Brevet FR2859722A1 — publié le 20050318

Matériau composite à haute résistance à l'abrasion, comprenant de la grenaille à base d'acier et procédé de fabrication d'un tel matériau. Domaine technique de l'invention L'invention concerne un matériau composite obtenu par mélange avec de l'eau d'une composition comprenant: un liant hydraulique constitué par du ciment ayant une teneur en aluminate 1 o tricalcique au moins inférieure à 5% en poids par rapport au poids total de liant hydraulique, - de la grenaille à base d'acier ayant une distribution granulométrique comprise entre 120 m et 30001.tm, - de la fumée de silice non densifiée ayant une granulométrie inférieure ou égale à 2 m, - un superplastifiant très haut réducteur d'eau réducteur d'eau, le rapport entre la quantité en poids d'eau et la quantité en poids de liant hydraulique étant compris entre 0,16 et 0,25. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel matériau composite. État de la technique Pour protéger certaines pièces contre l'abrasion, notamment dans les applications industrielles, il est connu d'utiliser des éléments en aciers spéciaux ou en minéraux de grande dureté, présentant généralement de très grandes performances mécaniques de manière à limiter leur épaisseur. Les aciers spéciaux ou les minéraux de grande dureté sont cependant peu pratiques à mettre en oeuvre car leur mise en forme nécessite leur fusion. Ainsi, ils peuvent être coulés dans un moule et fixés mécaniquement sur les pièces à protéger, après leur refroidissement ou bien ils peuvent être directement appliqués à chaud sur les pièces à protéger. Dans le domaine du génie civil, des bétons ou des mortiers peuvent être utilisés dans le domaine de la protection contre l'usure ou l'effraction. Ils présentent l'avantage d'être faciles à mettre en oeuvre puisqu'ils peuvent être coulés dans un moule à température ambiante. Cependant, les performances mécaniques des bétons ou des mortiers sont très inférieures à celles des éléments métalliques ou des minéraux de grande dureté tels que les minéraux électrofondus. Ainsi, dans le document WO-A-9013524, un article façonné comprend trois types de particules solides inorganiques ayant des classes granulométriques distinctes, par exemple de la fumée de silice ayant une taille de grain inférieure à 2 m, du ciment ayant une 1 o granulométrie comprise entre 2 et 7 m et un mélange de particules métalliques et de bauxite calcinée ayant une granulométrie inférieure à 100 m. De telles formulations sont de plus très onéreuses car elles nécessitent l'utilisation de quantités très importantes de particules fines et ultrafines, et la bauxite calcinée est relativement coûteuse. Pour améliorer les performances mécaniques des bétons ou mortiers, il est connu d'incorporer, dans la matrice cimentaire, des fibres métalliques ou organiques et d'éventuellement compléter la mise en forme dans un moule par un pressage. A titre d'exemple, le document EP-A-0934915 décrit un béton à très haute performance, offrant une relativement bonne résistance à l'abrasion et comprenant du ciment, un mélange de sables de bauxites calcinées de différentes granulométries, de la fumée de silice, un superplastifiant réducteur d'eau, un agent anti-mousse et des fibres. De même, le document FR-A-2640962 décrit un béton composite à très hautes performances, apte à limiter la pénétration de projectiles et comprenant du ciment, des agrégats de dureté élevée qui peuvent être en acier ou en fonte, de la microsilice, de l'eau, des adjuvants constitués par des fluidifiants, un anti-mousse et des fibres métalliques. La mise en oeuvre de tels bétons fibrés nécessite, cependant, l'utilisation d'équipements particuliers pour l'introduction des fibres et le malaxage du béton fibré, ce qui rend leur mise en oeuvre relativement peu pratique et coûteuse. De plus, les fibres constituent, dans la matrice cimentaire, des défauts locaux qui, à leur émergence sur les surfaces, sont autant de sites potentiels d'arrachement. Ainsi, Elles sont généralement exclues des revêtements de haute performance. Pour protéger des pièces contre l'abrasion, il est également possible de réaliser des assemblages d'éléments, de blocs, de pavés ou de plaques en roche dure telle qu'en granite ou en basalte. Mais la pose et le scellement de ses assemblages doivent être très soignés pour assurer la tenue quasiment immédiate du revêtement et ils s'avèrent particulièrement fastidieux et onéreux. Objet de l'invention 1 o L'invention a pour but de réaliser un matériau composite ayant une très bonne résistance à l'abrasion, de préférence sensiblement équivalente à celle des aciers spéciaux et des minéraux électrofondus, tout en étant facile à formuler et à mettre en forme à froid et relativement peu coûteux. