Brevet FR3020362A1 — publié le 20151030

ELEMENT DE CONSTRUCTION, AINSI QUE PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL ELEMENT La présente invention concerne un élément de construction, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel élément. L'invention s'intéresse plus spécifiquement à la fabrication d'éléments de construction en béton incluant des additions légères, c'est-à-dire des additions dont la masse volumique à sec est inférieure à 500 kg/m3, typiquement sous forme de granulats, de copeaux ou de fibres. Un exemple de tels granulats légers consiste en les granulats minéraux expansés ou, plus généralement, les granulats minéraux poreux à porosité ouverte, tels que les granulats de schiste expansé ou de pierre ponce. Un autre exemple consiste en les granulats ou les copeaux d'origine végétale. Dans tous les cas, ces éléments légers voire très légers sont connus pour permettre de fabriquer des bétons de masse volumique faible, typiquement comprise entre 200 et 1000 kg/m3 : ces bétons ont un réel intérêt en tant que matériau de construction à la fois isolant et léger. Ceci étant rappelé, les éléments de construction, fabriqués avec de tels bétons, présentent l'inconvénient d'être sensibles à l'eau liquide, dans le sens où, lorsque de l'eau liquide coule ou stagne à la surface de ces éléments de construction, cette eau tend à pénétrer dans l'épaisseur du béton, en raison de la porosité de sa phase cimentaire. Des taches d'humidité peuvent alors apparaître. De plus, la présence d'eau liquide dans le béton dégrade significativement les performances d'isolation de l'élément de construction. En effet, dans le cas où les granulats légers du béton sont des granulats poreux à porosité ouverte, ces derniers se retrouvent gorgés d'eau, ce qui accentue la perte d'isolation. La même situation s'observe lorsque les éléments légers du béton sont des granulats ou des copeaux ou des fibres d'origine végétale, avec le risque additionnel de fragiliser la phase cimentaire environnante, sous l'effet des contraintes résultant du gonflement de ces éléments d'origine végétale. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication d'éléments de construction en béton léger, qui, de façon simple et économique, permet de rendre l'élément de construction moins sensible à l'eau liquide en surface. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un élément de construction, dans lequel on prépare une pâte de béton frais, en mélangeant : du ciment Portland, de l'eau de gâchage, le rapport massique entre l'eau de gâchage et le ciment étant supérieur ou égal à 0,9, et un matériau fragmentaire léger, dont la masse volumique à sec est inférieure à 500 kg/m3 et dont les éléments sont constitués d'une matière minérale poreuse à porosité ouverte et/ou d'une matière végétale, dans lequel on introduit la pâte de béton frais dans un moule ayant au moins une surface de moulage, dont la rugosité est inférieure à 2 micromètres et sur laquelle une goutte d'eau distillée forme un angle de mouillage compris entre 700 et 130°, et dans lequel, après la prise du béton, on dégage le moule pour obtenir l'élément de construction recouvert, sur sa surface ayant été au contact de la surface de moulage, d'une couche de portlandite. L'invention a également pour objet un élément de construction, qui peut être fabriqué soit par le procédé défini ci-dessus soit par un autre procédé et qui comprend un corps en béton : - qui, à l'état durci et sec, présente une masse volumique comprise entre 200 et 1000 kg/m3, - qui inclut, à la fois, une phase cimentaire hydratée, dont la porosité totale est supérieure à 20% en volume, et un matériau fragmentaire léger, dont la masse volumique à sec est inférieure à 500 kg/m3 et dont les éléments sont constitués d'une matière minérale poreuse à porosité ouverte et/ou d'une matière végétale, et - dont au moins une surface est recouverte d'une couche de portlandite. De manière surprenante, les inventeurs ont mis en évidence que des éléments de construction réalisés en des bétons légers, a priori très sensibles à l'eau liquide du fait, à la fois, de leur phase cimentaire fortement poreuse et de la présence du matériau fragmentaire