Brevet FR3006312A1 — publié le 20141205

La présente invention concerne le domaine des matrices cimentaires, et plus particulièrement les matrices cimentaires destinées à la réalisation de compositions de coulis, de mortiers et de bétons légers, ainsi que leurs utilisations en tant que mortier ou béton auto-plaçant et /ou en tant que mortier ou béton structurel. Depuis plusieurs années, pour une meilleure isolation des bâtiments, on cherche à réaliser des bétons ou mortiers à faible conductivité thermique. Cependant cette amélioration des propriétés thermiques du matériau ne doit pas se faire au détriment de leur résistance mécanique. L'homme du métier connait du brevet européen EP2203400 des compositions de béton renfermant des adjuvants entraîneurs d'air (une teneur en air importante permettant d'augmenter les performances thermiques isolantes) et renfermant des granulats légers, tels que des pierres ponces, des argiles ou des schistes expansés présentant une grande porosité qui confère au matériau un caractère isolant. Dans la demande de brevet français FR11/61028, non publiée à ce jour, les auteurs de la présente invention ont décrit des compositions de bétons ou mortiers légers structurels reposant sur une combinaison de granulats légers avec une matrice cimentaire renfermant une teneur importante en eau efficace. En effet, il a été constaté qu'une teneur importante en eau efficace permet de diminuer la masse volumique de la matrice cimentaire et conséquemment sa rigidité, et contribue également à réduire la différence de rigidité entre la matrice et les granulats légers. Ainsi est obtenu un béton plus homogène élastiquement, pouvant présenter une résistance à la compression supérieure à 25 MPa à 28 jours. Une valeur de résistance à la compression supérieure à 25 MPa à 28 jours correspond, traditionnellement, à un béton dénommé béton de structure, ou encore béton structurel. Cependant, ces compositions ne s'intéressent pas aux performances thermiques de la matrice cimentaire. La présente invention a pour but de proposer une matrice cimentaire présentant 30063 1 2 2 intrinsèquement des propriétés de légèreté, c'est-à-dire une faible masse volumique, et des propriétés d'isolation thermique, permettant d'obtenir soit un coulis présentant, à l'état sec, une faible conductivité thermique, soit un mortier léger, soit un béton léger, ledit mortier ou ledit béton présentant une masse volumique, à l'état sec, 5 inférieure à 1500 kg/m3 et une faible conductivité thermique. Par faible conductivité thermique, on entend ici une conductivité thermique inférieure à 0,6 W/m.K environ. Par matrice cimentaire on entend un mélange à base de liant (ciment et additions pouzzolaniques) d'eau et éventuellement d'adjuvants, c'est-à-dire sans granulats, plus 10 particulièrement sans fillers, ni granulats fins, ni granulats grossiers. Un autre but de l'invention est de proposer une matrice cimentaire permettant de réaliser une composition de béton ou de mortier léger pouvant être utilisée respectivement comme béton ou mortier auto-plaçant, c'est-à-dire présentant une 15 consistance très fluide. Un autre but de l'invention est de proposer une matrice cimentaire permettant de réaliser une composition de béton ou de mortier structurel. 20 A cet effet, la présente invention concerne une matrice cimentaire comprenant, à l'état frais, un ciment, au moins une addition pouzzolanique et de l'eau efficace, caractérisée en ce qu'elle présente : un rapport Eeff/L compris entre environ 0,4 et 0,7, notamment compris entre 0,45 et 0,65, préférentiellement compris entre 0,5 et 0,6 25 et un rapport Add/L compris entre 0,40 et 0,70, notamment compris entre 0,50 et 0,70, préférentiellement compris entre 0,55 et 0,65, OÙ Eeff représente le volume en litres d'eau efficace mise en oeuvre dans la matrice cimentaire, Add représente la masse, en kg, d'addition pouzzolanique contenue dans ladite matrice, et L représente la masse totale, en kg, de ciment et d'addition 30 pouzzolanique contenus dans ladite matrice. Par "eau efficace" on désigne l'eau interne située entre les grains du squelette solide formé par le ciment et les additions pour une matrice cimentaire, et par le ciment, les additions et les granulats d'une composition de coulis, mortier ou béton. L'eau efficace représente donc l'eau nécessaire pour l'hydratation du liant et l'obtention de la consistance. C'est l'eau totale ajoutée aux constituants solides de la matrice cimentaire ou de la composition de coulis, béton ou mortier, de laquelle on soustrait l'eau absorbée par les granulats. L'absorption d'eau des granulats est déterminée par un test d'immersion pendant 24 heures d'un granulat initialement sec. Par "addition pouzzolanique" on désigne un matériau, minéral ou d'origine organique, de taille inférieure à 100 pm, présentant une activité pouzzolanique. Les additions pouzzolaniques minérales peuvent être choisies dans la liste comprenant : les cendres volantes, les laitiers de hauts fourneaux, les fumées de silice, les métakaolins, les zéolithes ou une combinaison de ceux-ci. Par "addition pouzzolanique d'origine organique" on désigne une addition qui provient de l'incinération de matières organiques, généralement des déchets provenant de la biomasse, et qui présente une teneur en silice supérieure à 80%, de préférence supérieure à 90%, une masse volumique inferieure à 2,5 g/cm3, de préférence inférieure à 2,25 g/cm3 et une taille