Brevet FR2910502A1 — publié le 20080627

PROCEDE DE FABRICATION ET ELEMENT DE STRUCTURE La présente invention concerne un procédé de fabrication et un élément de structure. Il existe des éléments de structure qui peuvent être composés de pièces métalliques assemblées entre elles par boulonnage ; il existe aussi des éléments de structure qui peuvent être composés de pièces en bois assemblées entre elles par collage. Le document intitulé Structural response of slabs combining Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concretes (UHPFRC) and reinforced concrete par Katrin Habel, Emmanuel Denarié et Eugen Brühwiler, daté de juillet 2005, évoque des travaux de Alaee et Karihaloo de 2003 sur la réparation de structures en béton classique en collant un module en béton fibré à ultra-hautes performances à un module en béton classique endommagé de la structure. Il y a un besoin pour d'autres types d'éléments de structure et de procédé de fabrication d'éléments de structure. L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un élément de structure dans lequel au moins deux modules en béton sont assemblés par collage, la résistance à la compression du béton étant supérieure à 80 MPa. Selon une variante, le procédé comprend, avant le collage des modules, une étape de réalisation d'au moins un des modules à plat. Selon une variante, le procédé comprend une étape de traitement thermique des modules. Selon une variante, les modules sont collés entre eux par leur face en regard, le procédé comprenant une étape de traitement d'au moins l'une des faces. Selon une variante, l'étape de traitement d'une face est réalisée par sablage, grenaillage ou application d'un retardateur puis lavage après réalisation du module. Selon une variante, le procédé comprend une étape de renforcement de l'élément de structure par un renforcement externe ou interne à au moins un des modules. Selon une variante, le béton est un béton à très hautes performances. Selon une variante, le béton est un béton à ultra-hautes performances. Selon une variante, le béton comporte des fibres. Selon une variante, le béton utilisé sera décrit plus bas. L'invention se rapporte aussi à un élément de structure comprenant au moins deux modules en béton collés, la résistance à la compression du béton étant supérieure à 80 MPa. Selon une variante, le béton est un béton à très hautes performances. Selon une variante, le béton est un béton à ultra-hautes performances. R BrcvcIs '6100 261 14--061206-dcmandcFR doc - 2112 06 - 14 12 - 1'23 2910502 2 Selon une variante, le béton comporte des fibres. Selon une variante, les fibres sont en un matériau choisi dans le groupe composé de matériau métallique, matériau minéral ou matériau organique. Selon une variante, la colle est de la colle structurale. 5 Selon une variante, les modules comportent un renforcement interne ou externe. Selon une variante, l'interface entre les modules est une ligne brisée en coupe. Selon une variante, l'élément décrit est obtenu selon le procédé décrit précédemment. 10 Selon une variante, le béton utilisé sera décrit plus bas. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : figure 1, un exemple d'élément de structure; 15 -figure 2, un autre exemple d''élément de structure ; - figure 3, un exemple d'interface au sein de l'élément de structure. L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un élément de structure dans lequel au moins deux modules en béton sont assemblés par collage, la résistance à la compression du béton étant supérieure à 80 MPa. Le procédé offre une 20 alternative aux procédés de fabrication déjà connus. Le procédé permet en particulier de réaliser un élément de structure plus aisément à partir de modules unitaires plus simple à fabriquer. De plus, du fait de l'utilisation de béton dont la résistance est supérieure à 80 MPa permet la réalisation de module dont le poids propre est moindre ce qui permet de réduire la contrainte permanente dans la colle ; la 25 résistance de l'élément de structure est donc meilleure qu'avec un béton classique. La figure 1 montre un élément de structure 10. L'élément 10 comporte au moins deux modules 12 collés entre eux par des joints de colle 13. Les modules 12 sont de préférence en béton dont la résistance à la compression du béton étant supérieure à 80 MPa ; par exemple le béton est un béton à très haute performance ou 30 un béton fibré à ultra-hautes performances, dont une définition sera donnée plus bas. L'élément 10 est aisément obtenu car les modules 12 sont d'une forme simple à obtenir. En effet, les modules 12 peuvent avoir des formes géométriques simples ce qui les rend simples à construire individuellement ; les modules 12 sont par exemple des parallélépipèdes dont la construction par coffrage est simple à réaliser. 