Brevet FR2947259A1 — publié le 20101231

COMPOSITION DE BETON Cette invention concerne un nouveau béton ductile à ultra-haute performance, un procédé de production de ce béton et son utilisation. Un béton à ultra-haute performance (BHUP) a généralement une résistance à la compression à 28 jours supérieure à 100 MPa et généralement supérieure à 120 MPa. Le béton est largement utilisé dans l'industrie de la construction comme un matériau résistant ayant, par exemple, une résistance à la compression élevée. Toutefois, les recherches se poursuivent pour trouver de nouvelles additions pour béton, en vue de modifier et d'améliorer les propriétés du béton pour le rendre apte à des applications particulières. Des additions pour le béton comprennent des agents de renfort sous la forme, par exemple, de fibres métalliques ou organiques. Le renfort peut être vu comme une augmentation de l'énergie de rupture et/ou de la ductilité du béton durci. La ductilité est une propriété importante et souhaitable pour un certain nombre d'applications. En vu d'assurer un comportement ductile souhaitable du béton, les propriétés des fibres et la quantité de fibres doivent être choisies avec soin : elles diffèrent entre les fibres métalliques et les fibres organiques (il est entendu que les propriétés physico-chimiques des fibres métalliques et organiques sont fondamentalement différentes). Les fibres sont généralement de dimensions prédéterminées en termes de longueur (L), de diamètre (D) et du rapport longueur sur diamètre (L/D) et doivent être ajoutées en quantité prédéterminée en vue d'obtenir les améliorations souhaitées des propriétés du béton. Les fibres métalliques ont une ductilité importante et leur incorporation dans le béton confère au béton ainsi renforcé un comportement de matériaux ductiles qui est souhaitable dans certaines applications structurelles. Les fibres organiques telles que l'alcool polyvinylique (PVA) ont également été utilisées afin d'accroître la ductilité du béton. Le verre et les fibres faites en verre sont fragiles. Le verre se distingue fondamentalement dans ses propriétés physico-chimiques des métaux et des matières organiques. De façon surprenante, l'incorporation de fibres de verre fragiles dans les compositions de béton tend à améliorer la ductilité de ces compositions dans certaines applications architecturales. Toutefois, on peut observer une perte de ductilité lors du vieillissement de la composition de béton. 1 Il a maintenant été découvert que par un choix de fibres de verre, auxquelles un traitement spécifique est appliqué, et d'autres composants du béton, et leurs quantités, il est possible d'obtenir des compositions de béton ductiles et dont la dégradation des propriétés de ductilité dans le temps est réduite. La présente invention vise à fournir de telles compositions de béton. La présente invention prévoit un béton ductile à ultra-haute performance qui comprend en parties relatives par poids : 100 de ciment Portland ; 50 à 200 (de préférence supérieur à 80, par exemple de 80 à 170, de préférence de 100 à 150) d'un sable ayant une granulométrie unique avec un D10 à un D90 de 0,063 à 5 mm, ou un mélange de sables (de préférence au moins deux sables), le sable le plus fin ayant un D10 à un D90 de 0,063 à 1 mm et le sable le plus grossier ayant un D10 à un D90 de 1 à 5 mm, par exemple entre 1 et 4 mm ; 0 à 70, de préférence de 10 à 60, par exemple environ 50 (10 à 40 peut également être utilisé), d'un matériau particulaire pouzzolanique ou non-pouzzolanique ou un mélange de ceux-ci ayant une taille moyenne de particules inférieure à 15�m ; 0,1 à 10 d'un superplastifiant réducteur d'eau ; 10à30d'eau ; 0,5 à 5 % en volume, par rapport au volume du béton durci, de fibres de verre ayant un rapport d'aspect de 6 à 120, de préférence de 10 à 80, par exemple de 20 à 40, de préférence d'environ 20, chaque fibre parmi au moins une pluralité desdites fibres de verre, de préférence plus de 75 %, de préférence plus de 90 %, de préférence la totalité des fibres de verre, étant au moins partiellement entourée d'une couche comprenant au moins un composé comprenant du silicium et de l'oxygène, ladite couche ayant au moins en un endroit une épaisseur supérieure à 3 �m, de préférence supérieure à 5 �m, de préférence supérieure à 10 �m. Ladite couche est distincte de la matrice cimentaire. De préférence, ledit composé comprend de la silice, ladite couche pouvant alors comprendre d'autres composés en plus de la silice, par exemple des silicates. Le D90, également noté Dv90, correspond au 90eme centile de la distribution en volume de taille des grains, c'est-à-dire que 90 % des grains ont une taille inférieure au D90 et 10 % ont une taille supérieure au D90. De même, le D10, également noté Dv10, correspond au 10ème centile de la distribution en volume de taille des grains, 2 c'est-à-dire que 10 % des grains ont une taille inférieure au D10 et 90 % ont une taille supérieure au D10. Les fibres peuvent être à filament unique (fibre monofilament) ou à multiples filaments (fibre multifilament) chaque fibre individuelle comprenant alors une pluralité de filaments. Les fibres de verre peuvent être formées par écoulement de verre fondu dans une filière. Une composition aqueuse d' ensimage classique peut alors être appliquée aux fibres de verre. Des compositions aqueuses d'ensimage peuvent comporter un lubrifiant, un agent de couplage et un agent de formation de film et éventuellement d'autres additifs. Les fibres traitées sont généralement chauffés pour éliminer l'eau et effectuer un traitement thermique de la composition d'ensimage sur la surface des fibres. A titre d'exemple, l'ensimage peut être effectué au moyen d'une composition qui comprend un agent de couplage du type silane. Les agents de couplage au silane comprennent les aminosilanes, les esters de silane, les vinylsilanes, les silanes methacryloxyques, les époxy silanes, les silanes sulfurées, les uréido silanes, les isocyanato silanes et les mélanges de ceux-ci. Les agents de formation de film comprennent les matériaux de formation de film de polyuréthane bloqué, les matériaux de formation de film de polyuréthane thermoplastique, les matériaux de formation de film de résine époxy, les polyoléfines, des polyoléfines modifiées, les polyoléfines fonctionnalisées, l'acétate de polyvinyle, les polyacrylates, les matériaux de formation de film de résine polyester saturé, les matériaux de formation de film de résine polyester insaturé, les matériaux de formation de film polyéther et leurs mélanges. Le verre dans les fibres est généralement résistant aux alcalins. Les fibres peuvent être ensimées pour promouvoir la résistance à l'abrasion et/ou l'intégrité des filaments au cours du mélange du béton. En outre, pour les fibres multifilament, l'ensimage peut être prévu pour éviter ou réduire la séparation des filaments pendant le mélange. Pour des fibres multifilament, l'étape d'ensimage peut être suivie d'une étape de retrait de la portion périphérique de la composition d'ensimage, qui est autour de la fibre, avant la réalisation du traitement d'enrobage. Pour des fibres monofilament, il peut ne pas être réalisé d'opération d'ensimage avant la réalisation du traitement d'enrobage. 