inférieure à 50 pm, de préférence inférieure à 25pm. Une telle addition pouzzolanique d'origine organique peut être notamment choisie dans la liste comprenant : les cendres de balle de riz, les cendres de paille de riz, ou être une combinaison de ceux-ci. La conductivité thermique d'une matrice cimentaire varie généralement de manière proportionnelle à sa masse volumique. Plus la matrice cimentaire est poreuse et plus sa masse volumique à l'état frais, et également à l'état durci après prise et séchage, diminue. Les porosités sont à l'origine de la faible masse volumique de la matrice cimentaire sèche et de ses propriétés thermiques isolantes. La présente invention peut ainsi être considérée comme une amélioration des techniques précédentes. Par une sélection des constituants de la matrice cimentaire, et de leurs proportions relatives, et notamment des rapports Eeff/L et Add/L tels que définis ci-dessus, le demandeur a constaté qu'il est possible d'améliorer les propriétés thermiques isolantes des matériaux cimentaires tout en conservant leur résistance mécanique. Par "améliorer les propriétés isolantes" on entend une matrice cimentaire dont la conductivité thermique est inférieure à 0,6 W/m.K, notamment inférieure à 0,55 W/m.K, préférentiellement inférieure à 0,5 W/m.K, encore préférentiellement inférieure à 0,45 W/m.K. Par "conserver la résistance mécanique" on entend une matrice cimentaire dont la résistance à la compression, à l'état sec, est d'au moins 20 MPa après 28 jours, de préférence d'au moins 25 MPa après 28 jours et de préférence encore 30 MPa après 28 jours. Par "ciment" on désigne un ciment à base de clinker Portland, tel que les ciments CEM I, II, III, IV, et V, notamment un ciment CEM I ou II, préférentiellement un ciment CEM I. 15 Avantageusement la masse de clinker Portland totale est au moins supérieure à 150 kg par m3 de ladite matrice cimentaire, notamment au moins supérieure à 200 kg par m3, préférentiellement au moins supérieure à 250 kg par m3, encore préférentiellement au moins supérieure à 280 kg par m3. 20 Selon une première variante de l'invention, l'addition pouzzolanique au sens de la présente invention peut être une combinaison d'une ou plusieurs additions minérales et d'une ou plusieurs additions d'origine organique. Dans le cas d'une telle combinaison d'additions, les additions minérales représentent environ 50 à 95%, de préférence 75 à 95%, de la masse totale de l'addition 25 pouzzolanique (minérales et d'origine organique). Selon une deuxième variante de l'invention, l'addition pouzzolanique au sens de la présente invention est entièrement constituée d'une ou plusieurs additions minérales. 30 Avantageusement l'addition pouzzolanique minérale est choisie parmi les cendres volantes, les fumées de silice, les zéolithes, une combinaison de cendres volantes et de fumées de silice, et une combinaison de cendres volantes et de zéolithes. Très avantageusement l'addition pouzzolanique minérale est une combinaison de cendres volantes et de fumées de silice, et le rapport massique de cendres volantes 10 sur fumée de silice est inférieur à 10, notamment inférieur à 5, préférentiellement inférieur à 4. Très avantageusement encore, l'addition pouzzolanique minérale est un laitier de haut fourneau ou une combinaison de laitier de haut fourneau et de cendre volante. Selon une troisième variante de l'invention, l'addition pouzzolanique au sens de la présente invention est entièrement constituée d'une ou plusieurs additions d'origines organiques. Avantageusement la masse de ladite addition pouzzolanique est au moins supérieure à 60 kg par m3 de ladite matrice cimentaire, notamment au moins supérieure à 80 kg par m3, préférentiellement au moins supérieure à 100 kg par m3, encore préférentiellement au moins supérieure à 120 kg par m3. Avantageusement, la matrice cimentaire selon la présente invention comprend au moins un agent viscosant. Par "agent viscosant" on désigne un composé permettant d'augmenter la viscosité d'une matrice cimentaire à l'état frais. Avantageusement l'agent viscosant est choisi 20 parmi les éthers de cellulose notamment les polysaccharides, les hydroxyalkylcelluloses, les hydroxyéthylcelluloses, la méthylcellulose, la ca rboxyméthylcel lu lose, l'hyd roxyéthylcel lu lose, l'éthyl hyd roxyéthylcel lu lose, les poly(oxydes d'éthylène), les alcools polyvinyliques, les polyamides, ou un mélange de ceux-ci. 25 Avantageusement l'agent viscosant est une hydroxyalkylcellulose, de préférence une hydroxyéthylcellulose, non modifiée hydrophobe, préférentiellement l'agent viscosant est une formulation comprenant de l'hydroxyéthylcellulose, de l'attapulgite et un filler siliceux dans une solution aqueuse de K2CO3. 30 Particulièrement la proportion d'agent viscosant représente entre 0,05 et 3,0 °h de la masse totale du ciment et des additions, particulièrement entre 0,3 et 2,0 °h de la masse totale du ciment et des additions, préférentiellement entre 0,3 et 1,0 °h de la masse totale du ciment et des additions. 30063 1 2 6 Préférentiellement la matrice cimentaire selon la présente invention ne comprend pas d'entraineur d'air, d'agent moussant, ou autre composé tensio-actif ayant pour effet d'entrainer de l'air dans la matrice à l'état frais, ou de métaux susceptibles de réagir 5 avec l'eau pour former des bulles de gaz (par exemple de l'aluminium). Il est néanmoins important de noter que tout béton ou mortier, de part le simple malaxage de la gâchée, contient de faibles proportions d'air entrainé, généralement inférieures à 5% en volume. 