Brevet FR2970963A1 — publié le 20120803

i La présente invention concerne un béton ou mortier à propriétés biocides, notamment insecticide, et plus particulièrement anti-termites et son procédé de fabrication. A ce jour, pour lutter contre l'invasion des insectes, et plus particulièrement des termites, dans les maisons et les bâtiments, sont mises en oeuvre des barrières s physiques ou des barrières chimiques. Parmi les barrières physiques, on utilise des murs ou chapes en béton, des treillis métalliques fins, ou encore des amoncellements de sable d'une granulométrie particulière créant un rempart contre l'accès des insectes. Ces barrières peuvent cependant être sujettes, au cours du temps, à des dégradations, comme des fissurations, créant des passages au sein de ces matériaux. io Certains procédés de protection anti-termites consistent à introduire alors dans ces fissures un agent anti-termites. Ce "remplissage" met en oeuvre des quantités importantes de biocide, ce qui n'est pas sans causer des problèmes vis-à-vis des habitants et vis-à-vis de l'environnement, notamment en cas d'entraînement par les eaux de pluie. ls Les barrières chimiques, quant à elles, consistent à répandre dans ou autour des tranchées, avant le coulage des bétons de fondation ou la construction de murs, ou à pulvériser sur les murs déjà existants, l'insecticide sous la forme d'une solution ou d'une suspension. A nouveau les risques environnementaux ne sont pas négligeables, l'insecticide pouvant être facilement lessivé par les eaux de pluie, ou la proximité d'une 20 nappe souterraine, et rapidement ne plus jouer son rôle répulsif ou toxique vis-à-vis des insectes visés. Il existe également des barrières constituées d'un film imprégné de produit biocide étendu sur le fond et les parois des tranchées avant le coulage du béton : leur mise en place est contraignante et délicate, toute déchirure ou perforation risquant de ruiner son effet barrière. De tels films enfouis dans le sol peuvent aussi 25 être dégradés dans le temps et perdre leur action répulsive ou toxique vis-à-vis des insectes après quelques mois ou années. Plus récemment il a été envisagé d'introduire l'agent biocide directement dans le mortier ou le béton lors de la préparation de la matrice cimentaire, ou dans des polymères imprégnés dudit agent sous la forme de fibres ou de particules, mélangés à 30 ladite matrice cimentaire. Des concentrations importantes sont nécessaires pour obtenir une efficacité suffisante, ce qui peut provoquer des réductions dans les performances mécaniques du mortier ou du béton, voire bloquer totalement la réaction d'hydratation du ciment. La présence de ce mélange de polymères dans la matrice cimentaire pose également des difficultés en fin de vie de ces bétons ou mortiers, les polymères n'étant pas considérés comme DIB (Déchet Industriel Banal) et ne pouvant donc pas être traités s dans les mêmes circuits de recyclage ou d'enfouissement que les matières minérales. Un premier but de l'invention est de pallier les inconvénients ci-dessus en proposant une composition de béton ou mortier anti-termites conservant son efficacité vis-à-vis des insectes en cas de fissures. Un autre but de l'invention est de proposer une composition de mortier ou de béton à io concentration réduite en molécule biocide. A cet effet, la présente invention concerne un béton ou mortier à base d'une matrice de liant hydraulique comprenant du ciment et/ou de la chaux, et des granulats choisis parmi des sables et/ou des graviers de dimension supérieure ou égale à 0,5 mm environ, caractérisé en ce que ladite matrice renferme un agent biocide, notamment ls vis-à-vis des insectes sur un support minéral poreux, de préférence sous forme de granulés, de granulométrie comprise entre 0,5 mm et 10 mm environ (de préférence 0,5 mm à 6 mm) enrobés dans ladite matrice et de résistance mécanique inférieure à celles des granulats, de manière à constituer, lors de la fissuration du mortier ou du béton, des points de passage des fissures, mettant ainsi à nu ou scindant le granulé 20 support de l'agent