3 La Demanderesse a mis en évidence la présence de porosités dans la matrice cimentaire du béton autour des fibres de verre. Lors du vieillissement du béton, la Demanderesse a mis en évidence la formation privilégiée de Portlandite au niveau de ces porosités, ce qui pourrait être une cause de la baisse de ductilité de ce type de béton. Selon l'invention, un traitement d'enrobage (ou de revêtement) des fibres de verre est réalisé de façon à éviter ou réduire la présence de porosité autour des fibres de verre dans la matrice cimentaire. Ce traitement d'enrobage des fibres de verre peut être effectué par un dépôt d'un composé minéral sur les fibres de verre comprenant de la silice. De préférence, il s'agit de silice réactive ayant une action pouzzolanique. De la silice peut être déposée sur les fibres de verre en mettant en contact les fibres de verre avec un composé de silicium, comme un silane, un siliconate, un silicate, une solution colloïdale de silice ou un coulis (en anglais slurry) de fumées de silice. Il sera entendu que la silice est sensiblement limitée à la surface des fibres de verre dans la matrice de béton et n'est pas uniformément dispersé dans la matrice. L'application d'un revêtement ou enrobage sur une fibre de verre monofilament ou multifilament peut être réalisée au cours du procédé de fabrication des fibres de verre ou peut être réalisée ultérieurement. Il peut s'agir d'une opération dans laquelle les fibres de verre sont immergées dans un bain qui contient le matériau d'enrobage ou un précurseur du matériau d'enrobage, par exemple des particules ultra-fines de silice. A titre d'exemple, lorsque l'application du revêtement est réalisée au cours du procédé de fabrication des fibres de verre, le traitement d'enrobage peut être fait après l'ensimage ou à la place de l'ensimage lorsqu'aucun ensimage n'est réalisé. Le traitement d'enrobage peut en outre comprendre une étape de séchage à l'air chaud ou dans un dessiccateur dans lequel un vide est créé. Le traitement d'enrobage peut être appliqué en une opération distincte du procédé de fabrication des fibres de verre, par exemple en trempant les fibres de verre dans un bain contenant le matériau d'enrobage ou un précurseur du matériau d'enrobage ou en pulvérisant les fibres de verre avec le matériau d'enrobage ou avec un précurseur du matériau d'enrobage. Le traitement d'enrobage peut comprendre l'immersion des fibres de verre dans une solution colloïdale de particules ultra-fines de silice. Dans ce cas, la solution doit avoir une viscosité adaptée pour permettre aux particules de silice de se mêler aux fibres de verre. A titre d'exemple, on utilise une solution colloïdale de dioxyde de 4 silicium amorphe dont les colloïdes ont une taille d'une à plusieurs dizaines de nanomètres, de préférence inférieure à 100 nm. Le traitement d'enrobage conduit à la formation d'une couche (ou d'un revêtement) qui forme une interface entre la fibre et la matrice cimentaire dans laquelle les fibres de verre sont ensuite incorporées. La couche comprend essentiellement de la silice. De préférence, la couche comprend plus de 80 % en poids de silice, de préférence plus de 90 % en poids de silice. La couche entourant chaque fibre de verre a une épaisseur supérieure à ce qui est obtenu avec une opération d'ensimage classique. A titre d'exemple, la couche a une 10 épaisseur moyenne de 1 à 25 �m, de préférence de 5 à 15 �m. La composition de la couche de revêtement est différente de celle du reste de la matrice cimentaire. Au moins aux jeunes âges du béton, la concentration de silicium dans la couche de revêtement est supérieure à la concentration de silicium dans la matrice cimentaire. De même, au moins aux jeunes âges du béton, la concentration de 15 calcium dans la couche de revêtement est inférieure à la concentration de calcium dans la matrice cimentaire. De préférence, au moins juste après la prise du béton, la concentration de calcium dans la couche de revêtement est inférieure à 20 % de la concentration de calcium dans la matrice cimentaire, de préférence inférieure à 50 % de la concentration de calcium dans la matrice cimentaire. 20 De façon avantageuse, le revêtement a une structure poreuse de façon à favoriser la réaction entre la silice et la portlandite susceptible de se développer dans la matrice cimentaire au cours du vieillissement du béton. Pour une fibre multifilament, le revêtement selon l'invention correspond à la couche située à la périphérie de l'ensemble des filaments constituant la fibre de verre. Toutefois, le matériau 25 constituant la couche de revêtement peut également être présent entre les filaments d'une même fibre multifilament. De préférence, le revêtement selon l'invention entoure complètement chaque fibre de verre. Toutefois, il est possible que certaines fibres de verre, parmi l'ensemble des fibres de verre présentes dans le béton selon l'invention, ne soient pas entièrement 30 recouvertes par le revêtement. Lorsque les fibres de verre sont enrobées par des particules ultra-fines de silice présentes dans une solution colloïdale, la quantité de particules ultra-fines de silice dans la solution est adaptée de telle manière que le revêtement résultant des fibres de verre par des particules ultra-fines de silice correspond avantageusement à une couverture complète de la surface des fibres de verre avec une ou