d'origine végétale et/ou minéral poreux , peuvent être très efficacement protégés de cette eau liquide en surface, en les fabriquant de manière à former une couche de portlandite, les recouvrant. Pour ce faire, l'invention prévoit de réaliser une pâte de béton frais, enrichie à la fois en eau et en chaux : la chaux est apportée par le ciment Portland et, le cas échéant, par une addition spécifique riche en chaux, tandis que l'eau est prévue en grande quantité dans la pâte par le biais de l'eau de gâchage, le rapport E/C, c'est-à-dire le rapport massique entre l'eau de gâchage et le ciment, étant prévu supérieur ou égal à 0,9, voire à 1, voire à 1,1, voire à 1,2. On remarquera qu'un rapport E/C de cette valeur est atypique dans le sens où un préjugé technique est de proscrire d'avoir une valeur du rapport E/C trop élevée, notamment pour éviter le ressuage. Sans vouloir limiter l'invention à une explication simplifiée des phénomènes physico-chimiques complexes qui interviennent lors du mélange des composants de la pâte de béton léger, il peut être considéré que l'eau et la chaux, présentes en excès dans la pâte, favorisent, à la fois, la formation d'une grande quantité de portlandite résultant de l'hydratation des anhydres du ciment Portland, et le transport d'une fraction substantielle de cette portlandite vers une interface aqueuse entre la pâte et le moule recevant cette pâte. Au niveau de cette interface, les cristaux de portlandite s'organisent en une couche continue de portlandite, dont l'épaisseur est typiquement supérieure à 0,5 micromètres, voire 1 micromètre, voire 2 micromètres, sous réserve que l'interface précitée soit lisse et non adhérente, ce que les inventeurs ont caractérisé comme lié au fait que la surface du moule correspondante présente, d'une part, une rugosité faible, à savoir inférieure à 2 micromètres, et, d'autre part, une hydrophilie et une hydrophobie moyennes, à savoir que l'angle de mouillage d'une goutte d'eau distillée sur cette surface de moulage est compris entre 70° et 130°. En pratique, divers matériaux constitutifs peuvent être envisagés pour le moule, plus spécifiquement pour sa ou ses surfaces de moulage contre lesquelles la pâte de béton frais est mise en contact lors de son introduction dans ce moule. Dans tous les cas, l'invention permet avantageusement de ne pas enduire cette ou ces surfaces de moulage avec une solution de décoffrage ou une solution similaire, contenant des tensioactifs, la présence d'une telle solution de décoffrage pouvant même se révéler contre-productive du fait de la perturbation qu'elle induit sur la formation de l'interface aqueuse précitée et, par là, de la couche épaisse de portlandite. Suivant des caractéristiques additionnelles avantageuses du procédé de fabrication et/ou de l'élément de construction, conformes à l'invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le rapport massique entre l'eau de gâchage et le ciment est supérieur ou égal à 1,2; - la surface de moulage est non enduite d'agents de démoulage ; - une fois que la pâte de béton frais est introduite dans le moule et avant que la prise du béton ne commence, on compacte la pâte de béton frais, notamment par vibration, et on ferme le moule de manière sensiblement étanche, et pendant la prise du béton, le moule est maintenu fermé et la pâte de béton est mise sous pression ; - le moule est réalisé, au moins pour sa surface de moulage, en matière synthétique choisie parmi le polyéthylène et le silicone ; - la couche de portlandite est supérieure à 0,5 micromètres, de préférence supérieure à 1 micromètre ; - la matière minérale poreuse à porosité ouverte est choisie parmi la pierre ponce, la vermiculite, l'argile expansée, le schiste expansé, le mica expansé et leurs mélanges ; - la matière végétale est choisie parmi la chènevotte, le rafle de maïs, le sorgho, l'anas de lin, le miscanthus, les balles de riz, les bagasses de canne, la paille de céréales, la paille de tournesol, la paille de maïs, le kénaf, la noix de coco, les noyaux d'olive, le bambou, le bois, le charbon de bois et leurs mélanges ; - la matière végétale et/ou la matière minérale poreuse à porosité ouverte du matériau fragmentaire léger sont sous forme de granulats, de copeaux et/ou de fibres. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - les figures 1 et 2 sont des coupes schématiques d'un moule utilisé pour fabriquer un élément de construction conforme à l'invention, ces figures illustrant respectivement deux étapes successives d'un procédé de fabrication conforme à l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique à plus grande échelle du détail cerclé III à la figure 2 ; - la figure 4 est une coupe schématique d'un élément de construction conforme à l'invention ; - la figure 5 est une vue schématique à plus grande échelle du détail cerclé V à la figure 4 ; et - la figure 6 est un graphe illustrant l'absorption d'eau liquide pour différents éléments en béton. Sur les figures 1 à 3 est représenté un moule 10 définissant un volume interne libre de réception d'une pâte de béton frais P qui sera décrite plus loin. La forme globale du moule 10 n'est pas limitative de l'invention, du moment que le moule soit conçu pour y introduire la pâte de béton frais P en vue de la prise de cette dernière et ainsi de l'obtention d'un élément de construction moulé 1, montré sur les figures 4 et 5. Le volume libre précité du moule 10 est délimité par une ou plusieurs surfaces de moulage, portées par le moule 10, une de ces surfaces de moulage étant référencée 10A sur les figures 1 à 3. Pour des raisons qui apparaîtront plus loin, cette surface de moulage 10A est prévue, à la fois, peu rugueuse et non adhérente vis-à-vis de la pâte de béton frais P. Plus précisément, la surface 10A présente une rugosité inférieure à 2 micromètres, voire inférieure à 1 micromètre. On notera que, dans le présent document, on entend par « rugosité » les irrégularités de l'ordre du micromètre d'une surface, qui sont définies par comparaison avec une surface de référence et qui consistent en des aspérités, autrement dit des protubérances, et des cavités, autrement dit des creux. En pratique, la rugosité d'une surface donnée peut être déterminée par la mesure d'un certain nombre de paramètres : ici, la rugosité est caractérisée par le paramètre couramment appelé « Ra », tel que défini par les normes NF E 05-015 et ISO 4287, correspondant à la moyenne arithmétique de toutes les ordonnées d'un profil à l'intérieur d'une longueur de base. De plus, pour caractériser le fait que la surface de moulage 10A n'induit pas d'adhérence avec la pâte de béton frais P, cette surface 10A est telle que l'angle de mouillage d'une goutte d'eau distillée sur la surface 10A est compris entre 700 et 130°. Par l'expression « angle de mouillage », également appelé « angle de contact », on entend l'angle formé entre une interface liquide/vapeur et une surface solide. Ainsi, une surface solide est considérée comme hydrophile lorsque l'angle de mouillage d'une goutte d'eau disposé de manière statique sur la surface solide est inférieur à 90°, tandis que cette surface est considérée comme hydrophobe lorsque l'angle de mouillage de cette goutte d'eau est supérieur à 90°. On comprend doncque la surface 10A du moule 10 est à la fois hydrophile et hydrophobe, sans toutefois n'être ni trop hydrophile, ni trop hydrophobe. En particulier, la surface de moulage 10A n'est ni superhydrophobe, dans le sens où l'angle de mouillage d'une goutte d'eau distillée, disposée de façon statique sur la surface 10A, n'est pas strictement supérieur à 130°, ni superhydrophile dans le sens où l'angle de mouillage de cette goutte d'eau n'est pas strictement inférieur à 70°. En pratique, on comprend que les caractéristiques de rugosité et d'adhérence de la surface de moulage 10A du moule 10 sont au moins en partie liées au matériau constituant le moule 10, en particulier constituant la surface 10A, ainsi qu'a l'état de cette surface 10A. Ainsi, suivant une disposition préférée de l'invention, la surface 10A est utilisée au sein du moule 10 recevant la pâte de béton frais P, sans subir préalablement de traitement chimique : en particulier, cette surface 10A n'est pas enduite d'une solution de décoffrage ou similaire, contenant typiquement des tensioactifs visant à modifier les caractéristiques d'adhérence de la surface 10A, l'intérêt de