35 Par élément de structure on entend un assemblage utilisé dans la construction d'un ouvrage. L'élément de structure peut être une poutre, un mur ou un plancher. L'élément de structure peut aussi être un élément de décoration ou encore un élément en béton autonome ayant une fonction spécifique. L'élément de structure est un R'Brescrs 26100 261 I4--61206-demandeFR d ,c - 211206 - 14:12 - 2.'23 2910502 3 assemblage par collage d'unités appelés modules. Ces modules peuvent être fabriqués séparément. L'élément 10 peut comporter deux modules 12 ou plus collés entre eux. Le collage des modules permet de transmettre d'un module à l'autre les efforts subis par 5 l'élément de structure 10. L'assemblage par collage entre les modules permet de transmettre des efforts de traction ou compression par l'intermédiaire du joint de colle, sollicité en cisaillement. Le collage assure ainsi une continuité dans la transmission des efforts d'un module à l'autre. Sur la figure 1, l'élément 10 comporte quatre modules 12, référencés 121, 122, 123, 124. L'élément 10 est par exemple une 10 poutre dont la figure 1 en est une section transversale. Les modules 12 peuvent être des parallélépipèdes avec plusieurs faces, les modules étant collés entre eux selon l'une de leur face. Les modules 12 ont au moins une face partiellement collée avec un autre module 12 unitaire. Les modules 12 peuvent aussi avoir plusieurs faces partiellement collées avec d'autres rnodules 12. Par exemple sur la figure 1, le 15 module 121 comporte une face tournée vers le module 122 ; la face du module 121 est partiellement collée au module 122. Le module 122 est collé par deux de ses faces respectivement aux modules 121 et 123. Les modules 121 et 123 sont assemblés au module 124 par collage ; en particulier les modules 121 et 123 sont fixés au module 124 par encastrement. Deux rainures sont réalisées sur une des faces 20 du module 124, les modules 121 et 123 étant insérés et collés dans ces rainures. La colle 13 utilisée est par exemple de la colle structurale (par exemple de l'époxy). La colle structurale a une résistance suffisante pour réaliser des joints de structure. Un assemblage collé avec de la colle structurale est capable de supporter des efforts importants. On peut au préalable utiliser un primaire entre le module et la 25 colle, le primaire améliorant l'ancrage de la colle au module. Le procédé de fabrication de l'élément de structure comprend une étape de collage des modules ; cette étape est réalisée par application de colle sur la face d'au moins l'un des deux modules. On peut appliquer la colle (et le primaire le cas échéant) sur l'une des deux faces des modules à coller ; de préférence, on applique la 30 colle (et le primaire le cas échéant) sur les deux faces des modules à coller. Puis les deux modules sont pressés l'un vers l'autre. Par exemple, l'un des modules est placé sur l'autre de sorte à bénéficier de l'apesanteur pour favoriser le collage. Alternativement on peut assembler les modules verticalement puis une pression horizontale est exercée. Dans les deux cas, une pression est exercée afin d'éliminer 35 tous les excès de colle. L'avantage est que l'assemblage est aisé car on peut assembler des modules de petite taille facilement manipulables. En effet, du fait de l'utilisation de béton dont la résistance est supérieure à 80 MPa, il est possible de réaliser des modules moins volumineux ce qui permet de diminuer le poids propre R Brccca126100.2 6 1 14--061 2 06-dcmandcFR. doc - 21'12:06 - 14.12 - 3'23 2910502 4 des modules ; ceci permet de manipuler les modules sans moyen de levage. Ceci est plus avantageux que les bétons classiques dont la résistance est comprise entre 20 et 40 MPa et pour lesquels il est nécessaire de prévoir des armatures ; l'utilisation de tel béton engendre des volumes et des poids propres plus important, ce qui rend plus 5 difficilement manipulables des modules en de tels bétons. En outre, le procédé permet de renforcer localement l'élément de structure. En effet, le procédé permet d'adjoindre des modules supplémentaires à un endroit donné de l'élément de structure. Par exemple sur la figure 1, le module 124 peut être localement renforcé par collage de modules supplémentaires. L'avantage est donc de pouvoir amincir 10 l'élément de structure en un endroit où les efforts sont moindres et de pouvoir renforcer l'élément de structure en un endroit où les efforts sont plus importants. De plus, il est possible de varier l'épaisseur de l'élément de structure de manière simple sans qu'il soit nécessaire de prévoir un coffrage sinueux de l'élément de structure. Ceci présente aussi l'avantage de pouvoir optimiser la géométrie de l'élément de 15 structure final. Le procédé comprend en outre, avant le collage des modules, une étape de réalisation d'au moins un des modules en béton à plat. Dans le cas où le béton est fibré, ceci permet d'obtenir une orientation orthotrope des fibres dans le plan, ce qui peut être valorisé dans la conception de l'élément de structure assemblé par collage. 20 Par exemple sur la figure 1, les fibres seront orientées dans le plan horizontal du module 124, ce qui augmente la résistance en flexion du module 124. L'orientation préférentielle des fibres est obtenue par un compromis entre la formulation du béton fibré, la géométrie des modules et le mode de coulage adopté. En coulant des éléments minces, à plat avec un mélange s'écoulant dans le sens de la longueur, les 25 fibres vont se placer dans le plan et auront une orientation orthotrope. Egalement il est possible de réaliser un module de grandes dimensions et de couper ce module en modules de taille inférieure. Ceci permet par exemple de réaliser le module de grande dimension en un certain endroit puis de le transporter plus facilement une fois découpé à la dimension requise en modules de plus petite taille. Les modules peuvent 30 aussi être fabriqués autrement ; par exemple les modules peuvent être fabriqués par injection dans un moule fermé dans une quelconque position, ou par extrusion. Le procédé peut comprendre une étape de traitement thermique des modules. Ceci présente l'avantage d'accélérer le mécanisme d'hydratation du liant et par suite de stabiliser les retraits du matériau. Les modules acquièrent ainsi rapidement leurs 35 dimensions finales ce qui permet d'accélérer la fabrication de l'élément de structure par collage. Ceci permet d'éviter que les joints de colle travaillent et s'endommagent