plusieurs couches de particules ultra-fines de silice. Dans chaque couche de particules ultra-fines de silice, les particules de silice sont sensiblement disposées les unes à côté des autres. La taille des particules de silice détermine la taille des pores du revêtement. Le pourcentage en volume de fibres de verre dans le béton est de préférence supérieur à 1 % en volume, par exemple de 2 à 5 %, de préférence environ de 2 à 3 %, une valeur préférée étant d'environ 2 %. Le diamètre des filaments individuels dans les fibres multifilament est généralement inférieur à environ 30 �m. Le nombre de filaments individuels dans chaque fibre individuelle est généralement de 50 à 200, de préférence d'environ 100. Le diamètre composite des fibres multifilament est généralement de 0,1 à 0,5 mm, de préférence d'environ 0,3 mm. Elles ont généralement une forme approximativement circulaire en section transversale. Le verre a généralement un module de Young supérieur ou égal à 60 GPa, de 15 préférence de 70 à 80 GPa, par exemple de 72 à 75 GPa, de préférence d'environ 72 GPa. La longueur des fibres de verre est généralement supérieure à la taille des particules du granulat (ou du sable). La longueur des fibres est de préférence au moins trois fois plus grande que la taille des particules. Un mélange de longueurs peut être utilisé. La 20 longueur des fibres de verre est généralement de 3 à 20 mm, par exemple de 4 à 20 mm, de préférence de 4 à 12 mm, par exemple d'environ 6 mm. La résistance à la traction des fibres de verre multifilament est d'environ 1700 MPa ou davantage. La présente invention prévoit également une composition comprenant en parties 25 relatives par poids : 100 de ciment Portland ; 50 à 200 d'un sable ayant une granulométrie unique avec un D10 à un D90 de 0,063 à 5 mm, ou un mélange de sables, le sable le plus fin ayant un D10 à un D90 de 0,063 à 1 mm et le sable le plus grossier ayant un D10 à un D90 de 1 à 5 mm, par exemple 30 entre 1 et 4 mm ; 0 à 70 d'un matériau pouzzolanique ou non-pouzzolanique de particules ou un mélange de ceux-ci ayant une taille moyenne de particules inférieure à 151.tm ; 0,1 à 10 d'un superplastifiant réducteur d'eau ; 10à30d'eau ;et 6 ,5 à 5 % en volume par rapport au volume de la composition durcie de fibres de verre ayant un rapport d'aspect de 6 à 120, chaque fibre parmi au moins une pluralité desdites fibres de verre, de préférence plus de 75 %, de préférence plus de 90 %, de préférence la totalité des fibres de verre, étant au moins partiellement entourée d'une couche comprenant au moins un composé comprenant du silicium et de l'oxygène, ladite couche ayant au moins en un endroit une épaisseur supérieure à 3 �m, de préférence supérieure à 5 �m, de préférence supérieure à 10 �m, pour une utilisation dans la préparation d'un béton tel que défini précédemment. La dose de saturation des fibres de verre (Sf) dans la composition est exprimée par la 10 formule : Sf=VfxL/D où V f est le volume réel des fibres. Dans les compositions ductiles selon l'invention Sf est généralement de 0,5 à 5, de préférence de 0,5 à 3. Afin d'obtenir une bonne fluidité du mélange de béton frais Sf peut aller généralement jusqu'à environ 2. Le volume 15 réel peut être calculé à partir du poids et la densité des fibres de verre. La surface des fibres de verre dans le béton selon l'invention est de préférence hydrophile, dans ce cas, l'accroche est généralement plus forte. Lorsque la surface est hydrophobe, la quantité de fibres de verre est de préférence portée de 2 à 5 %, de préférence de 3 à 4 %. 20 Le sable est généralement un sable de silice ou de calcaire, une bauxite calcinée ou des particules de résidus de la métallurgie, le sable peut également comprendre un matériau minéral dense broyé, par exemple, un laitier vitrifié broyé. Un mélange de sables préféré comprend un mélange (de préférence de deux sables), le sable le plus fin ayant un D10 à un D90 de 0,063 à 1 mm et le sable le plus grossier ayant un Dl 0 à 25 un D90 delà 5 mm. Le béton selon l'invention est de préférence un béton autoplaçant. Il a de préférence un temps de prise Vicat de 2 à 18 heures, par exemple de 4 à 14 heures. Les BUHP ont généralement un retrait plus important à la prise en raison de leur teneur plus élevée en ciment. Le retrait total peut être réduit par l'inclusion, en général 30 de 2 à 8, de préférence de 3 à 5, par exemple d'environ 4 parties, de chaux vive, de chaux surcuite ou d'oxyde de calcium dans le mélange avant l'addition d'eau. Des matériaux pouzzolaniques adaptés comprennent les fumées de silice, également connues sous le nom de micro-silice, qui sont un sous-produit de la production de 7 silicium ou d'alliages de ferrosilicium. Il est connu comme un matériau pouzzolanique réactif. Son principal constituant est le dioxyde de silicium amorphe. Les particules individuelles ont généralement un diamètre d'environ 5 à 10 nm. Les particules individuelles s'agglomèrent pour former des agglomérats de 0,1 à 11.tm, et puis peuvent s'agréger ensemble en agrégats de 20 à 30 �m. Les fumées de silice ont généralement une surface BET de 10 - 30 m2/g. De préférence, le béton selon l'invention ne comprend sensiblement pas de fumée de silice, c'est-à-dire que la concentration en poids de fumée de silice dans la matrice cimentaire est inférieure à 0,1 %. D'autres matériaux pouzzolaniques comprennent des matériaux riches en aluminosilicate tels que le métakaolin et les pouzzolanes naturelles ayant des origines volcaniques, sédimentaires, ou diagéniques. Des matériaux non-pouzzolaniques adaptés comprennent également des matériaux contenant du carbonate de calcium (par exemple du carbonate de calcium broyé ou précipité), de préférence un carbonate de calcium broyé. Le carbonate de calcium broyé peut, par exemple, être le Durcal�1 (OMYA, France). Les matériaux non-pouzzolaniques ont de préférence une taille moyenne de particules inférieure à 5 �m, par exemple de 1 à 4�m. Les matériaux non-pouzzolaniques peuvent être un quartz broyé, par exemple le C800 qui est un matériau de remplissage de silice sensiblement non-pouzzolanique fourni par Sifraco, France. La surface BET préférée (déterminée par des méthodes connues) du carbonate de calcium ou du quartz broyé est de 2 û 10 m2/g, généralement moins de 8 m2/g, par exemple de 4 à 7 m2/g, de préférence moins de 6 m2/g. Le carbonate de calcium précipité convient également comme matériau nonpouzzolanique. Les particules individuelles ont généralement une taille (primaire) de l'ordre de 20 nm. Les particules individuelles s'agglomèrent en agrégats ayant une taille (secondaire) d'environ 0,1 à 1 �m. Les agrégats forment eux-mêmes des amas ayant une taille (ternaire) supérieure à 1 �m. Un matériau non-pouzzolanique unique ou un mélange de matériaux nonpouzzolaniques peut être utilisé, par exemple du carbonate de calcium broyé, du quartz broyé ou du carbonate de calcium précipité ou un mélange de ceux-ci. Un mélange de matériaux pouzzolaniques ou un mélange de matériaux pouzzolaniques et non-pouzzolaniques peuvent également être utilisés. 