cette absence de traitement chimique étant expliqué par la suite. A titre d'exemple préférentiel mais non limitatif, le moule 10, en particulier la surface de moulage 10A, est réalisée en polyéthylène ou en silicone, d'autres matières synthétiques étant envisageables. Avantageusement, le matériau choisi pour le moule 10, en particulier pour sa surface de moulage 10A, est apte à être traité mécaniquement pour en maîtriser la rugosité de surface, et ce de manière simple et efficace : à titre d'exemple, lorsque le moule 10 est réalisé en polyéthylène, ce dernier peut facilement être poncé. Dans l'exemple de réalisation montré sur les figures, la surface de moulage 10A est plane, étant toutefois rappelé que cette forme de réalisation n'est pas limitative, dans le sens où, selon la forme géométrique à donner par moulage à l'élément de construction 1, la surface 10A peut, à titre de variante non représentée, être convexe, concave ou, plus généralement, gauche. De même, sur les figures, la surface de moulage 10A s'étend à l'horizontale, mais cet agencement n'est pas limitatif, la surface 10A pouvant être utilisée inclinée voire à la verticale. La pâte de béton frais P consiste en un mélange des composants d'une formulation incluant : - du ciment Portland, étant remarqué que, par l'expression « ciment Portland », on entend dans le présent document un liant hydraulique composé principalement de silicates de calcium hydrauliques qui font prise et durcissent en vertu d'une libération de chaux en milieu aqueux et d'une réaction chimique appelée hydratation, notamment de type CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV ou CEM V selon la norme NF EN 197-1 ; - de l'eau de gâchage ; et - un matériau fragmentaire léger, dont la masse volumique à sec est inférieure à 500 kg/m3 et dont chacun des éléments, autrement dit chacun des fragments, est constitué d'une matière minérale poreuse à porosité ouverte ou d'une matière végétale. En pratique, les éléments du matériau fragmentaire léger se présentent avantageusement sous la forme de granulats pour la matière minérale, et sous la forme de granulats, de copeaux ou de fibres pour la matière végétale. A titre d'exemples de la matière minérale précitée, notamment sous forme de granulats, on peut citer la pierre ponce, la vermiculite, l'argile expansée, le schiste expansé et le mica expansé. A titre d'exemples de la matière végétale précitée, notamment sous forme de granulats, de copeaux et/ou de fibres, on peut citer la chènevotte, qui est la partie ligneuse du chanvre, la rafle de maïs, le sorgho, l'anas de lin, le miscanthus, les balles de riz, les bagasses de canne, la paille de céréale, la paille de tournesol, la paille de maïs, le kénaf, la noix de coco, les noyaux d'olive, le bambou, le bois et le charbon de bois. En pratique, la matière végétale précitée peut être issue directement de plantes, via des procédés de fabrication industriels, tels que le déchiquetage, le concassage, le broyage, la séparation, et/ou être issue de déchets de végétaux broyés. Cette matière végétale est potentiellement riche en matière organique, telle que de la cellulose, de l'hémicellulose, de lignines, etc. Par ailleurs, les éléments de la matière végétale, convenant à l'invention, peuvent être traités lors de la préparation de la pâte de béton frais P et/ou prétraités avant cette préparation. En particulier, suivant un mode de réalisation préférentiel, un traitement de ces éléments de matière végétale, au cours de la préparation de la pâte de béton frais P, consiste à utiliser des sels de fer ou des sels d'aluminium ou, plus généralement, une source de cations trivalents solubles en milieu aqueux. Lorsque cette source de cations trivalents solubles est un sel de fer, il peut s'agir du nitrite de fer (III), du nitrate de fer (III), du chlorure de fer (III), du sulfate de fer (III), du nitrite de fer (II), du nitrate de fer (II), du chlorure de fer (II), du sulfate de fer (II) ou leurs mélanges. Lorsque cette source de cations trivalents solubles est un sel d'aluminium, il peut s'agir du nitrite d'aluminium, du nitrate d'aluminium, de l'hydroxyde d'aluminium, du sulfate d'aluminium, du chlorure d'aluminium ou