sous l'effet des contraintes générées par les déformations différées restreintes inhérentes aux bétons. R 13rcvcts126100-26114--061206-demandcFR doc. - 21 12 06 1412 - 4'23 2910502 5 Le procédé peut aussi comprendre, avant le collage une étape de traitement d'une face d'au moins l'un des modules à coller. De préférence, les faces en regard des modules à coller sont traitées. Le traitement permet d'améliorer l'adhérence de la colle sur les modules ; en effet, le traitement de surface permet de modifier l'état de 5 surface en supprimant la couche de peau crée par le moulage du module. Le traitement permet d'éviter que la colle soit appliquée sur une surface lisse telle qu'elle apparaît au sortir du coffrage du module ; le traitement est un traitement permettant de rendre plus rugueuse la surface sur laquelle la colle est appliquée. A titre d'exemple, le traitement est réalisé par grenaillage ou par sablage. L'avantage 10 du sablage est que l'on conserve une meilleure planéité de la surface du module traité ; l'avantage du grenaillage est d'obtenir une surface plus rugueuse. Il est possible aussi d'utiliser un retardateur d'hydratation lors de la fabrication des modules. Ce retardateur est répandu sur les moules aux endroits qui correspondent aux surfaces qui seront collées. Après décoffrage des modules, un lavage par passage 15 au jet d'eau haute pression permet d'enlever la couche de surface moulée et d'obtenir une rugosité suffisante pour un bon collage. Un ou plusieurs modules peuvent comporter un renforcement 16. Ceci permet d'augmenter la résistance du ou des modules, et donc d'augmenter la résistance de l'élément de structure. Le renforcement 16 peut être métallique (armatures 20 métalliques) ou composite (fibres de verre, fibres de carbone, enrobées d'epoxy). Ce renforcement 16 peut être interne à au moins un module. Ce renforcement 16 intégré au sein d'un module peut être passif ou actif (précontrainte par pré-tension). Le renforcement 16 peut aussi être externe à au moins un module. Dans ce dernier cas, il est possible de renforcer l'élément de structure en insérant lors de l'assemblage par 25 collage le renforcement externe au béton. Des plats métalliques ou composites peuvent ainsi être collés. Le renforcement 16 externe peut aussi être rapporté après collage des modules en béton. Des câbles de précontraintes par post-tension peuvent être glissés dans le sens long de l'élément de structure collé (soit en externe, soit dans des réservations aménagées dans les modules lors de leur fabrication). 30 Le béton peut contenir des fibres. Les fibres utilisées dans le béton peuvent être des fibres métalliques, organiques ou minérales. Les fibres permettent d'améliorer le transfert des efforts entre le béton et le renforcement continu, en particulier lorsque les épaisseurs de bétons sont faibles. La nature des fibres utilisée peut varier d'un module à l'autre en fonction des performances attendues pour chacun d'eaux. Des 35 mélanges de différentes natures de fibres sont possibles. La figure 2 montre un autre exemple de réalisation de l'élément de structure 10. L'élément 10 est un autre exemple de poutre obtenue à partir de modules de plus petite dimension. L'élément 10 comporte des modules 121, 122, 123, 124, 125, 126. R,Brescls 261(10.26114--06I20h-dcmandcFR. doc - 2J I2 06 - 14 12 - 5 23 2910502 6 Les modules 124, 125, 126 sont par exemple moins épais que les modules 121, 122, 123. Les modules 121, 122, 123 sont collés entre eux par des joints de colle 13. Les modules 124, 125, 126 sont aussi collés entre eux par des joints de colle 13, mais également collés aux modules 121, 122, 123 par des joints de colle 13. De 5 préférence, les joints de colle 13 entre les modules 121, 122, 123 sont décalés par rapport aux joints de colle 13 entre les modules 124, 125, 126. Ceci permet de renforcer les zones de collage entre les modules 121, 122, 123. Les modules 121, 122, 123 permettent de réaliser par exemple une poutre d'une certaine longueur, avec des modules unitaires de plus petite longueur, ce qui facilite la construction de la 10 poutre. Les modules 124, 125, 126 permettent de renforcer et rigidifier la poutre constituée par les modules 121, 122, 123 ; l'utilisation des modules 124, 125, 126 permet de faciliter le collage avec la poutre, car ils sont plus aisés à manipuler lors du collage. Un renforcement 16 peut aussi être mis en place dans un ou plusieurs modules. 15 Les modules sont en béton dont la résistance à la compression est supérieure ou égal à 80 MPa. Le béton est par exemple du béton à très hautes performances (en abrégé BTHP). Les modules 12 peuvent aussi être en béton à ultra-hautes performances, en particulier en béton fibré à ultra-hautes performances (en abrégé BFUP). Les modules 12 sont par exemple d'au moins 2 cm d'épaisseur, de 20 préférence entre 2 et 10 cm d'épaisseur, de préférence entre 2 et 4 cm d'épaisseur. Ceci permet de noyer les armatures et de les disposer le plus près de la surface inférieure des modules. Ceci permet en outre de favoriser l'orientation orthotrope des fibres lors du coulage. Les bétons fibrés à ultra-hautes performances sont des bétons ayant une 25 matrice cimentaire contenant des fibres. Il est renvoyé au document intitulé Bétons fibrés à ultrahautes performance du Service d'études techniques des routes et autoroutes (Setra) et de l'Association Française de Génie Civil (AFGC). La résistance de ces bétons à la compression est supérieure à 120 MPa, en général supérieure à 150 MPa. Les fibres sont métalliques, organiques, ou un mélange. Le 30 dosage en liant est élevé (le ratio E/C est faible; en général le ratio E/C est d'au plus environ 0.3). La matrice cimentaire comprend en général du ciment (Portland), un élément à réaction pouzzolanique (notamment fumée de silice) et un sable fin. Les dimensions respectives sont des intervalles choisis, selon la nature et les quantités respectives. 