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la composition comporte, pour 100 parties en poids de liant hydraulique, entre 250 et 800 parties en poids de grenaille et entre 10 et 15 parties en poids de fumée de silice, de manière à obtenir un matériau composite ayant un indice d'abrasion (I) mesuré selon le protocole C.N.R compris entre 0,15 et 1,0, la valeur de la taille de grain D10 de la grenaille étant au moins huit fois supérieure à la valeur de la taille de grain D90 du liant hydraulique. Selon un développement de l'invention, l'indice d'abrasion (I) du matériau composite est compris entre 0,15 et 0,60. Selon un mode de réalisation préférentiel, la grenaille est constituée par un alliage à base de fer comportant également au moins: - entre 0,0 et 3,5 % de carbone, - entre 0,0 et 2% de silicium, - entre 0,0 et 2 % de manganèse, - entre 0,0 et 20 % de chrome, - entre 0,0 et 10 % de nickel. Selon une autre caractéristique de l'invention, la grenaille est ronde ou angulaire. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un matériau composite ayant un indice d'abrasion compris entre 0,15 et 1,0. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le procédé de fabrication comporte la formation d'un mélange frais en mélangeant successivement de l'eau, un superplastifiant très haut réducteur d'eau, de la fumée de silice, du ciment et de la grenaille à base d'acier, le mélange étant ensuite mis en forme avant durcissement. 1 o Selon un développement de l'invention, le mélange frais est formé en introduisant et en mélangeant préalablement, dans un mélangeur à haute turbulence l'eau, le superplastifiant très haut réducteur d'eau, la fumée de silice et le ciment de manière à former un coulis, la grenaille d'acier étant ensuite incorporée au coulis dans un malaxeur. Selon une autre caractéristique, le mélange frais est mis en forme de manière à obtenir, après durcissement, un revêtement anti-usure, un blindage ou un élément manufacturé de protection. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre 25 d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels: Les figures 1 et 2 représentent des clichés obtenus par microscopie électronique à balayage de particules de grenaille, respectivement angulaires et rondes. La figure 3 représente un cliché photographique d'éprouvettes en matériau composite ayant subit un test d'abrasion. Les figures 4 et 5 illustrent un matériau composite subissant un essai d'adhérence sur du métal. Les figures 6 à 8 représentent respectivement un cliché obtenu par microscopie électronique à balayage, un cliché obtenu par spectrométrie X à dispersion d'énergie et une analyse granulométrique d'une première grenaille à base d'acier. Les figures 9 à 11 représentent respectivement un cliché obtenu par microscopie électronique à balayage, un cliché obtenu par spectrométrie X à dispersion d'énergie et une analyse granulométrique d'une seconde grenaille à base d'acier. Les figures 12 à 14 représentent respectivement un cliché obtenu par microscopie électronique à balayage, un cliché obtenu par spectrométrie X à dispersion d'énergie et une analyse granulométrique d'une troisième grenaille à 1 o base d'acier. La figure 15 représente un cliché obtenu par spectrométrie X à dispersion d'énergie d'une quatrième grenaille à base d'acier. Les figures 16 à 18 représentent des clichés obtenus par microscopie électronique à balayage d'un matériau composite selon l'invention. Description de modes particuliers de réalisation. Un matériau composite selon l'invention