10 Avantageusement le volume minimal d'eau efficace est d'au moins 180 litres par m3 de matrice cimentaire, notamment au moins 200 litres, préférentiellement au moins 220 litres, encore préférentiellement au moins 240 litres. 15 Par "superplastifiant" on désigne un composé permettant d'augmenter la fluidité d'une matrice cimentaire, d'un coulis, d'un mortier ou d'un béton, à l'état frais, sans avoir besoin d'accroître le volume d'eau. Les superplastifiants agissent généralement par défloculation des particules de liant. Selon une première variante, la matrice cimentaire selon la présente invention ne contient pas d'agent superplastifiant. Selon une seconde variante, la matrice cimentaire selon la présente invention renferme un agent superplastifiant. Dans ce cas, l'agent superplastifiant peut être choisi parmi les polynaphtalènes sulfonates, les polymélamines sulfonates, les lignosulfonates et les polycarboxylates, préférentiellement un dérivé de polycarboxylate avec des chaînes latérales polyoxyde d'éthylène. Avantageusement la teneur en superplastifiant est inférieure à 2,5 °h en poids du 30 ciment, de préférence comprise entre 0,3 °h et 2,5 °h en poids du ciment, de préférence encore comprise entre 0,3 et 1 °h en poids du ciment. Avantageusement la matrice cimentaire selon la présente invention présente une masse volumique réelle à l'état frais comprise entre 1300 et 2000 kg/m3, notamment entre 1400 et 1900 kg/m3 préférentiellement entre 1500 et 1800 kg/m3. Par "état frais" on désigne le moment ou la matrice cimentaire, ou la composition cimentaire renfermant la matrice cimentaire selon l'invention, tel qu'un coulis, un 5 mortier ou un béton, contient tous ses composants finaux, vient d'être mélangée, mais n'a pas encore commencée à faire prise. Avantageusement, la matrice cimentaire selon la présente invention, c'est-à-dire sans fillers, ni granulats fins, ni granulats grossiers, présente une masse volumique à l'état 10 sec inférieure à 1500 kg/m3, notamment inferieure à 1450 kg/m3, préférentiellement inférieure à 1400 kg/m3. Par "état sec" on désigne le moment où la masse de l'échantillon ne varie presque plus après passage dans une étuve à environ 105°C. Dans ce cas, par "presque plus" on 15 entend une variation maximale de l'ordre de 0,05%. Les coulis, mortiers et bétons diffèrent les uns des autres par la taille des granulats incorporés à la matrice cimentaire. 20 Il résulte des propriétés de la matrice cimentaire selon l'invention qu'une composition cimentaire renfermant ladite matrice cimentaire, sous la forme d'un coulis, un mortier ou un béton, présente une masse volumique réelle à l'état sec comprise entre 1000 et 1800 kg/m3, notamment entre 1100 et 1700 kg/m3 préférentiellement entre 1200 et 1600 kg/m3. 25 Par "granulats fins" on désigne des granulats dont la taille des particules est supérieure ou égale à 150 pm et inférieure ou égale à 4 mm. Par "granulats grossiers" on désigne des granulats dont la taille des particules est 30 supérieure à 4 mm, particulièrement la taille des granulats grossiers peut être inférieure ou égal à 20 mm. Par "filler" on désigne des granulats n'ayant pas de propriétés pouzzolaniques et dont la taille des particules est supérieure à 0 pm, notamment supérieure à 1 pm, et est inférieure à 150 pm. La présente invention concerne également une composition cimentaire caractérisée en ce qu'elle renferme une matrice cimentaire telle que définie ci-dessus et des fillers dont la taille des particules est comprise entre 0 et 0,15 mm. Une telle composition cimentaire, lorsqu'elle ne renferme pas de granulats fins ni de granulats grossiers et uniquement des fillers est qualifiée de "coulis". La présente invention concerne également une composition cimentaire caractérisée en ce qu'elle renferme une matrice cimentaire telle que définie ci-dessus, des granulats fins dont la taille des particules est comprise entre 0,15 mm et 4 mm, éventuellement des fillers, et ne renferme pas de granulats grossiers. Une telle composition est appelée "mortier". De préférence dans cette composition de mortier, la masse des granulats fins est au moins supérieure à 250 kg par m3 de ladite composition, notamment au moins supérieure à 300 kg par m3, préférentiellement au moins supérieure à 350 kg par m3, encore préférentiellement au moins supérieure à 375 kg par m3. La présente invention concerne également une composition cimentaire caractérisée en ce qu'elle renferme une matrice cimentaire telle que définie ci-dessus, des granulats fins dont la taille des particules est comprise entre 0,15 mm et 4 mm et des granulats grossiers dont la taille des particules est supérieure à 4 mm, et éventuellement des fillers. Une telle composition est qualifiée de "béton". De préférence dans cette composition de béton la masse totale des granulats fins et grossiers est au moins supérieure à 550 kg par m3 de ladite composition, notamment au moins supérieure à 600 kg par m3, préférentiellement au moins supérieure à 650 kg par m3, encore préférentiellement au moins supérieure à 675 kg par m3. Préférentiellement lesdits granulats fins et/ou lesdits granulats grossiers sont au moins 30 en partie composés de granulats légers. De préférence encore, dans le cas d'un mortier, la totalité des granulats fins, est constituée de granulats légers. De préférence encore, dans le