35 Par exemple, la matrice cimentaire peut comprendre: - du ciment Portland - du sable fin - un élément de type fumée de silice R 'Rrcccis 26100,261 14--06 1 206-de.andcFRdoc - 21.'12 16 - 14.12 - 6'23 2910502 7 - éventuellement de la farine de quartz - les quantités étant variables et les dimensions des différents éléments étant choisis entre la gamme micronique ou submicronique et le millimètre, avec une dimension maximale n'excédant pas en général 5 5mm. un superplastifiant étant ajouté en général avec l'eau de gâchage. A titre d'exemple de matrice cimentaire, on peut citer celles décrites dans les demandes de brevet EP-A-518777, EP-A-934915, WO-A-9501316, WO-A-9501317, WO-A-9928267, WO-A-9958468, WO-A-9923046, WO-A-0158826, auxquelles il 10 est renvoyé pour plus de détails. Les fibres ont des caractéristiques de longueur et de diamètre telles qu'elles confèrent effectivement les caractéristiques mécaniques attendues. Leur quantité est généralement faible, par exemple entre 1 et 8% en volume. Des exemples de matrice sont les BPR, Bétons à Poudre Réactive, tandis que 15 les exemples de BFUP sont les bétons BSI de Eiffage, Ductal de Lafarge, Cimax de Italcementi et BCV de Vicat. Des exemples spécifiques sont les bétons suivants: 1) ceux résultant des mélanges de a - un ciment Portland choisi dans le groupe constitué par les ciments Portland 20 ordinaires dits "CPA", les ciments Portland à haute performance dits "CPA-HP", les ciments Portland à haute performance et à prise rapide dits "CPA-HPR" et les ciments Portland à faible teneur en aluminate tricalcique (C3A), de type normal ou à haute performance et à prise rapide; b - une microsilice vitreuse dont les grains ont en majeure partie un diamètre 25 compris dans la gamme 100 A-0,5 micron, obtenue comme sous-produit dans l'industrie du zirconium, la proportion de cette silice étant de 10 à 30 % en poids du poids du ciment; c - un agent super plastifiant réducteur d'eu et/ou un agent fluidifiant en proportion globale de 0,3 % à 3 % (poids de l'extrait sec par rapport au poids de 30 ciment); d - un sable de carrière constitué de grains de quartz qui ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 0,08 mm - 1,0 mm; e -éventuellement d'autres adjuvants. 2) ceux résultant du mélange de: 35 a -un ciment d'une granulométrie correspondant à un diamètre harmonique moyen ou égal à 7 m, de préférence compris entre 3 et 7 m; R:,.Brc, ets.,26100 26I 14--0h120b-demandeFR. doc - 21; 12:W, - 14:12 - 7,'23 2910502 8 b - un mélange de sables de bauxites calcinées de différentes granulométries, le sable le plus fin ayant une granulométrie moyenne inférieure à 1 mm et le sable le plus grossier ayant une granulométrie moyenne inférieure à l Omm; c - de la fumée de silice dont 40% des particules ont une dimension inférieure à 5 1 m, le diamètre harmonique moyen étant voisin de 0,2 m, et de préférence de 0,1 m; d - un agent anti-mousse; e - un superplastifiant réducteur d'eau; f - éventuellement des fibres; 10 et de l'eau; les ciments, les sables et la fumée de silice présentant une répartition granulométrique telle que l'on ait au moins trois et au plus cinq classes granulométriques différentes, le rapport entre le diamètre harmonique moyen d'une classe granulométrique et de la classe immédiatement supérieure étant d'environ 10. 15 3) ceux résultant du mélange de: a - un ciment Portland; b - éléments granulaires; c éléments fins à réaction pouzzolanique; d - fibres métalliques; 20 e agent dispersant; et de l'eau; les éléments granulaires prépondérants ont une grosseur de grain maximale D au plus égale à 800 micromètres, en ce que les fibres métalliques prépondérantes ont une longueur individuelle 1 comprise dans la gamme 4 mm - 20 mm, en ce que le 25 rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et ladite grosseur maximale D des éléments granulaires est au moins égal à 10 et en ce que la quantité des fibres métalliques prépondérantes est telle que le volume de ces fibres est de 1,0 % à 4,0 % du volume du béton après la prise. 4) ceux résultant du mélange de: 30 a - 100 p. de ciment Portland; b - 30 à 100 p., ou mieux 40 à 70 p., de sable fin ayant une grosseur de grains d'au moins 150 micromètres; c - 10 à 40 p. ou mieux 20 à 30 p. de silice amorphe ayant une grosseur de grains Inférieure à 0.5 micromètres; 35 d - 20 à 60 p. ou mieux 30 à 50 p., de quartz broyé ayant une grosseur de grains inférieure à 10 micromètres; e - 25 à 100 p., ou mieux 45 à 80 p. de laine d'acier; f - un fluidifiant, R Brcects',26100126I 14--061'_06-dcmandcFR doc - 2 1 12'06 - 1412 - 8.23 2910502 9 g - 13 à 26 p., ou mieux 15 à 22 p., d'eau. Une cure thermique est prévue. 5) ceux résultant du mélange de: a - du ciment ; 5 b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale Dmax d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm ; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 m, de préférence d'au plus 0,5 m; d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi 10 des élements aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c); e - au moins un agent dispersant et répondant aux conditions suivantes: (1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé du ciment 15 (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale Dmax des éléments granulaires est d'au moins 10; (4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à 4% et de 20 préférence à 3,5% du volume du béton après la prise. 