est obtenu en mélangeant avec de l'eau une composition comprenant: - 100 parties en poids d'un liant hydraulique, - entre 250 et 800 parties en poids de grenaille à base d'acier, - entre 10 et 15 parties en poids de la fumée de silice non densifiée, - un superplastifiant très haut réducteur d'eau, de préférence formé par un copolymère acrylique spécifiquement développé pour réduire fortement la proportion en eau, - et éventuellement un agent anti-mousse. Le liant hydraulique est constitué par du ciment ayant une teneur en aluminate tricalcique inférieure à 5% par rapport au poids total de liant et de préférence inférieure à 3%. Le ciment est, de préférence, un ciment Portland pur tel que le ciment Portland classé CEM 152,5 PM.ES selon la norme européenne EN 197- 1. La grenaille à base d'acier est constituée par une pluralité de grain à base d'acier dont la distribution granulométrique est comprise entre 12011m et 3000 m. Elle est, de préférence angulaire ou ronde, et abrasive. Par grenaille à base d'acier angulaire ou ronde, on entend que la majorité des grains constituant la grenaille est angulaire ou ronde, comme illustré aux figures 1 et 2. La grenaille est, de préférence, constituée par un alliage à base de fer comportant également au moins: entre 0,0 et 3,5 % de carbone, entre 0,0 et 2% de silicium, entre 0,0 et 2 % de manganèse, entre 0,0 et 20 % de chrome, entre 0,0 et 10 % de nickel. La composition permettant d'obtenir le matériau composite peut comprendre un type de grenaille ou un mélange d'au moins deux types de grenaille, distincts par leur distribution granulométrique. La fumée de silice est non densifiée et elle a une granulométrie inférieure ou égale à 2 m. A titre d'exemple, la fumée de silice peut être une fumée de silice telle que celle provenant de l'usine d'Anglefort de Pechiney. L'agent anti-mousse est destiné à réduire la porosité du matériau composite après durcissement. A titre d'exemple, l'agent anti-mousse utilisé peut être du Cimparement commercialisé par la société AXIM. Le superplastifiant très haut réducteur d'eau est, de préférence, choisi parmi les gammes des produits CIMFLUID commercialisés par la société AXIM et de préférence parmi la gamme référencée ALLEGRO . Le rapport entre la quantité en poids d'eau et la quantité en poids de liant hydraulique, aussi appelé rapport E/C, est compris entre 0,16 et 0, 25 et de préférence entre 0,18 et 0,22. Un tel rapport E/C permet d'obtenir un coulis, aussi appelé pâte, ayant une bonne fluidité, ce qui permet de faciliter l'addition, de préférence en phase ultime, d'une quantité maximale de grenaille pour une ouvrabilité fixée du mélange frais prêt à être mis en forme. La valeur de la taille de grain D10 de la grenaille est au moins huit fois supérieure à la valeur de la taille de grain D90 du liant hydraulique. Par taille de grain D10 de la grenaille et D90 du ciment, on entend respectivement des tailles de tamis dont le passant constitue respectivement 10% et 90% du volume total des grain de grenaille et de ciment. Un tel rapport entre la valeur de D10 de la grenaille et la valeur de D90 du ciment permet, notamment, d'obtenir une compacité maximale de la pâte et donc de tres hautes performances mécaniques pour le matériau composite. Ainsi, à titre d'exemple, pour un ciment ayant une taille de grain D90 de 5011m, la grenaille aura une taille de grain Dl 0 supérieure à 400 m. Le matériau composite peut être obtenu par tout type de procédé connu. Il est obtenu en formant un mélange frais, à partir du mélange successif d'eau, de superplastifiant très haut réducteur d'eau, éventuellement d'agent anti-mousse, de fumée de silice, de ciment et de grenaille. Le mélange frais est, de préférence, formé en introduisant et en mélangeant préalablement, dans un mélangeur à haute turbulence l'eau, le superplastifiant très haut réducteur d'eau, la fumée de silice et le ciment de manière à former un coulis, la grenaille d'acier étant ensuite incorporée au coulis dans un malaxeur. Une faible quantité d'eau, par exemple de l'ordre de 2% par rapport à la quantité de ciment, peut être ajoutée dans le malaxeur, une fois le coulis