cas d'un béton, la totalité des granulats fins et/ou grossiers est constituée de granulats légers. Par "granulats légers" on désigne des particules minérales d'origine naturelle ou artificielle, choisies parmi les pierres ponces, les argiles expansées, les schistes expansés, des laitiers expansés, ou expansés bouletés, les verres expansés, les granulats expansés à base de marbre, granite, ardoise ou de céramique, ou un mélange de plusieurs de celles- ci. Particulièrement les granulats fins et légers sont des argiles ou des schistes expansés de masse volumique réelle à l'état sec comprise entre 1000 kg/m3 et 1400 kg/m3. Encore particulièrement les granulats grossiers légers sont des gravillons d'argile ou de schiste expansé de masse volumique réelle à l'état sec comprise entre 1000 et 1400 kg/m3, notamment d'un diamètre maximal inférieur à 14 mm et d'une résistance à l'écrasement au moins supérieure à 4 N/mm2, de préférence supérieure à 6 N/mm2, de préférence encore supérieure à 8 N/mm2. La masse volumique réelle des particules légères à l'état sec (norme NF EN 13055-1 de décembre 2002 (Granulats Légers) qui renvoie pour la méthode de calcul à la norme EN 1097-6 de juin 2001 (Essais pour déterminer les caractéristiques mécaniques et physiques des granulats)) est préférablement inférieure à 1600 kg/m3 afin d'obtenir un béton ou un mortier léger structurel et isolant. Il existe des particules légères ayant une masse volumique comprise entre 1600 et 2000 kg/m3, mais elles ne permettent pas d'alléger suffisamment le béton ou le mortier obtenu pour développer les propriétés isolantes qui sont recherchées. Les particules dont la masse volumique est inférieure à 800 kg/m3 sont trop peu résistantes (elles s'écrasent facilement) pour obtenir un béton structurel de résistance à la compression minimale de 25 MPa. Les particules dont la masse volumique est supérieure à 2000 kg/m3 sont des particules utilisées dans des bétons classiques, trop lourdes pour être utilisées majoritairement dans un béton léger. Préférentiellement les granulats légers, fins et/ou grossiers, sont traités à l'aide d'un composé hydrophobe tel qu'une résine pure ou sous la forme d'une émulsion, ou tel 30063 1 2 10 qu'un gel organique ou inorganique, afin de diminuer l'absorption d'eau et l'hydrophobicité desdits granulats. Avantageusement, la masse totale des granulats fins et/ou grossiers est au moins 5 supérieure à 550 kg par m3 de ladite composition cimentaire, notamment au moins supérieure à 600 kg par m3, préférentiellement au moins supérieure à 650 kg par m3, encore préférentiellement au moins supérieure à 675 kg par m3. La présente invention concerne également l'utilisation d'une composition cimentaire 10 telle que décrite précédemment, pour la mise en oeuvre d'un coulis isolant, qui, à l'état sec, est caractérisé par une conductivité thermique inférieure à 0,6 W/m.K, notamment inférieure à 0,55 W/m.K, préférentiellement inférieure à 0,5 W/m.K, encore préférentiellement inférieure à 0,45 W/m.K. 15 La composition cimentaire selon la présente invention peut être avantageusement utilisée pour la mise en oeuvre d'un coulis isolant, fluide. Par coulis "fluide" on désigne un coulis ayant une valeur d'écoulement au cône de Marsh inferieure à 30 secondes (norme française P18-358). 20 Plus particulièrement, la composition cimentaire selon la présente invention peut être utilisée pour la mise en oeuvre d'un coulis isolant, visqueux ayant une valeur d'écoulement au cône de Marsh entre 30 et 60 secondes. Dans un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne 25 également l'utilisation d'une composition cimentaire telle que décrite précédemment, pour la mise en oeuvre d'un mortier isolant, qui, durci, à l'état sec, est caractérisé par une résistance à la compression d'au moins 20 MPa après 28 jours, de préférence d'au moins 25MPa après 28 jours et de préférence encore d'au moins 30 MPa après 28 jours, et une conductivité thermique inférieure à 0,6 W/m.K, notamment inférieure à 30 0,55 W/m.K, préférentiellement inférieure à 0,5 W/m.K, encore préférentiellement inférieure à 0,45 W/m.K. La mise en oeuvre d'un mortier ayant des propriétés isolantes peut être particulièrement avantageuse, notamment dans le cadre de la réalisation d'un édifice à base d'éléments constructifs par exemple des blocs bétons, notamment légers qu'ils soient creux ou pleins. La composition cimentaire selon la présente invention peut avantageusement être utilisée pour la mise en oeuvre d'un mortier isolant, fluide. Par mortier "fluide" on désigne un mortier dont l'étalement au mini-cône est supérieur à 300 mm. La réalisation de mortier fluide peut être particulièrement avantageuse notamment dans le cadre de la réalisation de chapes isolantes pour plancher ou pour l'isolation de toiture. Dans un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition cimentaire telle que décrite précédemment, pour la mise en oeuvre d'un béton isolant, qui, durci, à l'état sec, est caractérisée par une résistance à la compression d'au moins 20 MPa après 28 jours, de préférence d'au moins 25 MPa après 28 jours et de préférence encore 30 MPa après 28 jours, et une conductivité thermique inférieure à 0,6 W/m.K, notamment inférieure à 0,55 W/m.K, préférentiellement inférieure à 0,5 W/m.K, encore préférentiellement inférieure à 0,45 W/m.K. Avantageusement la composition cimentaire selon la présente invention est utilisée pour la mise en oeuvre d'un mortier ou d'un béton isolant, fluide, notamment un mortier ou béton auto-plaçant. Par béton "fluide" on désigne un béton dont l'affaissement selon la norme NF EN 206-1 correspond aux classes 54 ou 55, soit un affaissement supérieur à 160 mm (54) ou 25 220 mm (55). Par "autoplaçant" on désigne un béton dont l'affaissement selon la norme NF EN 206-1 correspond à la classe 55, soit un affaissement supérieur à 220 mm. 30 La présente invention est illustrée par les exemples ci-après, non limitatifs. Exemples 1 - Matériaux utilisés 1.1 - Ciments Les ciments utilisés proviennent de l'usine de Gaurain (France). Deux types de ciments ont été testés : CEM I 52,5 N (> 95% clinker Portland, traces de sulfate de calcium). CEM II/A-LL 42,5 R (88% clinker Portland, 12% calcaire, traces de sulfate de calcium). 