8 Le béton selon l'invention peut être utilisé en association avec des éléments de renfort, par exemple des fibres métalliques et/ou organiques et/ou d'autres éléments de renfort décrits ci-après. Les compositions selon l'invention peuvent comprendre des fibres métalliques et/ou organiques. La quantité en volume de fibres est généralement de 0,5 à 8 % par rapport au volume du béton durci. La quantité de fibres métalliques, exprimée en termes de volume du béton durci final est généralement inférieure à 4 %, par exemple de 0,5 à 3,5 %, de préférence d'environ 2 %. La quantité de fibres organiques, exprimée sur la même base, est généralement de 1 à 8 %, de préférence de 2 à 5 %. Les fibres métalliques sont généralement choisies parmi les fibres d'acier, telles que les fibres d'acier à haute résistance, les fibres d'acier amorphe ou les fibres d'acier inoxydable. Les fibres d'acier peuvent éventuellement être revêtues d'un métal non ferreux comme le cuivre, le zinc, le nickel (ou leurs alliages). La longueur individuelle (1) des fibres métalliques est généralement d'au moins 2 mm et est de préférence 10-30 mm. Le rapport 1/d (d étant le diamètre des fibres) est généralement de 10 à 300, de préférence de 30 à 300, de préférence de 30 à 100. Des fibres ayant une géométrie variable peuvent être utilisées : elles peuvent être crêpées, ondulées ou en crochet aux extrémités. La rugosité des fibres peut également être modifiée et/ou des fibres de section variable peuvent être utilisées. Les fibres peuvent être obtenues par toute technique appropriée, y compris par tressage ou câblage de plusieurs fils métalliques, pour former un assemblage torsadé. La liaison des fibres métalliques dans la matrice cimentaire peut être favorisée par le traitement de la surface des fibres. Ce traitement des fibres peut être effectué par un ou plusieurs des procédés suivants : gravure des fibres ou dépôt d'un composé minéral sur les fibres, notamment par le dépôt de silice ou d'un phosphate de métal. La gravure peut être effectuée, par exemple, en mettant en contact les fibres avec un acide, puis en réalisant une neutralisation. De la silice peut être déposée en mettant en contact les fibres avec un composé de silicium, comme un silane, un siliconate ou une solution colloïdale de silice. Il sera entendu que la silice ou le phosphate est sensiblement limité à la surface des fibres métalliques dans la matrice de béton et n'est pas uniformément dispersé dans la matrice. Des traitements de phosphatation sont connus et sont décrits, par exemple, dans l'article de G. LOR1N intitulé "The Phosphatizing of Metals" (1973), Pub.Eyrolles. 9 En général, un phosphate métallique est déposé en mettant en oeuvre un procédé de phosphatation, qui comprend l'introduction de fibres métalliques décapées dans une solution aqueuse comprenant un phosphate métallique, de préférence du phosphate de manganèse ou du phosphate de zinc, puis le filtrage de la solution pour récupérer les fibres : les fibres sont ensuite rincées, neutralisées et rincées une nouvelle fois. Contrairement au procédé habituel de phosphatation, les fibres obtenues ne doivent pas subir une étape de finition du type graissage. Toutefois, elles peuvent éventuellement être imprégnées avec un additif en vue d'assurer une protection contre la corrosion ou de rendre plus facile leur utilisation dans un milieu cimentaire. Le traitement de phosphatation peut également être effectué par enduction ou pulvérisation d'une solution de phosphate métallique sur les fibres. Les fibres organiques comprennent les fibres d'alcool polyvinylique (PVA), les fibres de polyacrylonitrile (PAN), les fibres de polyéthylène (PE), les fibres de polyéthylène haute densité (PEHD), les fibres de polypropylène (PP), les homo- ou copolymères, les fibres de polyamide ou de polyimide. Les mélanges de ces fibres peuvent également être utilisés. Les fibres de renfort organiques utilisées dans l'invention peuvent être classées comme suit : fibres réactives de module élevé, fibres non réactives de faible module et fibres réactives de faible module. La présence de fibres organiques rend possible la modification du comportement du béton à la chaleur ou au feu. La fusion des fibres organiques rend possible le développement de voies par lesquelles de la vapeur ou de l'eau sous pression peut s'échapper lorsque le béton est exposé à des températures élevées. Les fibres organiques peuvent être présentes sous la forme de filaments individuels ou de faisceaux de plusieurs filaments. Le diamètre du filament unique ou du faisceau de filaments multiples est de préférence de 10 gm à 800 �m. Les fibres organiques peuvent également être utilisées sous la forme de structures tissées ou de structures non-tissées ou d'un faisceau hybride comprenant des filaments différents. La longueur individuelle des fibres organiques est de préférence de 5 mm à 40 mm, de préférence de 6 à 12 mm. Les fibres organiques sont de préférence des fibres PVA. La quantité optimale de fibres organiques utilisées dépend en général de la géométrie des fibres, de leur nature chimique et de leurs propriétés mécaniques intrinsèques (par exemple, le module élastique, le seuil d'écoulement, la résistance mécanique). 