6) ceux résultant du mélange de: a - du ciment; b - des éléments granulaires; c -des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules 25 élémentaires d'au plus 1 m, de préférence d'au plus 0,5 m; d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c); 30 e - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes : (1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24% ; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (bis) le 35 rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10; 4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à 4% et de préférence à 3,5% du volume du béton après la prise; (5) l'ensemble des constituants R$rcvcI n26100261 I4--061206-dcmandcFR doc - 21 1206 - 14 2 -9'23 2910502 10 (a), (b), (c) et (d) présente une taille de grain D75 d'au plus 2 mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain D50 d'au plus 200 m de préférence d'au plus 150 m. 7) ceux résultant du mélange de: 5 a - du ciment; b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale D d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm; c - des éléments fins à réaction pouzzolanique ayant une taille de particule élémentaire d'au plus 20 m, de préférence d'au plus 1 m; 10 d - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes: (e) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris entre 8 et 25%; (f) les fibres organiques présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (g) le rapport R 15 entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale D des éléments granulaires est d'au moins 5, h) la quantité de fibres est telle que leur volume représente au plus 8 % du volume du béton après la prise. 8) ceux résultant du mélange de: a - du ciment; 20 b - des éléments granulaires; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 m, de préférence d'au plus 0,5 m; d - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes: l) le pourcentage en poids de l'eau E par 25 rapport au poids cumulé C du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24%; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10; (4) la 30 quantité de fibres est telle que leur volume est au plus de 8% du volume du béton après la prise; (5) l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) présente une taille de grain D75 d'au plus 2mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain D50 d'au plus 150 m, de préférence d'au plus 100 m. 9) ceux résultant du mélange de: 35 a - au moins un liant hydraulique du groupe constitué par les ciments Portland classe G (API), les ciments Portland classe H (API) et les autres liants hydrauliques à faible teneur en aluminates, RIBrevci s\26100' 2 6 1 14--06! 206-dcma ndc FR. doc - 21 12'06 - 14 12 - 10,23 2910502 11 b - une microsilice de granulométrie comprise dans la gamme 0, 1 à 50 micromètres, à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, c - un ajout de particules moyennes, minéral et/ou organique, de granulométrie comprise dans la gamme 0,5-200 micromètres à raison de 20 à 35% en poids par 5 rapport au liant hydraulique, la quantité dudit ajout de particules moyennes étant inférieure ou égale à la quantité de microsilice, -un agent superplastifiant et/ou fluidifiant hydrosoluble en proportion comprise entre 1% et 3% en poids par rapport au liant hydraulique, et de l'eau en quantité au plus égale à 30% du poids du lianthydraulique. 10 10) ceux résultant du mélange de: a - du ciment; b - des éléments granulaires ayant une taille de grain Dg d'au plus 10 mm; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires comprise entre 0,1 et 100 m; 15 d - au moins un agent dispersant; e ù des fibres métalliques et organiques; et répondant aux conditions: (1) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres métalliques présentent une longueur moyenne Lm d'au moins 2 mm, et 20 un rapport h/dl, dl étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport Vi/V du volume Vi des fibres métalliques au volume V des fibres organiques est supérieur à 1, et le rapport Lm/Lo de la longueur des fibres métalliques à la longueur des fibres organiques est supérieure à 1; (4) le rapport R entre la longueur moyenne Lm des fibres métalliques et la taille Dg des éléments granulaires est d'au moins 3; (5) la 25 quantité de fibres métalliques est telle que leur volume est inférieur à 4 % du volume du béton après la prise et (6) les fibres organiques présentent une température de fusion inférieure à 300 C, une longueur moyenne Lo supérieure à 1 mm et un diamètre Do d'au plus 200 m, la quantité de fibres organiques étant telle que leur volume est compris entre 0,1 et 3 % du volume du béton. 30 Comme indiqué plus haut, un traitement (ou cure) thermique peut être mise en oeuvre sur ces bétons. Par exemple, la cure thermique comprend, après la prise hydraulique, le chauffage à une température de 90 C ou plus pendant plusieurs heures, typiquement 90 C pendant 48hres. Les exemples de fibres sont données en relation avec le BFUP, mais 35 s'appliquent au béton décrit précédemment, en particulier le béton à très hautes performances. La figure 3 montre un exemple d'interface au sein de l'élément de structure 10. L'interface est entre deux modules 12 référencés 121 et 122. L'interface est la zone R: 13re. cis 26100261 I a--061210-demandeFR doc - 21:12'06 - 1-1 12 - 11.23 2910502 12 située entre deux faces de modules ; l'interface correspond à la zone d'application de la colle 13. L'interface peut comporter différentes formes. Il peut s'agir d'un plan, les faces en regard des modules étant planes. Sur les figures l et 2 l'interface entre les modules est plane et perpendiculaire au plan des figures ; l'interface peut aussi 5 être inclinée par rapport à celle représentée. Sur la figure 3, l'élément de structure 10 est représenté en coupe, l'interface étant une ligne brisée (clé de cisaillement). Les modules comportent des rainures 18 et des gorges 20 coopérant respectivement avec des gorges 20 et des rainures 18 d'un module en regard. Ceci permet le passage par effet mécanique (effet d'engrenage) des efforts de cisaillement soulageant ainsi les 10 contraintes dans la colle 13. R -13rc.