leurs mélanges. A titre d'exemple de traitement de la matière végétale, réalisée préalablement à la préparation de la pâte de béton P, on peut citer des traitements visant à diminuer la capacité d'absorption d'eau par la matière végétale, ainsi que sa capacité de relargage de substances organiques hydrosolubles, et ce par différentes techniques, telles que la lixiviation dans l'eau à pH neutre ou basique, à température allant de 20 à 100°C, ou bien la polymérisation des substances organiques hydrosolubles soit par traitement thermique à haute température, typiquement de 80 à 220°C, sot par ionisation ou traitement plasma ou ultraviolet. D'autres traitements encore peuvent viser à conférer à la matière végétale une propriété particulière, notamment des propriétés d'hydrophobie : c'est par exemple le cas d'un traitement hydrofugeant avec des hydrocarbures, des silicones, des latex, des huiles végétales, des alcools gras, des acides gras ou leurs mélanges. La teneur en eau de gâchage dans la pâte de béton frais P est élevée. Plus précisément, le rapport E/C, c'est-à-dire le rapport massique entre l'eau de gâchage et le ciment Portland, est supérieur ou égal à 0,9, voire supérieur ou égal à 1, voire supérieur ou égal à 1,1, voire supérieur ou égal à 1,2. On notera que le rapport précité E/C porte sur l'eau de gâchage ajoutée au reste de la pâte de béton P, autrement dit ajoutée aux autres constituants de cette pâte de béton frais : par conséquent, cette eau de gâchage n'inclut pas l'eau résiduelle potentiellement incluse dans les autres composants de la pâte de béton P, considérés secs ou pseudo-secs dans leur état courant en conditions standard. En revanche, l'eau de gâchage doit se comprendre comme la totalité de l'eau ajoutée, lors de la préparation de la pâte de béton P, aux autres composants de cette pâte, que cette eau soit mélangée à tout ou partie de ces autres composants en une seule fois de manière complète ou en plusieurs fois de manière fractionnée : en particulier, lorsque le matériau fragmentaire léger de la pâte de béton est d'origine végétale, ce matériau peut avantageusement être mouillé avec une partie de l'eau de gâchage, éventuellement mélangée à un sel de fer ou d'aluminium pour en réaliser un traitement comme expliqué plus haut, juste avant d'être mélangé aux autres composants de la pâte de béton P, y compris le reste de l'eau de gâchage. Bien entendu, en plus des composants, listés plus haut, de la pâte de béton frais P, cette dernière inclut, à titre de variantes non limitatives, d'autres composants, par exemple un agent moussant, un agent réducteur d'eau, un accélérateur, un plastifiant, un superplastifiant, un fluidifiant, etc., plus généralement un adjuvant, tel qu'un des adjuvants décrits dans les normes européennes NF EN 934-2, NF EN 934-3 et NF EN 934-4. De même, une addition minérale, distincte du ciment Portland et de la matière minérale poreuse, peut être prévue, comme par exemple du calcaire, de l'anhydrite, des cendres, des matériaux pouzzolaniques, etc. En outre, pour des raisons qui apparaîtront plus loin, une addition de chaux est avantageusement mélangée dans la pâte de béton frais P, de manière à enrichir cette dernière en chaux, en plus de la chaux présente dans le ciment Portland : à titre d'exemple, cette addition de chaux consiste en de la chaux hydraulique. On va décrire ci-après un exemple d'un procédé de fabrication de l'élément de construction 1, montré sur les figures 4 et 5, en utilisant le moule 10 et la pâte de béton frais P. Initialement, on considère qu'on dispose du moule 10 avec sa surface 10A présentant les caractéristiques de rugosité et d'adhérence, telles que décrites plus haut. On considère également qu'on dispose de la pâte de béton frais P, cette dernière étant préalablement préparée par mélange de ses constituants, les moyens utilisés pour réaliser ce mélange étant conventionnels. Ainsi, tous les composants de la pâte de béton frais P sont mélangés simultanément ou, au contraire, ces composants sont mélangés successivement les uns aux autres. Dans le cas où le matériau fragmentaire léger de la pâte de béton frais P inclut de la matière végétale, cette dernière est éventuellement