10 Le rapport 1/d, d étant le diamètre de la fibre et 1 la longueur, est généralement de 10 à 300, de préférence de 30 à 90. Des fibres hybrides binaires comprenant des fibres de verre et (a) des fibres métalliques ou (b) des fibres organiques et des fibres hybrides ternaires comprenant des fibres de verre, des fibres métalliques et des fibres organiques peuvent également être utilisées. Un mélange de fibres de verre, de fibres organiques et/ou de fibres métalliques peut également être utilisé : un composite "hybride" est ainsi obtenu dont le comportement mécanique peut être adapté en fonction de la performance souhaitée. Les compositions comprennent de préférence des fibres d'alcool polyvinylique (PVA). Les fibres PVA ont généralement une longueur de 6 à 12 mm. Elles ont généralement un diamètre de 0,1 à 0,3 mm. L'utilisation de mélanges de fibres ayant des propriétés et des longueurs différentes permet la modification des propriétés du béton qui les contient. Le ciment dans le béton de l'invention est de préférence un ciment blanc. Des ciments qui conviennent sont les ciments Portland sans fumée de silice décrits dans l'ouvrage "Lea's Chemistry of Cernent and Concrete �. Les ciments Portland incluent les ciments de laitier, de pouzzolane, de cendres volantes, de schistes brûlés, de calcaire et les ciments composites. Un ciment préféré pour l'invention est le CEM I (généralement PM ES). Le rapport massique eau/ciment de la composition selon l'invention peut varier si des substituts au ciment sont utilisés, plus particulièrement des matériaux pouzzolaniques. Le rapport eau/liant est défini comme le rapport massique entre la quantité d'eau E et la somme des quantités de ciment et de tous matériaux pouzzolaniques : il est généralement de 15 à 30 %, de préférence de 20 % à 25 %. Le rapport eau/liant peut être ajusté en utilisant, par exemple, des agents réducteurs d'eau et/ou des superplastifiants. Dans l'ouvrage "Concrete Admixtures Handbook, Properties Science and Technology", V.S. Ramachandran, Noyes Publications, 1984 : Un réducteur d'eau est défini comme un additif qui réduit la quantité d'eau de mélange pour un béton pour une ouvrabilité donnée typiquement de 10 à 15 %. Les réducteurs d'eau comprennent, par exemple, les lignosulfates, les acides hydroxycarboxyliques, les hydrates de carbone, et d'autres composés organiques spécialisés, par exemple le glycérol, l'alcool polyvinylique, le sodium alumino-méthyl-siliconate, l'acide sulfanilique et la caséine. 11 Les superplastifiants appartiennent à une nouvelle classe de réducteurs d'eau chimiquement différents des réducteurs d'eau normaux et capables de réduire la quantité d'eau de mélange d'environ 30 %. Les superplastifiants ont été classés de façon générale en quatre groupes : condensat de naphtalène formaldéhyde sulfoné (ou SNF, acronyme anglais pour Sulphonated Naphtalene Formaldehyde condensate) (généralement un sel de sodium) ; ou condensat de mélamine formaldéhyde sulfoné (ou SMF, acronyme anglais pour Sulphonated Melamine Formaldehyde condensate) ; des lignosulfonates modifiés (ou MLS, acronyme anglais pour Modified Lignosulfonates) ; et autres. Des superplastifiants de nouvelle génération comprennent des composés polycarboxyliques tels que les polyacrylates. Le superplastifiant est de préférence une nouvelle génération de superplastifiant, par exemple un copolymère contenant du polyéthylène glycol comme greffon et des fonctions carboxyliques dans la chaîne principale telle qu'un éther polycarboxylique. Des polysulphonatespolycarboxylate de sodium et des polyacrylates de sodium peuvent également être utilisés. La quantité de superplastifiants généralement requis dépend de la réactivité du ciment. Plus la réactivité du ciment est faible, plus la quantité requise de superplastifiant est faible. Afin de réduire la quantité totale d'alcalins, le superplastifiant peut être utilisé comme un sel de calcium plutôt que d'un sel de sodium. D'autres additifs peuvent être ajoutés à la composition selon l'invention, par exemple, un agent antimousse (par exemple, du polydiméthylsiloxane). Il s'agit également des silicones sous la forme d'une solution, d'un solide ou de préférence sous la forme d'une résine, d'une huile ou d'une émulsion, de préférence dans l'eau. Des silicones plus particulièrement adaptées comprennent les groupes caractéristiques (RSiOO,5) et (R2SiO). Dans ces formules, les radicaux R, qui peuvent être identiques ou différents, sont de préférence l'hydrogène ou un groupe alkyle de 1 à 8 atomes de carbone, le groupe méthyle étant le préféré. Le nombre de groupes caractéristiques est de préférence de 30 à 120. La quantité d'un tel agent dans la composition est généralement au plus de 5 parties par poids par rapport au ciment. Les compositions selon l'invention peuvent également comprendre des agents hydrophobes pour augmenter la répulsion de l'eau et réduire l'absorption de l'eau et la pénétration dans des structures solides comprenant des compositions selon l'invention. 12 De tels agents comprennent les silanes, les siloxanes, les silicones et les siliconates ; des produits disponibles dans le commerce comprennent des produits liquides et solides diluables dans un solvant, par exemple en granulés. Les compositions selon l'invention peuvent également inclure des agents anti- efflorescence (pour contrôler l'efflorescence primaire et/ou secondaire). Ces agents comprennent des formulations comprenant un composé acide hydrofuge, par exemple un mélange liquide d'acide gras (par exemple un acide gras de tall oil qui peut contenir un acide gras insoluble dans l'eau, un acide rosinique ou un mélange de ceux-ci) pour l'efflorescence primaire et des mélanges aqueux comprenant une dispersion de stéarate de calcium (ou CSD, acronyme anglais pour Calcium Stearate Dispersion) pour l'efflorescence secondaire. Les agents anti-efflorescence pour contrôler l'efflorescence primaire et secondaire comprennent des compositions comprenant un composé acide hydrofuge, généralement choisi parmi les acides gras, les acides rosiniques et les mélanges de ceux-ci et une dispersion aqueuse de stéarate de calcium. Le terme dispersion de stéarate de calcium signifie généralement une dispersion de stéarate de calcium, de palmitate de calcium, de myristate de calcium ou une combinaison de ceux-ci. Des silicates, par exemple des silicates alcalins, peuvent également être inclus dans les compositions selon l'invention pour lutter contre l'efflorescence. Des produits similaires peuvent être utilisés comme traitements de surface sur les compositions durcies selon l'invention. Le béton