1.2 - Additions pouzzolaniques - cendre volante silico-alumineuse de type Silicoline distribuée par la société Surchiste (France) et qui provient de la centrale thermique de Carling (densité 2,27 surface 15 spécifique Blaine 3420 cm2/g, teneur en 902 de 56,5% et A1203 de 24,8%). - fumée de silice densifiée de type Condensil 595 DM distribuée par la société Sika (France) (densité 2,29, surface spécifique BET 23 m2/g (selon fiche technique du produit), teneur en 902 de 95,7%). - laitier moulu produit par la société S.R.T. de Grand-Couronne, France (densité 2,91 20 surface spécifique Blaine 4560 cm2/g, teneurs en CaO de 40,9% et A1203 de 10,2%). 1.3 - Adjuvants Le superplastifiant utilisé, avec pour seule exception l'échantillon 2 de l'exemple comparatif 1, est du Cimfluid Adagio 3019, commercialisé par la société Axim (Sika). Il 25 s'agit d'un superplastifiant de type polycarboxylate. L'agent viscosant utilisé est du Collaxim SF, commercialisé par la société Axim (Sika). Il s'agit d'un viscosant à base d'hydroxyéthylcellulose, non modifiée hydrophobe. 30 L'agent entraineur d'air utilisé est du Cimpore AE 21, commercialisé par la société Axim (Sika). Le Cimpore AE 21 contient un alcène (C14-18) de Sulfonate de sodium (n° CAS: 68439-57-6) et un cocoalkyl de N,N-bis(2-ethanol) d'alkylamide (n° CAS: 68603-42-9). 2 - Méthodes 2.1 - Protocole de réalisation des échantillons de matrice cimentaire Le ciment a été gâché avec l'eau d'ajout dans un malaxeur de type boulanger (Rayneri). Le protocole de malaxage a suivi les étapes suivantes : -Introduction du ciment, et des additions ; -L'eau et les adjuvants sont pré-pesés et réservés ; .Malaxage de 30 secondes à petite vitesse (25 tr/min) ; -Introduction de toute l'eau d'ajout incorporant l'agent viscosant (pour tout agent viscosant, le temps de rétention dans l'eau avant incorporation dans la gâchée ne doit pas dépasser 2 minutes) en 30 secondes sans arrêt du malaxeur ; -Introduction du superplastifiant sans arrêt du malaxeur; .Malaxage de 1 minute à petite vitesse; .Repos de 1 minute, durant lequel on racle manuellement le fond et les parois du bol afin de casser les éventuels grumeaux et homogénéiser à nouveau le mélange ; .Malaxage de 2 minutes à grande vitesse (50 tr/min) ; .Vidange du malaxeur. Toutes les éprouvettes nécessaires à la caractérisation des propriétés mécaniques du matériau à l'état durci ont été confectionnées dans des moules prismatiques 4 x 4 x 16 cm puis soumises à une cure conformément à la norme NF EN 196-1 (avril 2006). Toutes les éprouvettes nécessaires à la caractérisation de la masse volumique sèche et de la conductivité thermique du matériau ont été confectionnées dans des moules cubiques de 10 cm d'arête puis soumises à une cure conformément à la norme NF EN 196-1 (avril 2006). La mise en place dans les moules peut être réalisée par gravité si les coulis ou mortier sont très fluides ou au moyen d'une table vibrante pour les coulis ou mortiers de consistance ferme. 2.2 - Caractérisations Les résistances à la flexion et à la compression sont mesurées selon la norme NF EN 196-1 (avril 2006). La masse volumique à l'état frais est mesurée selon la norme NF EN 1015-6 (octobre 1999). La teneur en air à l'état frais est mesurée selon la norme NF EN 1015-7 (octobre 1999). L'étalement au mini-cône est mesuré selon le mode opératoire décrit dans le chapitre 5 des "Résultats et recommandations" du projet national français CALIBE (juillet 2004). La conductivité thermique à l'état durci est mesurée sur matériau sec par la méthode 15 du fil chaud selon un mode opératoire adapté (mesure à 20°C uniquement) de la norme NF EN 993-15 (septembre 1998). Le séchage s'effectue en enceinte régulée à 105 °C ± 5 °C jusqu'à ce que deux pesées successives ne diffèrent pas de plus de 0,05% entre elles. 20 3 - Résultats Toutes les quantités de matières indiquées dans la réalisation des échantillons des exemples suivant ont été calculées pour obtenir un volume de 1 m3 de matrice cimentaire à l'état frais. Dans la pratique ces quantités ont été ramenées à un volume 25 de 10 litres de pâte, en respectant les proportions de tous les éléments, afin d'être manipulables en laboratoire. Par "liant" on désigne la somme du ciment et des additions pouzzolaniques. 30 Exemple 1 - Comparatif (Art antérieur) Deux échantillons comparatifs ont été réalisés avec du ciment CEM I 52,5 N et suivant des formules décrites dans l'art antérieur. Echantillon 1, correspondant à la matrice cimentaire de l'exemple 2 de la demande de brevet FR 11 61028. Le ciment représente 69,5% (en masse) du liant et la cendre volante 30,5% (en masse) du liant. 