formé, de manière à ajuster l'ouvrabilité du coulis. Le mélange frais est ensuite mis en forme avant durcissement. A titre d'exemple, le mélange frais est mis en forme de manière à obtenir, après durcissement, un revêtement anti-usure, un blindage ou un élément manufacturé de protection qui peut être par exemple usiné. Le mélange frais peut, par exemple, être mis en forme en étant coulé dans un moule de manière à obtenir la forme finale du matériau composite puis, une fois durci, il est démoulé. II peut, également, être mis en forme par injection, par thixoformage, par extrusion, par projection in situ. De plus, il peut ensuite subir un traitement thermique après la mise en forme. La masse volumique d'un tel matériau composite est comprise entre 4000 et 6000kg.cm3 et de préférence entre 4500 et 5200kg.cm3. Une telle masse volumique assure au matériau composite une bonne résistance au choc et le rend peu fragile. La résistance à l'abrasion d'un tel matériau composite a été mesurée sur un banc d'essai d'abrasion développé par la Compagnie Nationale du Rhône (C.N.R), visant à reproduire en laboratoire les conditions d'abrasion rencontrées dans les ouvrages hydrauliques. Des éprouvettes de matériau à tester sont immergées dans un bassin et sont attaquées par un jet d'eau chargée de sable, selon un angle de 45 , pendant une période de temps comprise entre 15mn et 75mn. Le jet d'eau chargé de sable crée une empreinte dans chaque éprouvette comme illustré à la figure 3. Le volume de chaque empreinte est mesuré par pesée à l'aide de mercure. Parallèlement, des essais sont réalisés sur du verre de forte épaisseur. Il résulte de ces pesées, un indice d'abrasion I correspondant au rapport du volume de l'empreinte créée sur le matériau sur le volume moyen des empreintes créées sur le verre. L'indice d'abrasion I est d'autant plus faible que la résistance à l'usure et à l'abrasion est élevée et il peut varier dans une fourchette de valeurs comprises entre quelques dixièmes pour les matériaux les plus résistants et 5 ou 10 pour les matériaux les moins résistants. A titre d'exemple, le tableau ci- dessous présente l'indice d'abrasion de différents matériaux: Matériau Indice d'abrasion I Granite naturel 0,5 Basalte électrofondu 0, 16 Alumine électrofondu 0,01 Béton standard 2,5 Béton à ultra haute performance 1,25 L'indice d'abrasion (I) d'un matériau composite selon l'invention, mesuré sur le banc d'essai d'abrasion selon le protocole mis au point par le C.N.R, est compris entre 0,15 et 1,0 et, de préférence entre 0,15 et 0,60. Ainsi, la présence de grenaille en forte proportion dans un matériau composite selon l'invention, ainsi que le rapport entre le D10 de la grenaille et le D90 du ciment, permettent d'obtenir un matériau composite présentant non seulement une résistance à l'abrasion élevée mais également des performances mécaniques élevées ainsi qu'une bonne adhérence sur métal. Ainsi, un matériau composite selon l'invention peut avoir une résistance à la flexion à 28 jours comprise entre 15 et 3OMPa et, de préférence, entre 25 et 3OMPa et une résistance à la compression à 28 jours comprise entre 150 et 300MPa. A titre d'exemple, différentes formulations de matériaux composites ont été réalisées et testées avec cinq types de grenailles 1 à 5. L'observation au microscope électronique à balayage couplée à une analyse élémentaire par spectrométrie X à dispersion d'énergie (EDS) montre, aux figures 6, 9, 12 que les grenailles 1 et 2 sont constituées de particules sensiblement arrondies tandis que la grenaille 3 est constituée de quelques particules arrondies et de particules formant des baguettes anguleuses (figure 12). La grenaille 4 est une grenaille ronde et la grenaille 5 est angulaire et est constituée de grains massifs aux arêtes très vives. Comme l'illustrent les clichés obtenus par spectrométrie X à dispersion 1 o d'énergie représentés aux figures 7, 10, 13 et 15, les grenailles 1, 2, 3, 4 et 5 sont principalement constituées de fer, de carbone, de silicium et de manganèse auxquels sont associés, sous forme de traces, des éléments chimiques particuliers. Les distributions granulométriques des