peut être préparé par des méthodes connues, notamment le mélange des composants solides et de l'eau, la mise en forme (moulage, coulage, injection, pompage, extrusion, calandrage) puis le durcissement. Il peut également avoir une résistance à la compression R, d'au moins 100 MPa. Afin de préparer le béton selon l'invention, les constituants et les fibres de renfort sont mélangés avec de l'eau. L'ordre suivant de mélange peut, par exemple, être adopté : mélange des constituants pulvérulents de la matrice ; introduction de l'eau et d'une fraction, par exemple la moitié, des adjuvants ; mélange ; introduction de la fraction restante des adjuvants ; mélange ; introduction des fibres de renfort et des autres constituants ; mélange. Le béton peut être soumis à un traitement ou cure thermique pour améliorer ses propriétés mécaniques. Le traitement thermique est généralement réalisé à une température supérieure à la température ambiante (par exemple de 20°C à 90°C), de préférence de 60°C à 90°C. La température du traitement thermique doit être 13 inférieure au point d'ébullition de l'eau à la pression ambiante. La température du traitement thermique est généralement inférieure à 100°C. L'utilisation d'un autoclavage dans lequel le traitement thermique est réalisé à haute pression permet l'utilisation de températures de traitement thermique plus élevées. Le traitement thermique peut durer, par exemple, de 6 heures à 4 jours, de préférence environ 2 jours. Le traitement thermique débute après la prise, généralement au moins un jour après que la prise a commencé, et de préférence sur du béton qui a vieilli de 1 jour à environ 7 jours à 20°C. Des moyens de renfort utilisés en association avec le béton selon l'invention comprennent également des moyens de renfort par précontrainte, par exemple, par fils adhérents ou par torons adhérents, ou par post-tension, par des torons non adhérents ou par des câbles ou par des gaines ou des barres, le câble comprenant un ensemble de fils ou comprenant des torons. Le béton selon l'invention sera généralement utilisé dans les "éléments minces", par exemple ceux ayant un rapport entre la longueur et l'épaisseur supérieur à environ 10, ayant généralement une épaisseur de 10 à 30 mm, par exemple, des éléments de revêtement. Dans le mélange des composants du béton selon l'invention, les matériaux sous forme de particules autres que le ciment peuvent être introduits comme pré-mélanges ou premix sec de poudres ou de suspensions aqueuses diluées ou concentrées. La présente invention prévoit également un procédé de préparation d'un béton tel que défini précédemment, comprenant le mélange des éléments d'une composition telle que définie précédemment avec de l'eau. La présente invention prévoit également un produit composé de chacun des éléments définis dans composition définie précédemment pour une utilisation simultanée, séparée ou séquentielle dans la préparation d'un béton tel que défini précédemment. La présente invention prévoit également un béton tel que défini précédemment mis en forme. La présente invention prévoit également des fibres de verre telles que définies 30 précédemment pour une utilisation dans la préparation d'un béton tel que défini précédemment. Sauf indication contraire, dans la présente description y compris les revendications jointes : 14 Le terme "ductile" employé en rapport à l'invention se rapporte au comportement en mode de flexion (pas en mode de traction) d'une plaque de béton dont les dimensions sont conformes à la définition d'un "élément mince", par exemple ayant un rapport entre la longueur et l'épaisseur de plus de 10, par exemple ayant une épaisseur maximale de 40 mm. La ductilité existe lorsque la charge maximale ou la force maximale est supérieure à la limite élastique pour une déformation donnée (ou une ouverture de fissure). Plus la déformation ou l'ouverture de la fissure à laquelle la charge maximale se produit est importante, plus la ductilité est élevée. Ce comportement est connu dans la littérature par l'expression anglaise "deflection- hardening". Le comportement ductile du béton de l'invention est déterminé par un essai de flexion quatre points sur des plaques de béton (dimensions 450x145x20 mm) à l'aide d'un système hydraulique DARTEC CA 250 (Zwick). La mesure est effectuée sur la base d'une déformation constante dans le temps (et non pas d'une augmentation constante de la charge dans le temps). Le taux de déformation (0,1 mm/min) est ajusté en utilisant un capteur du type transformateur différentiel à variation linéaire ou LVDT (acronyme anglais pour Linear Variable-Differential Transformer) fixé à la plaque de béton. Le capteur enregistre également la déformation de la plaque. La géométrie de l'appareil d'essai est illustrée à la figure 1 des dessins joints dans 20 lequel les dimensions sont les suivantes : L (longueur entre les supports) : 420mm LT (longueur de la plaque) : 450mm E (épaisseur de la plaque) : 20mm a (distance entre les deux points où la charge est appliquée F) : 140mm 25 largeur de la plaque (non représentée) : 145mm Le diamètre des cylindres de soutien de la plaque et des cylindres appliquant la charge est d'environ 10 mm. En figure 1, le capteur LVDT n'est pas représenté. La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 dans laquelle le capteur LVDT 10 est représenté. 30 Le terme �module� utilisé dans la présente description, y compris dans les revendications jointes, se réfère au module de Young (module d'élasticité). Un traitement de vieillissement accéléré peut être appliqué sur un échantillon de béton. Dans ce cas, l'échantillon de béton est placé à 50°C dans une atmosphère à 100 % d'humidité relative. 