238 litres d'eau efficace sont utilisés. Le superplastifiant représente 5 0,35% (en masse) par rapport au ciment, et l'agent viscosant représente 0,5% (en masse) par rapport au ciment. Echantillon 2, correspondant à la matrice cimentaire de l'exemple 4 du brevet EP 2 203 400. 10 Le ciment représente 73% (en masse) du liant et la cendre volante 27% (en masse) du liant. 133 litres d'eau efficace sont utilisés. Le superplastifiant, le Glenium 27 commercialisé par la société BASF, représente 0,96% (en masse) par rapport au ciment. Le Glenium 27 est un superplastifiant non chloré, de type éther polycarboxylique modifié. Le plastifiant, le Pozzolith 391 N commercialisé par la société 15 BASF, représente 0,32% (en masse) par rapport au ciment. Le Pozzolith 391 N est un plastifiant non chloré, de type lignosulfonate. Les valeurs des rapports Eeff/L et Add/L, pour ces deux échantillons selon l'art antérieur, sont indiqués dans le tableau 1 ci-après. Echantillons 1 2 Eau efficace / Liant (Eeff/L) 0,5 0,24 Addition / Liant (Add/L) 0,30 0,27 Tableau 1 20 25 Les caractéristiques techniques, de ces deux échantillons selon l'art antérieur, sont présentées dans le tableau 2. Caractéristiques techniques Périodes Ech. 1 Ech. 2 de cure Masse volumique à l'état frais (Kg/m3) 1748 1753 Teneur en air occlus (% vol) 2 10 Résistance à la flexion (MPa) 7 jours 4,7 4,5 28 jours 3,8 5,2 Résistance à la compression (MPa) 7 jours 26,0 72,1 28 jours 37,6 86,5 Module d'élasticité dynamique (GPa) 7 jours 12.5 26.7 28 jours 15.1 28.7 Masse volumique sèche (kg/m3) 7 jours 1350 1729 28 jours 1349 1753 Conductivité thermique (W/m.K) 7 jours 0,45 0,66 28 jours 0,45 0,77 Tableau 2 Exemple 2 - Matrice cimentaire renfermant des cendres volantes, un superplastifiant et un agent viscosant Trois échantillons, numérotés 3, 4 et 5, ont été réalisés avec du CEM I 52,5N, et un échantillon numéroté 6 a été réalisé avec du CEM II/A-LL 42,5 R. Les échantillons 4, 5 et 6 contiennent des cendres volantes, de l'eau, un superplastifiant et un agent vi scosa nt. L'échantillon 3 ne contient pas d'addition, il constitue un échantillon de référence hors du champ de la présente invention. Les proportions de ciment et d'addition, en pourcentage massique du liant, varient 20 selon le tableau 3. Les rapports Eeff/L et Add/L, pour chaque échantillon, sont également indiqués dans le tableau 4. 10 15 Echantillons Ech. 3 (réf) Ech. 4 Ech. 5 Ech. 6 Ciment (en °h) 100% 60% 45% 60% Cendres volantes (en °h) 0% 40% 55% 40% Eau efficace / Liant (Eeff/L) 0,5 0,5 0,5 0,45 Addition / Liant (Add/L) 0 0,4 0,55 0,4 Tableau 3 Pour chacun des quatre échantillons, le superplastifiant représente 0,35% (en masse) par rapport au ciment et l'agent viscosant représente 0,5% (en masse) par rapport au ciment. Les caractéristiques techniques de ces échantillons sont présentées dans le tableau 4. Caractéristiques techniques Périodes Ech. 3 Ech. 4 Ech. 5 Ech. 6 de cure (ref) Masse volumique à l'état frais (Kg/m3) - 1530 1719 1650 1717 Teneur en air occlus (% vol) 1,3 1,0 3,3 1,3 7 jours 5,1 5,6 3,6 4,6 Résistance à la flexion (MPa) 28 jours 6,1 5,6 3,7 6 7 jours 38,1 22,8 12,9 20,2 Résistance à la compression (MPa) 28 jours 47,7 33,1 20,7 32,5 7 jours 15,4 11,3 8,7 11,7 Module d'élasticité dynamique (GPa) 28 jours 17,9 13,5 9,9 14,4 7 jours 1461 1310 1188 1328 Masse volumique sèche (kg/m3) 28 jours 1455 1318 1250 1332 7 jours 0,53 0,43 0,37 0,44 Conductivité thermique (W/m.K) 28 jours 0,55 0,43 0,38 0,43 Tableau 415 Exemple 3 - Matrice cimentaire renfermant des cendres volantes, un superplastifiant, sans agent viscosant Trois échantillons, numérotés 7, 8 et 9 ont été réalisés avec du CEM I 52,5N. 5 L'échantillon numéroté 10 a été réalisé avec du CEM II/A-LL 42,5 R. Les échantillons 8, 9 et 10 contiennent des cendres volantes, de l'eau, du superplastifiant. L'échantillon 7 ne contient pas d'addition, il constitue un échantillon de référence hors du champ de la présente invention. 10 Aucun des échantillons 7, 8, 9 et 10 ne contient d'agent viscosant. Pour chacun des quatre échantillons le superplastifiant représente 0,35% (en masse) par rapport au ciment. 15 Les proportions de ciment et d'addition, en pourcentage massique du liant, varient selon le tableau 5. Les rapports Eeff/L et Add/L, pour chaque échantillon, sont également indiqués dans le tableau 5. Echantillons Ech. 7 Ech. 8 Ech. 9 Ech. 10 (réf.) Ciment (en °h) 100% 60% 45% 60% Cendres volantes (en °h) 0% 40% 55% 40% Eau efficace / Liant (Eeff/L) 0,4 0,4 0,4 0,45 Addition / Liant (Add/L) 0 0,4 0,55 0,4 20 Tableau 5 Les caractéristiques techniques de ces échantillons sont présentées dans le tableau 6. Caractéristiques techniques Périodes Ech. 7 Ech. 8 Ech. 9 Ech. 10 de cure (réf.) Masse volumique à l'état frais - 1732 1899 1798 1860 (Kg/m0) Teneur en air occlus (°/0 vol) 2 1,1 0,9 0,9 7 jours 4,8 6,8 4,5 5,7 Résistance à la flexion (MPa) 28 jours 10,8 5,7 4,6 6,9 7 jours 60,3 38,7 22,8 23,6 Résistance à la compression (MPa) 28 jours 79,0 51,8 34,3 36 7 jours 21,5 15,7 11,6 12,7 Module d'élasticité dynamique (GPa) 28 jours 23,8 17,8 13,5 15,4 7 jours 1592 1433 1336 1347 Masse volumique sèche (kg/m3) 28 jours 1647 1497 1355 1331 7 jours 0,63 0,51 0,44 0,43 Conductivité thermique (W/m.K) 28 jours 0,65 0,54 0,46 0,45 Tableau 6 Exemple 4 - Matrice cimentaire renfermant un entraineur d'air Quatre échantillons, numérotés 11 à 14, ont été réalisés avec du CEM I 52,5N. lo L'échantillon 15 a été réalisé avec