biocide. Les granulés support de l'agent biocide sont du même ordre de grandeur que le sable, mais de granulométrie correspondant à au moins 10 fois la granulométrie des particules de ciment, c'est-à-dire de préférence de dimensions comprises entre 2 mm et 6 mm environ pour un béton, et de préférence de dimensions comprises entre 25 0,5 mm et 2 mm environ pour un mortier. Par biocide on entend dans le présent document, toute substance qui, conformément à l'article 2 de la directive européenne 98/8 CE, est "destinée à détruire, repousser ou rendre inoffensifs les organismes nuisibles, à en prévenir l'action ou à les combattre de toute autre manière, par une action chimique ou biologique". Sous cette définition, 30 sont notamment visés les produits antiparasitaires, et plus particulièrement les 2 substances pour lutter contre les arthropodes, tels que les arachnides et les insectes. Parmi les insectes indésirables on trouve les insectes xylophages, et plus particulièrement les termites qui constituent un des insectes xylophages les plus destructeurs vis-à-vis des habitations, notamment des éléments en bois ou dérivés s utilisés dans les constructions. Ainsi le béton ou mortier selon la présente invention constitue dans un premier temps une barrière physique, puis dans un second temps, en cas de fissures, une barrière chimique contre les insectes tels que les termites ; en effet, les granulés poreux, plus friables que les sables ou graviers, apparaissent au bord des fissures ou se scindent en io libérant la molécule biocide. Selon sa nature, cette molécule biocide peut alors se désorber du support minéral mis à nu, en se sublimant à l'air ou se répandant dans l'eau éventuellement présente dans la fissure par capillarité, et constitue ainsi un répulsif ou un insecticide actif. La molécule biocide étant incorporée, par l'intermédiaire du support minéral imprégné ls de ladite molécule, au sein du liant hydraulique, et enrobée dans ce dernier, elle est protégée des dégradations environnementales (pluie, soleil), jusqu'à ce qu'elle soit désorbée lors de la survenue d'une fissure où elle peut agir localement et efficacement. Cette molécule étant présente exclusivement sur les granulés ou grains dudit support minéral, la quantité mise en oeuvre est nettement moindre que dans les 20 bétons ou mortiers de l'art antérieur. De préférence lesdits granulés renferment un pourcentage massique en agent biocide, par rapport au support minéral, comprises entre 0,001 et 2%, de préférence comprises entre 0,05 et 1%. De préférence, ledit support minéral est à base de calcaire, d'argile expansée, de schiste expansé, de pouzzolane, de silicate de calcium, ou de pierre ponce. 25 Les granulés formant ce support minéral poreux présentent avantageusement une porosité comprise entre 10 et 80 % en volume, de préférence entre 20 % et 60 % en volume, et une aptitude à la fragmentation, mesurée selon la norme EN 12620 (valeur à l'essai de Los Angeles), avantageusement comprise entre 35 et 40, les granulats standards pour bétons et mortiers présentant généralement une valeur comprise entre 3o 10 et 30. L'agent biocide peut être un agent répulsif et/ou insecticide, de préférence un agent anti-termites choisi parmi les molécules de la famille des pyréthrinoïdes, de préférence la bifentrine, la deltaméthrine, ou la perméthrine, de la famille des benzoylurées, de préférence le flufénoxoron, l'hexaflumuron ou le diflubenzuron, ou de la famille des phénylpyrazoles, de préférence le fipronil, ou un mélange de celles-ci. s Ces molécules peuvent se trouver sur le support à l'état pur ou diluées dans un solvant approprié se fixant également par absorption ou adsorption dans les pores du support minéral. Afin de limiter la diffusion de l'agent biocide dans l'eau de gâchage du béton du mortier lors du malaxage, le granulé est avantageusement revêtu d'une pellicule io d'enrobage, de préférence imperméable à l'eau, de type liposoluble. La répartition de ce support minéral au sein du béton ou du mortier est réalisée de la manière la plus homogène possible afin de permettre, lors