15 Les valeurs de résistance à la compression peuvent être mesurées sur un échantillon sur lequel il n'a pas été réalisé de traitement de vieillissement accéléré. Dans ce cas, les valeurs de résistance à la compression sont mesurées après traitement thermique de 28 jours à 20°C et à 100 % d'humidité relative, sur un échantillon cylindrique d'un diamètre de 7 cm et une hauteur de 14 cm (le béton selon l'invention a généralement une résistance à la compression supérieure à environ 100 MPa). Les valeurs de résistance à la compression peuvent être mesurées sur un échantillon sur lequel un traitement de vieillissement accéléré a été réalisé. Dans ce cas, les valeurs de résistance à la compression sont mesurées après traitement thermique de 28 jours à 50°C et à 100 % d'humidité relative, sur un échantillon cylindrique d'un diamètre de 7 cm et une hauteur de 14 cm (le béton selon l'invention a généralement une résistance à la compression supérieure à environ 100 MPa). Les pourcentages, sauf indication contraire, sont en poids (les pourcentage de fibres de verre sont en volume par rapport au volume de la composition durcie). Les surfaces des matériaux sont mesurées par la méthode BET en utilisant un appareil Beckman Coulter SA 3100 avec de l'azote comme gaz adsorbé . Les valeurs d'affaissement (ou slump) (dynamique, avec des chocs - normalement 20 - à des intervalles d'environ 1 seconde, ou statique, sans chocs) sont mesurées sur une table circulaire de choc (d'un diamètre de 300 mm, épaisseur 5,9 mm, poids d'environ 4,1 kg) avec une chute d'environ 12 mm. Les échantillons de test (500 ml) sont préparés en utilisant un moule tronconique, ayant une hauteur de 50 mm, un diamètre au sommet de 70 mm et un diamètre à la base de 100 mm, les valeurs statiques (avant ou sans chocs) sont mesurées après que l'échantillon a cessé de bouger après démoulage. Les tailles moyennes des particules et les distributions des particules, par exemple les particules non-pouzzolaniques, par exemple le carbonate de calcium, sont mesurées par granulométrie laser en utilisant un Malvern Mastersizer 2000. L'invention est illustrée par les exemples suivants donnés à titre non limitatif. Dans les exemples, les matériaux utilisés sont disponibles auprès des fournisseurs suivants : (1) ciment blanc : Lafarge France ciment Le Teil (2) ciment gris (HTS) : Lafarge France ciment Le Teil (3) fluer calcaire Durcal 1 : OMYA, France Durcal 1 a une valeur BET d'environ 5 m2/g (4) sable BE01 : Sifraco, France 16 (5) superplastifiant F2 : Chryso, France (6) fluer siliceux C400 : Sifraco, France C400 a une valeur BET de 1,61 m2/g (7) adjuvant F2 : Chryso, France 5 (8) fibres PVA (longueur 12 mm, diamètre 0,2 mm) : Kuraray, Japon (9) fibres de verre : OCV Reinforcement (10) fumées de silice blanches MST : SEPR, France (11) fumées de silice grises 980NS : SEPR, France (12) solution colloïdale (ou sol) de silice Levasil� 6832 : H.C. Starck, USA 10 Les fibres de verre comprennent environ 100 monofilaments de 14 �m de diamètre dans une fibre ensimée ayant un diamètre global d'environ 0,3 mm. Les fibres de verre utilisées dans les exemples suivants ont les propriétés suivantes : 15 Pour les exemples 2 et 4 suivants, un traitement préalable d'enrobage des fibres de verre par de la silice est réalisé. Le traitement d'enrobage par de la silice consiste à 20 immerger les fibres de verre dans une solution colloïdale de silice (ou sol de silice). La solution colloïdale de silice est réalisée en diluant 6 kg de Levasil� 6832 avec 3 kg d'eau pour le traitement de 2 kg de fibres de verre. Les fibres de verre sont laissées immergées dans la solution de silice pendant une heure alors qu'une agitation de la solution est réalisée par un agitateur magnétique. Les fibres de verre sont alors retirées 25 de la solution de silice au moyen d'une passoire puis sont séchées dans un dessicateur sous vide. Pour les différents exemples, la composition (1) suivante d'une matrice de béton blanc est utilisée (les quantités sont en parties par poids) : Quantité (kg/m3) Quantités relatives 30 Ciment blanc 686 1 Filler (Durcal 1) 239 0,35 Filler (C400) 165 0,24 Sable (BE 01) 981 1,43 Adjuvant (F2) (% en volume) 32 0,046 (3 %) Longueur (mm) : 6 Diamètre (mm) : 0.3 Densité : 2.6 E (GPa) : 72 Rt (Mpa) : 1700 17 Fibres de verre (fibres antifissureHP) 2.5 % de fibres de verre 6 mm E/C 0,28 Mélangeur Rayneri EXEMPLE 1 Un béton selon la composition (1) est réalisé. Les fibres de verre n'ont pas reçu un traitement préalable d'enrobage avec de la silice. Le mélange est moulé sous la forme d'une grande plaque (dimensions 500x450x20 mm). La plaque est démoulée 24 heures après le contact entre le ciment et l'eau. La plaque démoulée est stockée à 20°C et 100 % d'humidité relative pendant 28 jours. La plaque est ensuite découpée en 3 morceaux (dimensions 450x145x20 mm) avant l'essai. Le comportement ductile des plaques est déterminé par l'essai de flexion quatre points au moyen d'un système hydraulique DARTEC HA 250 (Zwick) tel que décrit ci-15 avant. En figure 3, la courbe A représente l'évolution de la contrainte mesurée en fonction de la flèche d'une plaque selon l'exemple 1. On observe successivement une phase Al sensiblement linéaire, ou phase élastique, suivie d'une phase ductile A2, où la contrainte évolue peu alors que la déformation augmente, et une phase de rupture A3 20 où la contrainte chute alors que la déformation augmente. Le béton selon l'exemple 1 a donc un comportement ductile. EXEMPLE 2 Un béton selon la composition (1) est réalisé. Les fibres de verre n'ont pas reçu un 25 traitement préalable d'enrobage avec de la silice. Le mélange est moulé sous la forme d'une grande plaque (dimensions 500x450x20 mm). La plaque est démoulée 24 heures après le contact entre le ciment et l'eau. La plaque démoulée est stockée à 50°C et 100 % d'humidité relative, ce qui correspond au traitement de vieillissement accéléré, pendant 28 jours. La plaque est 30 ensuite découpée en 3 morceaux (dimensions 450x145x20 mm) avant l'essai. Le comportement ductile des plaques est déterminé par l'essai de flexion quatre points au moyen d'un système hydraulique DARTEC HA 250 (Zwick) tel que décrit ci-avant. Le béton de l'exemple 2 correspond donc au béton de l'exemple 1 auquel un traitement de vieillissement accéléré est appliqué. 