du CEM II/A-LL 42,5R. Tous les échantillons contiennent des cendres volantes, de l'eau, du superplastifiant et un agent entraineur d'air (Cimpore AE 21). Pour chacun des cinq échantillons, le superplastifiant représente 0,35% (en masse) 15 par rapport au ciment et l'agent entraineur d'air représente 0,2% °h (en masse) par rapport au ciment. Les proportions de ciment et d'addition, en pourcentage massique du liant, et les rapports Eeff/L et Add/L, varient selon le tableau 7. Echantillons Ech. 11 Ech. 12 Ech. 13 Ech. 14 Ech. 15 Ciment (en °h) 60% 45% 60% 45% 60% Cendres volantes (en °h) 40% 55% 40% 55% 40% Eau efficace / Liant (Eeff/L) 0,5 0,5 0,4 0,4 0,45 Addition / Liant (Add/L) 0,4 0,55 0,4 0,55 0,4 Tableau 7 Les caractéristiques techniques de ces échantillons sont présentées dans le tableau 8. Caractéristiques techniques Périodes Ech. 11 Ech. 12 Ech. 13 Ech. 14 Ech. 15 de cure Masse volumique à l'état - frais (Kg/m3) 1677 1647 1792 1751 1746 Teneur en air occlus (°/0 - 1,2 vol) 3,5 1,9 1,9 1,4 Résistance à la flexion 7 jours 5,4 3,3 5,2 4,7 5,2 (MPa) 28 jours 5,1 3,8 6,7 4,9 7,2 Résistance à la 7 jours 22,9 12,3 35,5 25 23,6 compression (MPa) 28 jours 33,3 20,3 50,7 37,8 36 Module d'élasticité 7 jours 11,2 8 15,5 13 12,9 dynamique (GPa) 28 jours 13,2 9,6 18,2 14,5 15,5 Masse volumique sèche 7 jours 1277 1221 1442 1380 1364 (kg/m3) 28 jours 1302 1239 1461 1398 1365 Conductivité thermique 7 jours 0,43 0,38 0,51 0,46 0,46 (W/m.K) 28 jours 0,43 0,39 0,52 0,47 0,45 Tableau 8 On observe peu de différence par rapport aux résultats obtenus dans les exemples 2 et 3. L'ajout d'un entraineur d'air ne modifie pas significativement les caractéristiques techniques. Exemple 5 - Matrice cimentaire renfermant un laitier de haut fourneau Deux échantillons, numérotés 16 et 17, ont été réalisés avec du CEM I 52,5N. Deux 5 échantillons, numérotés 18 et 19 ont été réalisés avec du CEM II / A-LL 42,5 R. Tous les échantillons contiennent du laitier de haut fourneau, de l'eau, et du superplastifia nt. Pour les quatre échantillons, le superplastifiant représente 0,35% (en masse) par rapport au ciment. 10 Les échantillons 16 et 17 contiennent un agent viscosant. L'agent viscosant représente 0,5% (en masse) par rapport au ciment. Les échantillons 18 et 19 ne contiennent pas d'agent viscosant. 15 Les proportions de ciment et d'addition, en pourcentage massique du liant, et les rapports Eeff/L et Add/L varient selon le tableau 9. Echantillons Ech. 16 Ech. 17 Ech. 18 Ech. 19 Ciment (en °h) 60% 30% 60% 30% Laitier (en °h) 40% 70% 40% 70% Eau efficace / Liant (Eeff/L) 0,5 0,5 0,45 0,45 Addition / Liant (Add/L) 0,4 0,7 0,4 0,7 20 Tableau 9 Les caractéristiques techniques de ces échantillons sont présentées dans le tableau 10. Caractéristiques techniques Périodes de cure Ech. 16 Ech. 17 Ech. 18 Ech. 19 Masse volumique à l'état frais - 1800 1787 1765 1746 (Kg/m3) Teneur en air occlus (°/0 vol) 2,1 3,2 1,3 1 7 jours 5 3,9 6 4,9 Résistance à la flexion (MPa) 28 jours 3,9 5,1 5,1 7,3 7 jours 28,1 19,4 25,6 18,3 Résistance à la compression (MPa) 28 jours 43,5 41,3 40,4 36,5 Module d'élasticité dynamique 7 jours 11,5 10,7 11,8 10,6 (GPa) 28 jours 14,2 14,4 15,7 15 7 jours 1380 1339 1428 1299 Masse volumique sèche (kg/m3) 28 jours 1418 1366 1436 1312 7 jours 0,41 0,34 0,46 0,33 Conductivité thermique (W/m.K) 28 jours 0,44 0,36 0,45 0,34 Tableau 10 Exemple 6 - Matrice cimentaire renfermant un mélange de deux additions pouzzolaniques Trois échantillons, numérotés 20, 21 et 22, ont été réalisés avec du CEM I 52,5N. Tous les échantillons contiennent des cendres volantes, de l'eau, un agent viscosant et du superplastifia nt. Pour les trois échantillons, le superplastifiant représente 0,35% (en masse) par 15 rapport au ciment, et l'agent viscosant représente 0,5% (en masse) par rapport au ciment. Les échantillons 20 et 21 contiennent de la fumée de silice en plus des cendres volantes. L'échantillon 22 ne contient du laitier de haut fourneau en plus des cendres volantes. Les proportions de ciment et des différentes additions, en pourcentage massique du liant, et les rapports Eeff/L et Add/L varient selon le tableau 11. Echantillons Ech. 20 Ech. 21 Ech. 22 Ciment (en °h) 55% 50% 50% Cendre Volante (en °h) 40% 40% 40% Fumée de silice (en °h) 5% 10% - Laitier (en °h) - - 10% Eau efficace / Liant (Eeff/L) 0,5 0,5 0, 5 Addition / Liant (Add/L) 0,45 0,5 0,5 Tableau 11 Les caractéristiques techniques de ces échantillons sont présentées dans le tableau 12. Caractéristiques techniques Périodes de cure Ech. 20 Ech. 21 Ech. 22 Masse volumique à l'état frais (Kg/m3) - 1716 1680 1696 Teneur en air occlus (°/0 vol) 1 1,8 1 Résistance à la flexion (MPa) 7 jours 4,5 3,9 4,2 28 jours 4,9 4,6 4,5 Résistance à la compression (MPa) 7 jours 19,2 17,8 17,8 28 jours 30 28 29 Module d'élasticité dynamique (GPa) 7 jours 10,4 9,8 9,4 28 jours 12,5 11,5 11,7 Masse volumique sèche (kg/m3) 7 jours 1287 1243 1275 28 jours 1290 1255 1280 Conductivité thermique (W/m.K) 7 jours 0,41 0,37 0,40 28 jours 0,38 0,36 0,40 Tableau 12 REVENDICATIONS1. Matrice cimentaire comprenant, à l'état frais, un ciment, au moins une addition pouzzolanique, de l'eau efficace, caractérisée en ce qu'elle présente : un rapport Eeff/L compris entre environ 0,4 et 0,7, notamment compris entre 0,45 et 0,65, préférentiellement compris entre 0,5 et 0,6 et un rapport Add/L compris entre 0,40 et 0,70, notamment compris entre 0,50 et 0,70, préférentiellement compris entre 0,55 et 0,65, où Eeff représente le volume en litres d'eau efficace mise en oeuvre dans la matrice cimentaire, Add représente la masse, en kg, d'addition pouzzolanique contenue dans ladite matrice, et L représente la masse totale, en kg, de ciment et d'addition pouzzolanique contenus dans ladite matrice. 