grenailles 1, 2 et 3 sont, respectivement représentées sur les figures 8, 11 et 14. Les distributions granulométriques des différentes classes de grenaille ont été déterminées à l'aide de tamis classiquement utilisés pour déterminer la distribution granulométrique des granulats de béton, conformément selon la norme française NF P 18-560. Ainsi, comme illustré sur les figures 7, 10 et 13, la granulométrie de la grenaille 1 est comprise entre 200 m et 400 m tandis que les distributions granulométriques des grenailles 2 et 3 sont respectivement comprises entre 2501,tm et 80011m et 100 m et 125011m. Les fuseaux granulaires des grenailles 1 et 2 sont très resserrés tandis que celui de la grenaille 3 est plus étalé. La granulométrie de la grenaille 4 est comprise entre 700 et 1400 m, celle de la grenaille 5 est comprise entre 1000 et 2000 m. Les grenailles 1, 2, 3 ont respectivement une densité de 7,01, 7,35 et 6, 65, ainsi qu'une compacité propre de 0,68, 0,72, 0,69. La compacité propre de chaque grenaille a été mesurée en introduisant 7,5kg de grenaille dans un moule métallique indéformable fermé par un piston exerçant une pression de 1 OkPa. Le moule est alors fixé sur une table vibrante et est soumis à une vibration de 150Hz pendant 4 minutes. La compacité propre est alors obtenue par la relation suivante: C = M/(d*V), où M est la masse de l'échantillon en kg, d la masse volumique en kg/cm3 et V le volume final en m3. Les formulations réalisées avec ces différentes grenailles sont illustrées dans le 5 tableau 1 ci-dessous. Formu- Ciment Fumée Sable Grenaille Grenaille Grenaille Grenaille Grenaille Redu c- Anti- E/C Volume -lation de silice 1 2 3 4 5 teur mousde pâte en g d'eau -se (ml) Ref- 1 1012,4 151,7 996 - - - - - 30,43 10,1 0,20 624,2 Ref-2 996,3 149,3 996 - - - - - 29,9 10,0 0,21 624,2 F-1 996,3 149,3 - - 2762,1 - - - 29,9 10, 0 0,21 624,2 F-2 996,3 149,3 - 658,6 2071,6 - - - 29,9 10,0 0,21 624,2 F- 3 811 121,5 - - 3675 - - - 24,3 8,1 0,20 500 F-4 785,5 117,7 - - 3675 - - - 23,6 7,79 0,22 500 F-5 1005,8 150,7 - 701 2205 - .. - 30,2 10,0 0, 18 600 F-6 838,2 125,6 - 876,3 2756,3 - - - 25,1 8,4 0,18 500 F-7 670, 5 100,5 - 1051,5 3307,5 - - - 20,1 6,7 0,20 400 F-8 852,5 127,8 - 876, 3 2756,3 - - - 25,6 8,5 0,17 500 F-9 852,5 127,8 - - 3675 - - - 25,6 8, 5 0,17 500 F-10 852,5 127,8 - - - 3325 - - 25,6 8,5 0,19 500 F-11 815, 9 122,3 - - 3675 - - - 28,6 12,2 0,18 500 F-12 805,4 120,7 - 908,1 2725, 4 - - - 28,2 12,1 0,19 500 F-13 750,9 112,6 - - - 3390 - - 26,3 11,3 0, 24 500 F-14 4045,3 603,8 - - 18225 - 121,4 80,9 0,17 5000 F-15 4045,3 603, 8 - - - 18750 121,4 80,9 0,17 5000 Toutes les formulations F1 à F15 ont été réalisées selon le même procédé. Les composants ont été mélangés à l'aide d'un mélangeur à haute turbulence de la manière suivante: - introduction de l'eau, des adjuvants et de la fumée de silice, et agitation de l'ensemble pendant 1 minute, - introduction du ciment et agitation de l'ensemble pendant 1 minute, de manière à obtenir une pâte très ouvrable à fluide, - introduction de la grenaille et malaxage de l'ensemble jusqu'à homogénéisation, - ajout d'eau de manière à ajuster l'ouvrabilité à l'application, jusqu'à un maximum 1 o de 2% du poids de ciment. Les formulations Ref-1 et Ref-2 correspondent à des formulations selon l'art antérieur comprenant du sable de quartz tandis que les formulations F-1 à F-15 correspondent à des formulations de matériaux composites selon l'invention. Les formulations F-1, F-3, F-4, F-9 et F-11 comportent uniquement de la grenaille de type 2 tandis que les formulations F-2, F-5, F6, F-7, F-8 et F-11 comportent sensiblement 25% en poids de grenaille de type 1 et 75% en poids de grenaille de type 2. Les formulations F10 et F13 comportent uniquement de la grenaille de type 3, la formulation F-14 comporte uniquement de la grenaille de type 4 et la formulation F-15 uniquement de la grenaille 5. Le tableau 2 ci-dessous indique les valeurs de densité théorique, de volume théorique, de masse volumique réelle et apparente ainsi que la porosité accessible à l'eau des formulations données dans le tableau 1. Tableau 2 Formulation Densité Volume Masse