ASTM. Son objectif principal est de remplacer les fibres métalliques (pour les bétons projetés de classes A et B). Son dosage moyen représente 7 kg/m3quand la fibre métallique est autour de 30 kg/m3. Elle offre une bonne pompabilité du béton et limite l’usure du matériel utilise. Avec sa Chryso Gunita 50 S, l’industriel garantit à ses utilisateurs une solution anti-corrosive avec une bonne capacité d’absorption d’énergie. Le tout sans risques de percer la membrane d’étanchéité. Le produit est livré en “sushi” hydrosoluble, afin de faciliter la manutention, d’améliorer la dispersion des fibres et de favoriser le gain d’espace de stockage. Parmi sa gamme de produits, Chryso dispose aussi des Chryso Fibre Syntec 12 et Fibrin 23 D. Ces micro-fibres synthétiques mono-filamentaires s’utilisent pour la projection de mortier ou de micro-béton pour la rénovation de conduits hydrauliques et la réfection de canaux hydrauliques sans reprise de charges.

Eurofibres : Une bonne résistance au feu

Dans sa gamme, Eurofibres préconise l’utilisation de fibres multi-filamentaires courtes pour la réalisation de béton projeté. [©Eurofibres]

Dans sa gamme, Eurofibres préconise l’utilisation de fibres multi-filamentaires courtes pour la réalisation de béton projeté.
[©Eurofibres]

Eurofibres préconise l’utilisation de fibres multi-filamentaires courtes de 6 mm pour la réalisation de bétons projetés. « L'intérêt des fibres dans cette application est de limiter les fissures de retrait, mais aussi de garantir une meilleure accroche au support, explique Aïcha Beck, chef des ventes d’Eurofibres.Cette technique permet d’éviter la chute importante de matériaux, un gain économique et de temps. Dans le cadre de mise en œuvre de bétons “standards”, la REF 506 de 6 mm/20 µ est largement suffisante. »Par ailleurs, si la résistance au feu est un paramètre critique, Eurofibres propose la HPR 15/6 de 6 mm de long pour 15 µm de diamètre. « Cette fibre est plus fluide que la standard en cas d'incendie. Elle peut se liquéfier comme de l’eau. Elle permet ainsi d’éviter l'écaillage du béton. Du fait que plus la fibre fond, plus le réseau de capillarités est important et laisse échapper la vapeur d'eau. »Enfin, la HPR augmente la stabilité du béton, tout en réduisant les phénomènes d’affaissement.

Omya - Contec : La fibre verte

Contec propose la Fibrofor Green, une fibre plus responsable et d’origine végétale. [©Omya]

Contec propose la Fibrofor Green, une fibre plus responsable et d’origine végétale.
[©Omya]

En 2019, le Suisse Contec a investi le marché français. Spécialisé dans la fabrication de fibres, cet industriel est désormais représenté par Omya sur le territoire national. Proposant des solutions pour différentes applications, Contec dispose de deux classes de produits. Les micro-fibres (Multi, Standard, Green, High Grade et Diamond) et les macro-fibres Concrix. De plus, le fabricant a rajouté une nouvelle fibre à sa gamme… D’origine naturelle, la Fibrofor Green est issue de matériaux renouvelables à l’impact carbone neutre. Cette fibre “green” contribue ainsi au stockage de 1,5 t de CO2atmosphérique pour 1 t de matériaux utilisés. De plus, la Fibrofor Green permet d’améliorer le retrait plastique et réduit l’espace de stockage et les coûts grâce à un dosage plus faible (300 à 600 g/m3selon les matériaux et les applications). Cette solution peut être mise en œuvre pour la réalisation de sols industriels, de surfaces extérieures, d’ouvrages agricoles, d’infrastructures, d’éléments préfabriqués et, bien entendu, de bétons projetés.

Saint-Gobain Seva : De série dans les mortiers

Les fibres métalliques amorphes Fibraflex de Saint-Gobain Seva sont constituées d’un alliage de fer et de chrome. [©Saint-Gobain Seva]

Les fibres métalliques amorphes Fibraflex de Saint-Gobain Seva sont constituées d’un alliage de fer et de chrome.
[©Saint-Gobain Seva]

Parmi les fibres utilisées dans les bétons projetés, certaines répondent aux exigences particulières d’applications spécifiques… Fabriquées par Saint-Gobain Seva à Chalon-sur-Saône (71), les fibres métalliques amorphes Fibraflex sont constituées d’un alliage de fer et de chrome, et produites selon un procédé particulier de fonderie et d’hypertrempe. Ceci leur confère des caractéristiques particulières de finesse, de flexibilité et de résistance à la traction : 1 400 MPa minimum garantis. Par ce biais, elles bénéficient aussi d’une excellente tenue face à la corrosion, ce qui les rend pertinentes pour des utilisations en béton projeté par voie mouillée, tant en réhabilitation qu’en renforcement des réseaux hydrauliques souterrains visitables. A ce titre, les fibres Fibraflex entrent dans la composition des nouveaux mortiers de réparation weberep VM 265 et 266. En l’occurrence, il s’agit de la fibre FF20 L6, très bien adaptée à ce type d’usages, de par sa géométrie : 20 mm de long, 1,6 mm de large et 29 µm d’épaisseur. Comme toute la gamme Fibraflex, cette fibre bénéficie du marquage CE, délivré par le Cérib en “système 1”, c’est-à-dire “pour utilisations structurelles”, conformément à la norme. De manière usuelle, les réseaux hydrauliques souterrains visitables sont renforcés par projection voie mouillée, d’une épaisseur de 6 à 8 cm de mortier sur une armature en treillis soudé galvanisé. Toutefois, une étude réalisée entre 2013 et 2017 a permis de valider une méthode de dimensionnement et une loi de comportement représentative d’un mortier renforcé de fibres métalliques amorphes, projeté par voie mouillée avec des épaisseurs inférieures. La section (conduit + chemisage) peut ainsi être vérifiée à l’ELS et à l’ELU, tenant compte de la contribution des fibres métalliques amorphes à la résistance de la section après fissuration.

Sika : En renfort pour longtemps

La SikaFiber Force-60 dispose d’un bon comportement mécanique. [©Sika]

La SikaFiber Force-60 dispose d’un bon comportement mécanique.
[©Sika]

Depuis près d’un an maintenant, Sika propose à ses clients la SikaFiber Force-60. Grâce à la présence de cette fibre structurelle macro-synthétique, les bétons projetés sont renforcés dans leur masse et s’adaptent bien aux surfaces à traiter. Ici, l’industriel a étudié sa fibre pour obtenir des bétons faciles à pomper et à mettre en œuvre. En effet, la SikaFiber Force-60 se caractérise par un bon comportement mécanique, des capacités d’absorption d’énergies élevées. Mais aussi par sa bonne résistance aux chocs et aux attaques chimiques. Les risques de création de cavités entre le treillis et la paroi sont réduits. De même que les éventuelles chutes de béton lors de déformations de terrain. Enfin, les bétons projetés renforcés avec ces fibres répondent aux dispositions de l’Asquapro et aux essais de poinçonnement d’une plaque, suivant la norme NF EN 14488-5. « Avec ces fibres macro-synthétiques, nous voulons offrir à nos clients de nouvelles technologies dans le domaine du renforcement structurel,explique Paul Schuler, directeur général de Sika. Nous réalisons un investissement ciblé par la mise en place de la production dans la région EMEA et nous sommes convaincus que ces produits de haute performance ont un potentiel de croissance important. »

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