-Is.26100 26114--061206-dcmandcFR dot: - 21 12 06 - 14 12 - 1223 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un élément de structure dans lequel au moins deux modules en béton sont assemblés par collage, la résistance à la compression du béton 5 étant supérieure à 80 MPa. 2. Le procédé selon la revendication 1 comprenant, avant le collage des modules, une étape de réalisation d'au moins un des modules à plat. 3. Le procédé selon la revendication 1 ou 2 comprenant une étape de traitement thermique des modules. 10 4. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les modules sont collés entre eux par leur face en regard, le procédé comprenant une étape de traitement d'au moins l'une des faces. 5. Le procédé selon la revendication 4, dans lequel l'étape de traitement d'une face est réalisée par sablage, grenaillage ou application d'un retardateur puis lavage 15 après réalisation du module. 6. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant une étape de renforcement de l'élément de structure par un renforcement externe ou interne à au moins un des modules. 7. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, le béton étant un béton à très 20 hautes performances. 8. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, le béton étant un béton à ultra-hautes performances. 9. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 8, le béton comporte des fibres. 10. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le béton résulte 25 1) du mélange de a - un ciment Portland choisi dans le groupe constitué par les ciments Portland ordinaires dits 'tCPA!', les ciments Portland à haute performance dits "CPA-HP", les ciments Portland à haute performance et à prise rapide dits "tCPA-HPR" et les R:'Brevets\26100\26114--061206-demandeFR.doc - 22/05/07 - 09:05 - 13/23 2910502 14 ciments Portland à faible teneur en aluminate tricalcique (C3A), de type normal ou à haute performance et à prise rapide; b - une microsilice vitreuse dont les grains ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 100 A-0,5 micron, obtenue comme sous-produit dans l'industrie du zirconium, la proportion de cette silice étant de 10 à 30 % en poids du poids du ciment; c - un agent super plastifiant réducteur d'eu et/ou un agent fluidifiant en proportion globale de 0,3 % à 3 % (poids de l'extrait sec par rapport au poids de ciment); d - un sable de carrière constitué de grains de quartz qui ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 0,08 mm - 1,0 mm; e - éventuellement d'autres adjuvants ; ou 2) du mélange de a - un ciment d'une granulométrie correspondant à un diamètre harmonique moyen ou égal à 7 m, de préférence compris entre 3 et 7 m; b - un mélange de sables de bauxites calcinées de différentes granulométries, le sable le plus fin ayant une granulométrie moyenne inférieure à lmm et le sable le plus grossier ayant une granulométrie moyenne inférieure à l Omm; c - de la fumée de silice dont 40% des particules ont une dimension inférieure à 1 m, le diamètre harmonique moyen étant voisin de 0,2 m, et de préférence de 0,1 m; d un agent anti-mousse; e - un superplastifiant réducteur d'eau; f -éventuellement des fibres; et de l'eau; les ciments, les sables et la fumée de silice présentant une répartition granulométrique telle que l'on ait au moins trois et au plus cinq classes granulométriques différentes, le rapport entre le diamètre harmonique moyen d'une classe granulométrique et de la classe immédiatement supérieure étant d'environ 10 ; ou 3) du mélange de a - un ciment Portland; b - éléments granulaires; c - éléments fins à réaction pouzzolanique; d - fibres métalliques; e - agent dispersant; et de l'eau; les éléments granulaires prépondérants ont une grosseur de grain maximale D au plus égale à 800 micromètres, en ce que les fibres métalliques prépondérantes ont une longueur individuelle 1 comprise dans la gamme 4 mm - 20 mm, en ce que le R'Brc, ets 21 100 201 I4--061206-demandeFR. doc - 21112'06 - 14.12 - 14,23 2910502 15 rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et ladite grosseur maximale D des éléments granulaires est au moins égal à 10 et en ce que la quantité des fibres métalliques prépondérantes est telle que le volume de ces fibres est de 1,0 % à 4,0 % du volume du béton après la prise ; ou 5 4) du mélange de a - 100 p. de ciment Portland; b - 30 à 100 p., ou mieux 40 à 70 p., de sable fin ayant une grosseur de grains d'au moins 150 micromètres; c- 10 à 40 p. ou mieux 20 à 30 p. de silice amorphe ayant une grosseur de 10 grains Inférieure à 0.5 micromètres; d - 20 à 60 p. ou mieux 30 à 50 p., de quartz broyé ayant une grosseur de grains inférieure à 10 micromètres; e - 25 à 100 p., ou mieux 45 à 80 p. de laine d'acier; f - un fluidifiant, 15 g - 13 à 26 p., ou mieux 15 à 22 p., d'eau, une cure thermique étant prévue ; ou 5) du mélange de a - du ciment ; b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale Dmax d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 rnm ; 20 c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 m, de