Masse volumique Porosité en g théorique en théorique en volumique apparente en en % kg/cm3 ml réelle en g/cm3 g/cm3 Ref-1 2430 980 2,35 2,29 6,1 Ref-2 2420 980 2,34 2,27 6,8 F- 1 4220 980 4,25 4,16 8,6 F-2 4190 980 4,20 4,12 7,8 F-3 4860 985 4,80 4, 75 5,3 F-4 4840 985 4,82 4,77 5,8 F-5 4350 980 4,30 4,24 5,4 F- 6 4835 985 4,78 4,74 4,4 F-7 5280 1000 5,13 5,09 4,3 F-8 4870 980 4,80 4, 76 3,7 F-9 4920 980 4,81 4,77 4,3 F-10 4560 980 4,51 4,44 7,0 F-11 4654, 0 - 4,77 4,71 2,2 F-12 4598,9 - 4,42 4,66 5,4 F-13 4291,1 - 4,50 4,45 5,0 F-14 4,80 4,75 4,8 F-15 - 4,88 4,83 5,2 Les matériaux composites ainsi obtenus ont une porosité comprise entre 4 et 9%, ils sont donc très compacts et ils présentent une forte réduction de l'amplitude du retrait endogène après prise par rapport aux formulations Ref-1 et Ref-2. Cette réduction permet de limiter les risques de fissuration potentielle du matériau lors de son application industrielle. Des prismes de 4*4*16cm ont été réalisés et testés en flexion quatre points et 1 0 en compression. Les résultats sont donnés dans le tableau 3 ci- dessous pour les différentes formulations données dans le tableau 1. Tableau 3 Formulation Rflexion-7 Rflexion-14 Rflexion-28 Rcompression- en g jours MPa jours MPa jours MPa 28jours MPa Ref-1 10,1 - - - Ref-2 10,0 - - - F-1 9,4 - - - F-2 9,4 - - - F-3 21,0 - - - F-4 20,3 - - - F-5 22,0 - - - F-6 22,3 - - - F-7 19,3 - - - F-8 - 26,6 - - F-9 - 24,2 - - F-10 - 19,4 - F-11 22,0 - 27,7 240 F-12 21,3 - 28,7 250 F-13 20,7 - 25,8 225 F-14 - 26,4 - F-15 - 27,6 - La résistance à la flexion à 7 jours est comprise entre 9,4MPa et 23,OMPa pour les formulations F-1 à F-13 et la résistance à la compression à 28 jours est comprise entre 225 et 240 MPa pour les formulations F-11 à F-13. On constate que la résistance à la flexion de telles formulations est très supérieure à celle des formulations de référence Ref-1 et Ref-2. De plus, selon une étude récente de Atis et al., dans l'article "Relation between abrasion resistance and flexural strength of high volume fly ash concret" (Materials and structures, vol 35, May 2002, pages 1 0 257-260), la résistance à la flexion peut être corrélée à la résistance à l'abrasion, ce qui implique une forte résistance à l'abrasion. La résistance à l'abrasion des formulations F-11 à F-15 a été testée selon le banc d'essai développé par la Compagnie Nationale du Rhône, leur indice d'abrasion étant donné dans le tableau 4 ci-dessous. Tableau 4 Formulation - Indice d'abrasion F-11 0,43 F-12 0,57 F-13 0,35 F-14 0,23 F15 0,18 Ainsi, les matériaux composites selon l'invention présentent non seulement une excellente résistance à l'abrasion, supérieure à celle du granit de référence du test CNR, mais aussi à la flexion et à la compression ainsi qu'une excellente adhérence sur du métal. En effet, une série de 20 corps d'épreuves a été confectionnée afin de caractériser l'adhérence du matériau composite obtenu à partir de la formulation F-13 sur du métal. Pour ce faire, des grilles en métal déployé ont été soudées sur des plaques d'acier standard de 100*100*4mm et une couche de latex a été appliquée sur chaque grille. Une couche d'environ 8mm de la pâte obtenue à partir de la formulation F-13 a été appliquée sur la surface des plaques d'acier. Les corps d'épreuves ainsi préparés ont été conservés pendant 28 jours à une température d'environ 20 C et trois séries de 5 corps d'épreuves ont été soumises à des traitements thermiques respectivement de 70 C, 120 C et 170 C et une quatrième série de 5 corps d'épreuves est testée après 2 o conservation à 20 C. Les essais d'adhérence ont été réalisés conformément à la norme NF P 18852, à l'aide d'un dynamomètre à soufflets d'une capacité égale à 16kN. Ces essais comportent les étapes suivantes: - carottage dans la plaque, sous eau, d'un espace de diamètre 20mm jusqu'au niveau de métal déployé, après une période de séchage à 20 C, des pastilles de 20mm de diamètre ont été collées sur les plaques à l'aide d'une résine adhésive telle que celle connue sous le nom de Sikapur commercialisée par la société Sika. Réalisation des essais après séchage complet de la colle. La figure 4 