18 En figure 3, la courbe B représente l'évolution de contrainte mesurée en fonction de la flèche d'une plaque selon l'exemple 2. Comme pour la courbe A, la courbe B comprend successivement une phase élastique B1, une phase ductile B2 et une phase de rupture B3. La phase élastique B1 s'étend sensiblement sur la même plage de déformations que la phage élastique Al. Toutefois, la phase ductile B2 s'étend sur une plage de déformations bien inférieure à celle de la phase ductile A2 et la phase de rupture B3 se traduit par une chute de contrainte plus rapide que pour la phase A3. Le béton selon l'exemple 2 a donc sensiblement un comportement fragile. Le traitement de vieillissement a donc entraîné une évolution du comportement du béton d'une comportement ductile vers un comportement fragile. EXEMPLE 3 Un béton selon la composition (1) est réalisé. Un traitement à la silice préalable est appliqué aux fibres de verre. Le mélange est moulé sous la forme d'une grande plaque (dimensions 500x450x20 mm). La plaque est démoulée 24 heures après le contact entre le ciment et l'eau. La plaque démoulée est stockée à 20°C et 100 % d'humidité relative pendant 28 jours. La plaque est ensuite découpée en 3 morceaux (dimensions 450x145x20 mm) avant l'essai. Le comportement ductile des plaques est déterminé par l'essai de flexion quatre points au moyen d'un système hydraulique DARTEC HA 250 (Zwick) tel que décrit ci-avant. En figure 3, la courbe C représente l'évolution de contrainte mesurée en fonction de la flèche d'une plaque selon l'exemple 3. Comme pour la courbe A, la courbe C comprend successivement une phase élastique Cl, une phase ductile C2 et une phase de rupture C3. La phase élastique Cl s'étend sensiblement sur la même plage de déformations que la phage élastique Cl. La phase ductile C2 s'étend sur une plage de déformations supérieure à celle de la phase ductile A2 et la phase de rupture C3 se traduit par une chute de contrainte plus lente que pour la phase A3. Le comportement ductile du béton de l'exemple 3 est donc amélioré par rapport au béton de l'exemple 1. EXEMPLE 4 19 Un béton selon la composition (1) est réalisé. Un traitement à la silice préalable est appliqué aux fibres de verre. Le mélange est moulé sous la forme d'une grande plaque (dimensions 500x450x20 mm). La plaque est démoulée 24 heures après le contact entre le ciment et l'eau. La plaque démoulée est stockée à 50°C et 100 % d'humidité relative, ce qui correspond au traitement de vieillissement accéléré, pendant 28 jours. La plaque est ensuite découpée en 3 morceaux (dimensions 450x145x20 mm) avant l'essai. Le comportement ductile des plaques est déterminé par l'essai de flexion quatre points au moyen d'un système hydraulique DARTEC HA 250 (Zwick) tel que décrit ci- avant. Le béton de l'exemple 4 correspond donc au béton de l'exemple 3 auquel un traitement de vieillissement accéléré est appliqué. En figure 3, la courbe D représente l'évolution de contrainte mesurée en fonction de la flèche d'une plaque selon l'exemple 4. Comme pour la courbe B, la courbe D comprend successivement une phase élastique Dl, une phase ductile D2 et une phase de rupture D3. La phase élastique Dl s'étend sensiblement sur la même plage de déformations que la phase élastique B1. La phase ductile D2 s'étend sensiblement sur la même plage de déformations que la phase ductile B2. Toutefois, la phase de rupture D3 se traduit par une diminution lente de la contrainte alors la phase B3 correspond à une chute brutale de la contrainte. Par rapport au béton de l'exemple 2 qui a un comportement sensiblement fragile, le béton de l'exemple 4 conserve un comportement ductile. Le traitement d'enrobage des fibres de verre selon l'invention permet donc de réduire la dégradation du comportement ductile lors du vieillissement du béton. 20 REVENDICATIONS1. Béton ductile à ultra-haute performance comprenant en parties relatives par poids : 100 de ciment Portland ; 50 à 200 d'un sable ayant une granulométrie unique avec un D10 à un D90 de 0,063 à 5 mm, ou un mélange de sables, le sable le plus fin ayant un D10 à un D90 de 0,063 à 1 mm et le sable le plus grossier ayant un D10 à un D90 de 1 à 5 mm, par exemple entre 1 et 4 mm ; o à 70 d'un matériau pouzzolanique ou non-pouzzolanique de particules ou un mélange de ceux-ci ayant une taille moyenne de particules inférieure à 15�m ; 0,1 à 10 d'un superplastifiant réducteur d'eau ; 10 à 30 d'eau ; et 0,5 à 5 % en volume par rapport au volume du béton durci de fibres de verre ayant un rapport d'aspect de 6 à 120, chaque fibre parmi au moins une pluralité desdites fibres de verre étant au moins partiellement entourée d'une couche comprenant au moins un composé comprenant du silicium et de l'oxygène, ladite couche ayant au moins en un endroit une épaisseur supérieure à 3 �m. 2. Béton selon la revendication 1, dans lequel ledit composé comprend de la silice. 3. Béton selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche a une épaisseur moyenne de 5 à 15 �m. 4. Béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche est obtenue par immersion de ladite pluralité de fibres de verre dans une solution colloïde de particules de silice. 5. Béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque fibre de verre comprend une pluralité de filaments. 21. Béton selon la revendication 5, dans lequel les filaments ont un diamètre inférieur à 30 �m. 7. Béton selon la revendication 5 ou 6, dans lequel chaque fibre de verre comprend 50 à 200 filaments. 8. Composition comprenant en parties relatives par poids : 100 de ciment Portland ; 50 à 200 d'un sable ayant une granulométrie unique avec un D10 à un D90 de 0,063 à 5 mm, ou un mélange de sables, le sable le plus fin ayant un D10 à un D90 de 0,063 à 1 mm et le sable le plus grossier ayant un D10 à un D90 de 1 à 5 mm, par exemple entre 1 et 4 mm ; 0 à 70 d'un matériau pouzzolanique ou non-pouzzolanique de particules ou un mélange de ceux-ci ayant une taille moyenne de particules inférieure à 15�m ; 0,1 à 10 d'un superplastifiant réducteur d'eau ; 10à30d'eau ;et 0,5 à 5 % en volume par rapport au volume de la composition durcie de fibres de verre ayant un rapport d'aspect de 6 à 120, chaque fibre parmi au moins une pluralité desdites fibres de verre étant au moins partiellement entourée d'une couche comprenant au moins un composé comprenant du silicium et de l'oxygène, ladite couche ayant au moins en un endroit une épaisseur supérieure à 3 �m, pour une utilisation dans la préparation d'un béton selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Procédé de préparation d'un béton selon la revendication 1, comprenant le mélange des éléments d'une composition telle que définie dans la revendication 8 avec de l'eau. 10. Fibres de verre telles que définies dans l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour une utilisation dans la préparation d'un béton selon la revendication 1. 22