préférence d'au plus 0,5 m; d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume 25 cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c); e -au moins un agent dispersant et répondant aux conditions suivantes: (1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le 30 diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale Dmax des éléments granulaires est d'au moins 10; (4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à 4% et de préférence à 3,5% du volume du béton après la prise ; ou 6) du mélange de 35 a - du ciment; b -des éléments granulaires; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 m, de préférence d'au plus 0,5 m; R ,13r 11. Elément de structure comprenant au moins deux modules en béton collés, la résistance à la compression du béton étant supérieure à 80 MPa. 5 12. L'élément selon la revendication Il, le béton étant un béton à très hautes performances. 13. L'élément selon la revendication 12, le béton étant un béton à ultra-hautes performances. 14. L'élément selon l'une des revendications I l à 13, le béton comportant des 10 fibres. 15. L'élément selon la revendication 14, dans lequel les fibres sont en un matériau choisi dans le groupe composé de matériau métallique, matériau minéral ou matériau organique. 16. L'élément selon l'une des revendications I l à 15, dans lequel la colle est de la 15 colle structurale. 17. L'élément selon l'une des revendications 11 à 16, dans lequel les modules comportent un renforcement interne ou externe. 18. L'élément selon l'une des revendications 11 à 17, dans lequel l'interface entre les modules est une ligne brisée en coupe. 20 19. L'élément selon l'une des revendications Il à 18 obtenu selon le procédé selon l'une des revendications 1 à 10. 20. L'élément selon l'une des revendications Il à 19, dans lequel le béton résulte 1) du mélange de a - un ciment Portland choisi dans le groupe constitué par les ciments Portland 25 ordinaires dits "CPA", les ciments Portland à haute performance dits "CPA-HP", les ciments Portland à haute performance et à prise rapide dits "CPA-HPR" et les ciments Portland à faible teneur en aluminate tricalcique (C3A), de type normal ou à haute performance et à prise rapide; R Rrc' ci .2(100261 1 4--06 1 206-dcr,andcFR do, - 2 1 'I 2'06 - 14.12 - 18'23 2910502 19 b - une microsilice vitreuse dont les grains ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 100 A-0,5 micron, obtenue comme sous-produit dans l'industrie du zirconium, la proportion de cette silice étant de 10 à 30 % en poids du poids du ciment; 5 c - un agent super plastifiant réducteur d'eu et/ou un agent fluidifiant en proportion globale de 0,3 % à 3 % (poids de l'extrait sec par rapport au poids de ciment); d - un sable de carrière constitué de grains de quartz qui ont en majeure partie un diamètre compris dans la gamme 0,08 mm - 1,0 mm; 1 0 e - éventuellement d'autres adjuvants ; ou 2) du mélange de a - un ciment d'une granulométrie correspondant à un diamètre harmonique moyen ou égal à 7 m, de préférence compris entre 3 et 7 1am; b - un mélange de sables de bauxites calcinées de différentes granulométries, le 15 sable le plus fin ayant une granulométrie moyenne inférieure à 1 mm et le sable le plus grossier ayant une granulométrie moyenne inférieure à 10mm; c - de la fumée de silice dont 40% des particules ont une dimension inférieure à 1 m, le diamètre harmonique moyen étant voisin de 0,2 m, et de préférence de 0,1 m; d un agent anti-mousse; 20 e - un superplastifiant réducteur d'eau; f -éventuellement des fibres; et de l'eau; les ciments, les sables et la fumée de silice présentant une répartition granulométrique telle que l'on ait au moins trois et au plus cinq classes 25 granulométriques différentes, le rapport entre le diamètre harmonique moyen d'une classe granulométrique et de la classe irnmédiatement supérieure étant d'environ 10 ; ou 3) du mélange de a - un ciment Portland; b - éléments granulaires; 30 c - éléments fins à réaction pouzzolanique; d - fibres métalliques; e -agent dispersant; et de l'eau; les éléments granulaires prépondérants ont une grosseur de grain maximale D 35 au plus égale à 800 micromètres, en ce que les fibres métalliques prépondérantes ont une longueur individuelle 1 comprise dans la gamme 4 mm - 20 mm, en ce que le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et ladite grosseur maximale D des éléments granulaires est au moins égal à 10 et en ce que la quantité des fibres RBreveis2610026114- 061 206-demandeFR doc - 2111206 - 14.12 - 19123 2910502 20 métalliques prépondérantes est telle que le volume de ces fibres est de 1,0 % à 4,0 0/0 du volume du béton après la prise ; ou 4) du mélange de a - 100 p. de ciment Portland; 5 b - 30 à 100 p., ou mieux 40 à 70 p., de sable fin ayant une grosseur de grains d'au moins 150 micromètres; c - 10 à 40 p. ou mieux 20 à 30 p. de silice amorphe ayant une grosseur de grains Inférieure à 0.5 micromètres; d - 20 à 60 p. ou mieux 30 à 50 p., de quartz broyé ayant une grosseur de grains 10 inférieure à 10 micromètres; e - 25 à 100 p., ou mieux 45 à 80 p. de laine d'acier; f - un fluidifiant, g - 13 à 26 p., ou mieux 15 à 22 p., d'eau, une cure thermique étant prévue ; ou 5) du mélange de 15 a - du ciment ; b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale Dmax d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus l mm ; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 m, de préférence d'au plus 0,5 1am; 20 d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus 1 mm, et présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c); e - au moins un agent dispersant et répondant aux