illustre une plaque d'acier standard sur laquelle est disposée la grille en acier déployé, une plaque carottée et comportant une pastille et une plaque après le test d'arrachage. Les résultats des essais d'arrachage sont donnés dans le tableau 5 cidessous. Tableau 5 N d'essai/T Essai 1 É' Essai 2 WaMBIMMUMCIMM Essai 3 Essai 4 É Essai 5,:5 1,:5 1 > É 1 > É I Type de A la base de la grille A la base de la grille - - rupture Les résultats de ces essais montrent une très bonne adhérence entre la 1 o formulation F-13 et la plaque en acier, quelle que soit la température à laquelle les corps d'épreuves ont été préalablement exposés. En effet, à l'exception de deux corps d'épreuves, la charge de rupture est majoritairement supérieure à la capacité maximale de l'appareil utilisé. Les deux corps d'épreuves de l'essai 5, respectivement soumis préalablement à des températures de 20 C et de 70 C, ont subi une rupture interne, à la base de la grille en métal déployé (figure 5), pour une charge de 12,5kN. La contrainte de traction correspondant à la charge maximale de 16kN est égale à 5OMpa. Ainsi, dans quatre cas sur cinq, l'adhérence en traction dépasse 50 MPa. Une telle formulation permet donc d'obtenir un matériau composite ayant une bonne adhérence avec l'acier, mais également une excellente tenue de ses propriétés mécaniques et physiques jusqu'à au moins 150 C. En effet, il a été constaté que l'application de cycles thermiques à 70 C, 120 C et 150 C n'engendre pas de perte de résistance à la flexion ni d'accroissement de la porosité accessible à l'eau; Sur les figures 16 à 18, le matériau composite, obtenu grâce à la formulation 13 et conservé à 20 C, a été observé au microscope électronique à balayage. Ainsi, à la figure 16, on peut observer le contact s'établissant entre la grenaille d'acier 1 et 2859722 17 la matrice cimentaire 2 dans le matériau composite élaboré 7 jours auparavant. Sur les figures 17 et 18, le matériau composite élaboré 28 jours auparavant présentent quelques bulles d'air 3 dans la matrice cimentaire 2 ainsi que des fissures formées au moment de la préparation. Ainsi, on peut constater qu'à faible mûrissement, le matériau présente une bonne cohésion générale, les contacts entre lamatrice cimentaire et la grenaille étant étroits. La répartition des particules de grenaille est homogène malgré la présence de quelques bulles d'air de diamètre généralement compris entre 0,2 et 0, 8mm. 1 o Un tel matériau composite peut être, notamment, utilisé dans le domaine de la confection de revêtements anti-usure, pour les conduits de transport aérolique de matériaux abrasifs, les évacuateurs d'eau des barrages, les circuits de refroidissements secondaires des centrales nucléaires, des canalisations d'eaux industrielles ou pluviales ou ménagères à fort débit solide, les unités de pompage de boues, sur des bétons d'ouvrages hydrauliques... De même, il peut être utilisé pour revêtir des trémies telles que celles utilisées dans les grenailleuses, des conduits métalliques dans la manutention de poudres pulvérulentes à des températures inférieures à 200 C, des sols industriels soumis à des poussières abrasives, des socles de machines industrielles. II peut également être mis en forme pour réaliser des blindages pour assurer une protection anti-effraction ou anti-projectiles, tels que les blindages de coffre-fort ou bien pour protéger les sites émettant des rayonnements dangereux. Le matériau composite peut également former des éléments quasimétalliques réalisés à froid par moulage, pressage, laminage, injection, thixoformage, et usinables pour la confection à froid de pièces et bâtis soumises en service à des contraintes. Revendications 1. Matériau composite obtenu par mélange avec de l'eau d'une composition comprenant: - un liant hydraulique constitué par du ciment ayant une teneur en aluminate tricalcique au moins inférieure à 5% en poids par rapport au poids total de liant hydraulique, - de la grenaille à base d'acier ayant une distribution granulométrique comprise 1 o entre 120 m et 30001.tm, - de la fumée de silice non densifiée ayant une granulométrie inférieure ou égale à 2 m, - un