2. Matrice cimentaire selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend une addition pouzzolanique choisie parmi des cendres volantes, des fumées de silice, un laitier de haut fourneau, des zéolithes, une combinaison de cendres volantes et de fumées de silice, et une combinaison de cendres volantes et de zéolithes. 3. Matrice cimentaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un agent viscosant, choisi parmi les éthers de cellulose, notamment les polysaccharides, les hydroxyalkylcelluloses, les hyd roxyéthylcel I uloses, la méthylcel I u lose, la ca rboxyméthylcel I u lose, l'hydroxyéthylcellulose, l'éthylhydroxyéthylcellulose, les poly(oxyde d'éthylène), les 25 alcools polyvinyliques, les polyamides, ou un mélange de ceux-ci. 4. Matrice cimentaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le volume d'eau efficace est d'au moins 180 litres par m3 de matrice cimentaire, notamment d'au moins 200 litres, préférentiellement d'au moins 30 220 litres, encore préférentiellement d'au moins 240 litres. 5. Matrice cimentaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle présente une masse volumique réelle à l'état sec inférieure à 1500 kg/m3, notamment inférieure à 1450 kg/m3, préférentiellement inférieure à1400 kg/m3. 6. Composition cimentaire caractérisée en ce qu'elle renferme une matrice cimentaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, et des fillers dont la taille des 5 particules est inférieure à 0,15 mm. 7. Composition cimentaire caractérisée en ce qu'elle renferme une matrice cimentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, des granulats fins dont la taille des particules est comprise entre 0,15 mm et 4 mm, éventuellement des fillers, et ne 10 renferme pas de granulats grossiers, de préférence la masse des granulats fins étant au moins supérieure à 250 kg par m3 de ladite composition, notamment au moins supérieure à 300 kg par m3, préférentiellement au moins supérieure à 350 kg par m3, encore préférentiellement au moins supérieure à 375 kg par m3. 15 8. Composition cimentaire caractérisée en ce qu'elle renferme une matrice cimentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, des granulats fins dont la taille des particules est comprise entre 0,15 mm et 4 mm, et des granulats grossiers dont la taille des particules est supérieure à 4 mm, et éventuellement des fillers, de préférence la masse totale des granulats fins et grossiers étant au moins supérieure à 550 kg par 20 m3 de ladite composition, notamment au moins supérieure à 600 kg par m3, préférentiellement au moins supérieure à 650 kg par m3, encore préférentiellement au moins supérieure à 675 kg par m3. 9. Composition cimentaire selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8 25 caractérisée en ce que lesdits granulats fins et/ou lesdits granulats grossiers sont au moins en partie composés de granulats légers. 10. Composition selon la revendication 9 caractérisée en ce que les granulats légers sont choisis parmi les pierres ponces, les argiles expansées, les schistes expansés, des 30 laitiers expansés ou expansés bouletés, les verres expansés, les granulats expansés à base de marbre, granite, ardoise ou de céramique, ou un mélange de plusieurs de ceux-ci. 11. Composition selon la revendication 9 ou 10 caractérisée en ce que les granulatslégers, fins et/ou grossiers, sont traités à l'aide d'un composé hydrophobe, tel qu'une résine pure ou sous la forme d'une émulsion, ou tel qu'un gel organique ou inorganique, afin de diminuer l'absorption d'eau et l'hydrophobicité desdits granulats. 12. Utilisation de la composition cimentaire selon la revendication 6 pour la mise en oeuvre d'un coulis isolant, qui, à l'état sec, est caractérisé par une conductivité thermique inférieure à 0,6 W/m.K, notamment inférieure à 0,55 W/m.K, préférentiellement inférieure à 0,5 W/m.K, encore préférentiellement inférieure à 0,45 W/m.K. 13. Utilisation de la composition cimentaire selon l'une quelconque des revendications 7 ou 9 à 11 pour la mise en oeuvre d'un mortier isolant, qui, durci, à l'état sec, est caractérisé par une résistance à la compression d'au moins 20 MPa après 28 jours, de préférence d'au moins 25MPa après 28 jours et de préférence encore d'au moins 30 MPa après 28 jours, et une conductivité thermique inférieure à 0,6 W/m.K, notamment inférieure à 0,55 W/m.K, préférentiellement inférieure à 0,5 W/m.K, encore préférentiellement inférieure à 0,45 W/m.K. 14. Utilisation de la composition cimentaire selon l'une quelconque des revendications 8 à 11 pour la mise en oeuvre d'un béton isolant, qui, durci, à l'état sec, est caractérisé par une résistance à la compression d'au moins 20 MPa après 28 jours, de préférence d'au moins 25 MPa après 28 jours et de préférence encore d'au moins 30 MPa après 28 jours, et une conductivité thermique inférieure à 0,6 W/m.K, notamment inférieure à 0,55 W/m.K, préférentiellement inférieure à 0,5 W/m.K, encore préférentiellement inférieure à 0,45 W/m.K. 15. Utilisation selon les revendications 13 ou 14 pour la mise en oeuvre d'un mortier ou d'un béton isolant, fluide, notamment un mortier ou béton auto-plaçant.