de l'apparition de contraintes provoquant des fissures, de diriger lesdites fissures à proximité et au travers de ce support minéral plus friable que les autres granulats. ls De préférence, le béton ou le mortier selon la présente invention renferme de 0,1 à 5 0/0 massique, de préférence de 0,5 à 2 % massique, de granulés support d'agent biocide par rapport à la masse totale de béton ou de mortier frais incluant l'eau de gâchage, le béton renfermant des granulés support d'agent biocide de dimensions préférentiellement comprises entre 2 mm et 6 mm et le mortier des granulés support 20 d'agent biocide de dimensions préférentiellement comprises entre 0,5 mm et 2 mm. Le support minéral présente l'avantage par rapport à un support organique d'être d'une part suffisamment rigide pour supporter le malaxage du béton lors de sa préparation et d'autre part suffisamment friable pour se scinder lors de l'apparition de fissures. Les supports organiques ne sont pas appropriés car ils peuvent soit se déliter 25 lors du gâchage et du malaxage du béton ou du mortier en présence des granulats tels que le sable ou le gravier, soit, s'il s'agit de polymères de synthèse, d'être résistants à la fissuration en étant plus flexibles que le support minéral. Le mortier ou le béton, selon la présente invention, trouve une application intéressante dans le domaine du bâtiment en tant que mortier ou béton anti-termites. Par exemple, 30 lorsque la molécule biocide incorporée au support minéral est la perméthrine. La présente invention concerne également un procédé de préparation d'un mortier ou béton frais, tel que décrit ci-dessus (prêt à l'emploi) comprenant les étapes suivantes : - la préparation de granulés support d'agent biocide par fixation de l'agent biocide sur le support minéral poreux, sous forme de granulés, de résistance mécanique inférieure aux granulats du mortier ou du béton, comprenant éventuellement - une pellicule externe de protection du granulé vis-à-vis de l'eau de gâchage et des autres constituants du béton ou du mortier, - introduction dans le malaxeur des constituants du mortier ou béton, ainsi que des io granulés support d'agent biocide, de préférence avant le début du malaxage, - ajout de l'eau de gâchage du mortier ou béton et des adjuvants puis malaxage de l'ensemble, de préférence pendant une durée limitée, comprise entre 1 et 10 minutes environ, pour ne pas dégrader lesdits granulés. Une durée de malaxage de 4 à 6 minutes est préférée. En effet, avant la prise de la 15 composition cimentaire, on doit éviter la diffusion de la molécule biocide dans l'eau de gâchage et limiter sa dégradation physique par les granulats tels que le sable et les graviers. Le mortier ou le béton ainsi préparé peut servir en tant que béton de fondation, de dallages, de blocs de soubassement, de planelles ou encore en tant qu'enduit de 20 façade ou de soubassement. En effet, les termites étant des insectes vivants à l'abri de la lumière et pénétrant dans les bâtiments et habitations par le sol, les granulés anti-termites selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention peuvent être introduits dans des bétons de structure, des bétons de blocs de soubassements et des mortiers pour 25 enduits de soubassements avec les compositions générales telles que présentées dans le tableau 1 ci-après. Tableau 1 (les pourcentages sont exprimés en % massique de la masse totale du béton ou du 5 mortier) Béton de structure Béton pour blocs de soubassements Mortier pour enduits de soubassements Granulats Graviers Graviers Sable NF-P-18545 65-80 % 65-80 % 65-80 0/0 Ciment 9 - 20 % 5 - 15 % 5 - 25 0/0 NF-EN-197-1 et/ou et/ou et/ou Chaux 3 - 20 % 3 - 20 0/0 Filler calcaire 0,5-13% 0,5-13% 0,5-13% (NF-P18-508) et/ou Filler siliceux (NFP 18-509) et/ou Cendres volantes (EN 450-2) et/ou Laitiers de haut fourneau (EN-15-167-2) et/ou Métakaolin (NF EN 18-513) Eau de gâchage 6 - 12 % 4 - 10 % 4 - 10 0/0 Adjuvants 0,0001 à 0,004 % 0,0001 à 0,004 % 0,0001 à 0,004 0/0 NF EN 934-2 Granulés anti- 0,5 à 2% 0,5 à 2% 0,5 à 2 0/0 termites D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention sont présentés dans les exemples ci-après cités à titre non limitatif et en référence aux figures dans lesquelles io La figure 1 schématise un béton selon la présente invention lors de l'apparition de fissures ; La figure 2 est un schéma du dispositif expérimental de test de l'efficacité d'un béton selon la présente invention. Exemples Les exemples 1 à 7 ci-après décrivent différents essais d'introduction d'un agent insecticide, ici un agent anti-termites, sur un support granulaire dans un béton dont la composition est la suivante : - 11,3 % de ciment CEM II 42,5 R - 36,4 % de sable 0/4 mm -10,3 % de gravillon 6/10 mm - 6,7 % d'eau Les différents granulés de forme quelconque et de taille de 1 à 4 mm testés, sont imprégnés à coeur d'une solution de perméthrine à 10 % dans un agent dispersant végétal tel qu'une huile de ricin. La perméthrine est ici un mélange racémique cis/trans 25/75. Les constituants secs du béton (ciment, sable, gravillons) sont introduits dans un malaxeur de centrale de Béton Prêt à l'Emploi ainsi que les granulés anti-termites en une quantité de 1,25 % massique avant l'eau de gâchage. Puis l'ensemble est malaxé 55 secondes. Exemple 1 (comparatif) : support organique naturel Les granulés constitués de 99 % de pommes, de mais coupées en dés de 1 à 4 mm environ et 1 % de solution de perméthrine ont été introduits dans la composition de béton décrite ci-dessus. On observe un manque de liaison entre la matrice cimentaire et les granulés anti-termites. Exemple 2 (comparatif) : support organique naturel Les granulés sont constitués de céréales extrudés à 98 % massique avec 1 % de solution de perméthrine et 1 % de colorant jaune. Le résultat est identique à l'exemple 1. Il n'y a pas de liaison entre les granulés et la matrice cimentaire. Exemple 3 (comparatif) : support minéral Les granulés sont constitués de 99 % de terre de diatomée et 1 % de solution de perméthrine. Ce support minéral est trop absorbant et conduit à une absorption qui s n'est pas uniforme au sein de l'ensemble des granulés. Exemple 4 (comparatif) : support minéral Les granulés sont constitués de 99 % de kieselguhr (microorganismes fossilisés) et 1 % de solution de perméthrine. On constate que ce matériau est trop friable et conduit à une fragilisation du béton. io Exemple 5 Les granulés sont constitués de 99 % de pierre de tuffeau (silicate de calcium turonien) de couleur blanc jaunâtre avec 1 % de solution de perméthrine. La densité de ce matériau est de 0,85, sa porosité (en volume) est de 40 à 50 % et il présente une aptitude à la fragmentation, mesurée selon la norme EN 12620 (essai de Los ls Angeles) de 35 à 40. Les essais réalisés montrent que les granulés sont bien enrobés et ne sont pas dégradés pendant le malaxage. Ils sont en outre bien visibles dans la matrice cimentaire après la prise du béton, ce qui permet de vérifier de visu leur présence. Exemple 6 20 L'exemple 5 est reproduit avec des granulés de même composition que ceux de l'exemple 5 en présence d'un agent d'enrobage liposoluble, non hydrosoluble créant un film protecteur peu soluble dans l'eau de gâchage. De bons résultats conformes à ceux de l'exemple 5 ont été observés. Ces granulés restent visibles dans le béton de couleur claire ils se distinguent du 25 ciment et des autres granulats généralement de couleur grise. Ils ne modifient pas les propriétés physiques du béton ou du mortier, aux proportions introduites. En effet, lors d'un comparatif avec un béton témoin de résistance 27 MPa à 28 jours, la même résistance mécanique est constatée sur le béton contenant les granulés antitermites. Lors des tests de rupture par fendage effectués sur des éprouvettes cylindriques de béton 110 x 220 mm, il est apparu, comme schématisé sur la figure 1, que les fissures s F passent de préférence par les granulés anti-termites A de moindre résistance mécanique que les granulats (sable S ou gravier G) dont les valeurs Los Angeles se situent entre 10 (diorite) et 30 (calcaires durs), granulés (A) et granulats étant enrobés dans la matrice cimentaire C. Exemple 7 : test d'efficacité du béton anti-termites io Un mortier de béton équivalent (MBE suivant les recommandations du Projet National CALIBE) de composition en masse : - 21,2 % de ciments CEM II 42,5 R - 64,6 % de sable 0/4 mm - 12,9 % d'eau ls et comprenant une teneur en granulés anti-termites conformément aux exemples 5 ou 6 de 1,25 % et renfermant 1 % massique de perméthrine ont été soumis à des tests d'efficacité selon les normes suivantes : -XP X 41-542 : Epreuve de vieillissement accéléré des matériaux traités avant essais biologiques - Epreuve de percolation 20 -XP X 41-550 : Détermination de l'efficacité anti-termites de produits et de matériaux destinés à être utilisés comme barrière Sol et/ou Murs Pour ce faire, une colonie de 800 termites ouvriers de la famille des Rhinothermitidae ont été utilisées. Les tests ont été effectués sur huit éprouvettes de bétons dont 4 traités et 4 non traités (dispositifs témoins). 25 Epreuve de percolation : L'ensemble des 8 éprouvettes a subi une épreuve de vieillissement accéléré par percolation selon la norme XP X 41-542 avant d'être soumis au contact des termites io selon la norme XP X 41-550 pendant 4 semaines. La fabrication des éprouvettes de mortier a été réalisée après hydratation de la matrice cimentaire de forme cylindrique de diamètre 54 mm, dans laquelle ont été perforés quatre trous identiques cylindriques parallèles à l'axe du cylindre, de 3 mm de s diamètre, répartis sur une circonférence de 30 mm de diamètre. Détermination de l'efficacité anti-termites : Ces éprouvettes de béton ont été placées dans un cylindre schématisé sur la figure 2. Ce tube cylindrique 3 en verre de diamètre intérieur 50 mm et de hauteur 150 mm fermé à ses deux extrémités d'une part par un couvercle en mousse 1 et reposant sur io un support 10 de type boîte de pétri. Il est positionné verticalement et est divisé en trois compartiments, un compartiment supérieur renfermant un morceau de bois 2 support de culture de termites reposant sur la partie supérieure d'une mousse 4 alvéolaire dans laquelle ont été perforés deux trous de diamètre 3 mm environ traversant la mousse de haut en bas. La partie intermédiaire est constituée de ls l'éprouvette 6 de béton comprenant quatre perforations axiales 11, le compartiment inférieur du cylindre 3 est rempli de sable 8 de Fontainebleau recouvrant un morceau de bois formant appât 9 constitué ici d'aubier de pin maritime. Les trois compartiments de ce cylindre sont solidarisés les uns aux autres par un ruban adhésif transparent 5, pour un montage et démontage rapide. 20 Les essais ont été réalisés en quatre exemplaires. Les quatre éprouvettes ont tout d'abord subi une épreuve de percolation. Celle-ci a consisté à faire passer quatre litres d'eau distillée à travers les trous 11 percés dans le béton 6 à raison de 40 gouttes par minute. A l'issue de cette épreuve de percolation, les éprouvettes sont séchées pendant deux semaines. 25 Le principe du test d'efficacité consiste à évaluer le béton traité en le positionnant entre deux compartiments dont l'un contient des termites, et le second, vide de termites renfermant un sable humide et une pièce de bois appât. Environ 200 termites constitués d'ouvriers sont positionnés en partie supérieure de chaque dispositif en début de tests. 3o L'efficacité du béton traité a été évaluée après 4 semaines à partir de : Il -La profondeur de pénétration des termites dans le sable, -La cotation des dégâts sur le bois appât (de 0 à 4, soit 0 = aucune attaque à 4 = maximum de dégâts) -Le nombre de termites survivants dans chaque montage. s Les résultats sont illustrés dans le tableau 2 ci-dessous. Tableau 2 Type de béton Cotation des Nombre moyen Taux de Présence de dégâts sur bois de termites survie galeries en partie appât vivants à fin inférieure (sable) essai/dispositif Témoin 4 150 75 % Supérieure à 15 (non traité) Béton traité 0 25 12,5 % aucune Ces résultats montrent que le béton non traité est soumis à une attaque importante des termites. Au contraire, à l'issue de la période d'essai, aucun termite vivant n'a été io découvert en