superplastifiant très haut réducteur d'eau réducteur d'eau, le rapport entre la quantité en poids d'eau et la quantité en poids de liant hydraulique étant compris entre 0,16 et 0,25, matériau composite caractérisé en ce que la composition comporte, pour 100 parties en poids de liant hydraulique, entre 250 et 800 parties en poids de grenaille et entre 10 et 15 parties en poids de fumée de silice, de manière à obtenir un matériau composite ayant un indice d'abrasion (I) mesuré selon le protocole C.N.R compris entre 0,15 et 1,0, la valeur de la taille de grain D10 de la grenaille étant au moins huit fois supérieure à la valeur de la taille de grain D90 du liant hydraulique. 2. Matériau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indice d'abrasion (I) du matériau composite est compris entre 0,15 et 0, 60. 3. Matériau composite selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la grenaille est constituée par un alliage à base de fer comportant également au moins: entre 0,0 et 3,5 % de carbone, entre 0,0 et 2% de silicium, entre 0,0 et 2 % de manganèse, entre 0,0 et 20 % de chrome, entre 0,0 et 10 % de nickel. 1s 4. Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la grenaille est ronde. 5. Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 5 caractérisé en ce que la grenaille est angulaire. 6. Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la composition comprend un mélange d'au moins deux types de grenaille, distincts par leur distribution granulométrique. 7. Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la composition comporte un agent anti-mousse destiné à réduire la porosité du matériau composite après durcissement. 8. Procédé de fabrication d'un matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte la formation d'un mélange frais en mélangeant successivement de l'eau, un superplastifiant très haut réducteur d'eau, de la fumée de silice, du ciment et de la grenaille à base d'acier, le mélange étant ensuite mis en forme avant durcissement. 9. Procédé de fabrication d'un matériau composite selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mélange frais est formé en introduisant et en mélangeant préalablement, dans un mélangeur à haute turbulence l'eau, le superplastifiant très haut réducteur d'eau, la fumée de silice et le ciment de manière à former un coulis, la grenaille d'acier étant ensuite incorporée au coulis dans un malaxeur. 10. Procédé de fabrication d'un matériau composite selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une faible quantité d'eau est ajoutée dans le malaxeur, une fois le coulis formé, de manière à ajuster l'ouvrabilité du coulis. 11. Procédé de fabrication d'un matériau composite selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le mélange frais est mis en forme de manière à obtenir, après durcissement, un revêtement antiusure, un blindage ou un élément manufacturé de protection. 12. Procédé de fabrication d'un matériau composite selon la revendication 11, caractérisé en ce que la mise en forme est réalisée par moulage du mélange frais. 13. Procédé de fabrication d'un matériau composite selon la revendication 11, 5 caractérisé en ce que la mise en forme est réalisée par injection du mélange frais. 14. Procédé de fabrication d'un matériau composite selon la revendication 11, caractérisé en ce que la mise en forme est réalisée par thixoformage du mélange frais. 15. Procédé de fabrication d'un matériau composite selon la revendication 11, caractérisé en ce que la mise en forme est réalisée par extrusion du mélange frais. 16. Procédé de fabrication d'un matériau composite selon la revendication 11, 15 caractérisé en ce que la mise en forme est réalisée par projection, in situ, du mélange frais. 17. Procédé de fabrication d'un matériau composite selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, caractérisé en ce que le mélange frais, après sa mise en 20 forme, subit un traitement thermique. 18. Procédé de fabrication d'un matériau composite selon l'une quelconque des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que le revêtement antiusure, le blindage ou l'élément manufacturé de protection obtenu est usiné.