conditions suivantes: 25 (1) le pourcentage en poids de l'eau E par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale Dmax des éléments granulaires est d'au 30 moins 10; (4) la quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à 4% et de préférence à 3,5% du volume du béton après la prise ; ou 6) du mélange de a - du ciment; b - des éléments granulaires; 35 c des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 m, de préférence d'au plus 0,5 m; d - des constituants capables d'améliorer la ténacité de la matrice choisis parmi des éléments aciculaires ou plaquettaires ayant une taille moyenne d'au plus l mm, et R Bresets'26100`261 14--06 1 2 06-demandeFR doc - 21'12'06 -14.12 - 20'23 2910502 21 présents dans une proportion volumique comprise entre 2,5 et 35% du volume cumulé des éléments granulaires (b) et des éléments à réaction pouzzolanique (c); e - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes : (1) le pourcentage en poids de l'eau E 5 par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24% ; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (bis) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10; 4) la 10 quantité de fibres est telle que leur volume est inférieur à 4% et de préférence à 3,5% du volume du béton après la prise; (5) I'ensemble des constituants (a), (b), (c) et (d) présente une taille de grain D75 d'au plus 2 mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain D50 d'au plus 200 m de préférence d'au plus 150 m ; ou 7) du mélange de 15 a - du ciment; b - des éléments granulaires ayant une grosseur de grain maximale D d'au plus 2 mm, de préférence d'au plus 1 mm; c - des éléments fins à réaction pouzzolanique ayant une taille de particule élémentaire d'au plus 20 m, de préférence d'au plus 1 gin; 20 d - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes: (e) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris entre 8 et 25%; (f) les fibres organiques présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (g) le rapport R 25 entre la longueur moyenne L des fibres et la grosseur de grain maximale D des éléments granulaires est d'au moins 5, h) la quantité de fibres est telle que leur volume représente au plus 8 % du volume du béton après la prise ; ou 8) du mélange de a - du ciment; 30 b - des éléments granulaires; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires d'au plus 1 m, de préférence d'au plus 0,5 m; d - au moins un agent dispersant; et répondant aux conditions suivantes: l) le pourcentage en poids de l'eau E par 35 rapport au poids cumulé C du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24%; (2) les fibres présentent une longueur individuelle L d'au moins 2 mm et un rapport L/phi, phi étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport R entre la longueur moyenne L des fibres et la taille de grain D75 de l'ensemble des R:~Brevets,26I00A2 61 1 4--06 1 2 06-demandeFR doc - 21 1206 - 14. 12 - 21'23 2910502 22 constituants (a), (b) et (c) est d'au moins 5, de préférence d'au moins 10; (4) la quantité de fibres est telle que leur volume est au plus de 8% du volume du béton après la prise; (5) l'ensemble des constituants (a), (b) et (c) présente une taille de grain D75 d'au plus 2mm, de préférence, d'au plus 1 mm, et une taille de grain D50 5 d'au plus 150 m, de préférence d'au plus 100 m ; ou 9) du mélange de : a - au moins un liant hydraulique du groupe constitué par les ciments Portland classe G (API), les ciments Portland classe H (API) et les autres liants hydrauliques à faible teneur en aluminates, 10 b - une microsilice de granulométrie comprise dans la gamme 0,1 à 50 micromètres, à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, c - un ajout de particules moyennes, minéral et/ou organique, de granulométrie comprise dans la gamme 0,5-200 micromètres à raison de 20 à 35% en poids par rapport au liant hydraulique, la quantité dudit ajout de particules moyennes étant 15 inférieure ou égale à la quantité de microsilice, -un agent superplastifiant et/ou fluidifiant hydrosoluble en proportion comprise entre 1% et 3% en poids par rapport au liant hydraulique, et de l'eau en quantité au plus égale à 30% du poids du liant hydraulique ; ou 10) du mélange de : 20 a - du ciment; b - des éléments granulaires ayant une taille de grain Dg d'au plus 10 mm; c - des éléments à réaction pouzzolanique ayant une taille de particules élémentaires comprise entre 0,1 et 100 pm; d - au moins un agent dispersant; 25 e ù des fibres métalliques et organiques; et répondant aux conditions: (1) le pourcentage en poids de l'eau par rapport au poids cumulé du ciment (a) et des éléments (c) est compris dans la gamme 8-24 %; (2) les fibres métalliques présentent une longueur moyenne Lm d'au moins 2 mm, et un rapport h/dl, dl étant le diamètre des fibres, d'au moins 20; (3) le rapport Vi/V du 30 volume Vi des fibres métalliques au volume V des fibres organiques est supérieur à 1, et le rapport Lm/Lo de la longueur des fibres métalliques à la longueur des fibres organiques est supérieure à 1; (4) le rapport R entre la longueur moyenne Lm des fibres métalliques et la taille Dg des éléments granulaires est d'au moins 3; (5) la quantité de fibres métalliques est telle que leur volume est inférieur à 4 % du volume 35 du béton après la prise et (6) les fibres organiques présentent une température de fusion inférieure à 300 C, une longueur moyenne Lo supérieure à 1 mm et un diamètre Do d'au plus 200 pm, la quantité de fibres organiques étant telle que leur volume est compris entre 0,1 et 3 % du volume du béton. R Brcrcls 26100,26114--U61206-dcmandeFR do 21. 12'06 - 14 12 - 22 23