partie inférieure (sable) dans les quatre dispositifs avec le béton traité anti-termites. Ce béton constitue donc une barrière anti-termites efficace, tout en renfermant une quantité d'agent anti-termites réduite, par rapport aux barrières antitermites chimiques de l'art antérieur. REVENDICATIONS1. Béton ou mortier à base d'une matrice de liant hydraulique comprenant du ciment (C) et/ou de la chaux, et des granulats choisis parmi des sables (S) et/ou des graviers (G) de dimension supérieure ou égale à 0,5 mm environ, s caractérisé en ce que ladite matrice renferme un agent biocide, notamment vis-à-vis des insectes sur un support minéral poreux, de préférence sous forme de granulés (A), de granulométrie comprise entre 0,5 mm et 10 mm environ, de préférence 0,5 mm à 6 mm, enrobés dans ladite matrice et de résistance mécanique inférieure à celles des granulats, de manière à constituer, lors de la fissuration du mortier ou du béton, des 10 points de passage des fissures (F), mettant ainsi à nu ou scindant le granulé support de l'agent biocide. 2. Béton ou mortier selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support minéral est à base de calcaire, d'argile expansée, de schiste expansé, de pouzzolane, de silicate de calcium, ou de pierre ponce. 15 3. Béton ou mortier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les granulés (A) formant le support minéral poreux présentent une porosité comprise entre 10 et 80 % en volume, de préférence entre 20 % et 60 % en volume, et une aptitude à la fragmentation, mesurée selon la norme EN 12628 (valeur à l'essai de Los Angeles), comprise entre 35 et 40. 20 4. Béton ou mortier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les granulés renferment un pourcentage massique en agent biocide, par rapport au support minéral, comprises entre 0,001 et 2%, de préférence comprises entre 0,05 et 1%. 5. Béton ou mortier selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que l'agent biocide est un agent répulsif et/ou insecticide, de préférence un agent anti-termites choisi parmi les molécules de la famille des pyréthrino des, de préférence la bifentrine, la deltaméthrine, ou la perméthrine, de la famille des benzoylurées, de préférence le flufénoxoron, l'hexaflumuron ou le diflubenzuron, ou de la famille des phénylpyrazoles, de préférence le fipronil, ou un 30 mélange de celles-ci. 12 6. Béton ou mortier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le granulé est revêtu d'une pellicule d'enrobage, permettant de limiter la diffusion de l'agent biocide dans l'eau de gâchage du béton ou du mortier. 7. Béton ou mortier selon l'une quelconque des revendications précédentes, s caractérisé en ce qu'il renferme de 0,1 à 5 % massique, de préférence de 0,5 à 2 0/0 massique, de granulés (A) support d'agent biocide par rapport à la masse totale de béton ou de mortier frais incluant l'eau de gâchage. 8. Béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il renferme des granulés (A) support d'agent biocide de dimensions comprises entre 2 10 mm et 6 mm. 9. Mortier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il renferme des granulés (A) support d'agent biocide de dimension comprises entre 0,5 mm et 2 mm. 10. Procédé de préparation d'un mortier ou béton selon l'une quelconque des 15 revendications précédentes comprenant les étapes suivantes : - la préparation de granulés support d'agent biocide par fixation de l'agent biocide sur le support minéral poreux, sous forme de granulés, de résistance mécanique inférieure aux granulats du mortier ou du béton, comprenant éventuellement 20 -une pellicule externe de protection du granulé vis-à-vis de l'eau de gâchage et des autres constituants du béton ou du mortier, - introduction dans le malaxeur des constituants du mortier ou béton, ainsi que des granulés support d'agent biocide, de préférence avant le début du malaxage, - ajout de l'eau de gâchage du mortier ou béton et des adjuvants puis malaxage 25 de l'ensemble, de préférence pendant une durée limitée, comprise entre 1 et 10 minutes environ, pour ne pas dégrader lesdits granulés.