mouillée avec une partie de l'eau de gâchage, avant d'être incorporée au reste de la pâte. Lors du mélange des composants de la pâte de béton frais P, l'eau de gâchage assure plusieurs fonctions : une partie de cette eau est absorbée par les éléments du matériau fragmentaire léger, une autre partie de cette eau hydrate le ciment Portland, en réagissant avec les anhydres de ce ciment, et encore une autre partie de cette eau reste libre au sein de la pâte de béton frais P pour assurer à cette dernière sa fluidité. Une fois que la pâte de béton frais P est préparée et avant que ne commence sa prise, elle est introduite dans le moule 10, comme indiqué sur les figures 1 et 2, en recouvrant notamment la surface de moulage 10A. Comme représenté schématiquement sur la figure 3, on observe alors, à l'interface entre la pâte de béton frais P et la surface de moulage 10A, l'apparition et l'accumulation de cristaux de portlandite : sur la figure 3, cette interface est schématisée sous forme d'un film aqueux I. Sans que les explications qui vont suivre ne soient limitatives de l'invention, on peut considérer que l'apparition et l'accumulation des cristaux de portlandite dans le film aqueux I, autrement dit à l'interface entre la pâte de béton frais P et la surface de moulage 10A, sont liées aux considérations suivantes. Au contact de l'eau de gâchage, les anhydres constituant le ciment Portland réagissent pour former des hydrates, sous forme d'une nouvelle phase minérale. C'est cette phase qui présente des propriétés adhésives et mécaniques responsables de la solidité du béton une fois pris et qui est nécessaire à l'agglomération des éléments du matériau fragmentaire léger. Sur la figure 3, les grains anhydres du ciment sont référencés G, en étant schématisés en solution dans l'eau, et les éléments, tels que les granulats ou les copeaux du matériau fragmentaire léger sont référencés 2 sur la figure 2. En pratique, les réactions ayant lieu au cours de l'hydratation du ciment sont nombreuses et complexes : dans tous les cas, les anhydres du ciment Portland donnent naissance, en présence d'eau, à des silicates de calcium hydratés, ainsi qu'a de la chaux hydratée, autrement dit de l'hydroxyde de calcium, dite portlandite. La réaction d'hydratation conduit les silicates de calcium hydratés à précipiter, sous forme de germes non cristallins à la surface des grains anhydres G du ciment, tandis que la portlandite précipite essentiellement sous une forme cristalline, sa germination se faisant de façon homogène, c'est-à-dire que les cristaux de portlandite apparaissent au sein de la solution aqueuse, plutôt que sur les grains anhydres G. De la portlandite peut également provenir de l'hydratation de la chaux apportée en addition au ciment Portland. En lien avec les caractéristiques spécifiques de rugosité et d'adhérence de la surface de moulage 10A, les cristaux de portlandite s'accumulent dans le film aqueux I, vraisemblablement en étant, au moins pour une partie d'entre eux, transportés jusque dans ce film I par l'eau encore libre au sein de la pâte de béton frais. L'accumulation des cristaux de portlandite dans le film aqueux I tend, progressivement, à saturer ce film en portlandite, jusqu'à former une couche de portlandite continue, interposée entre la surface de moulage 10A et le reste de la pâte de béton P en cours de prise, sans pour autant que cette couche de portlandite n'adhère à la surface de moulage 10A. De nouveau, sans que les considérations qui vont suivre ne soient limitatives de l'invention, on peut penser que le matériau fragmentaire léger, en particulier lorsqu'il inclut de la matière végétale, fournit des agents, notamment des tensioactifs, aptes à la fois à stabiliser le film aqueux I à l'interface entre la surface de moulage 10A et la pâte de béton frais P, à favoriser la croissance des cristaux de portlandite dans ce film aqueux F, et à éviter l'adhérence des cristaux de portlandite sur la surface de moulage 10A. A contrario, l'enduction préalable de la surface de moulage 10A par une solution de décoffrage ou similaire serait perturbatrice de la croissance de la couche de portlandite. En reprenant maintenant la description de l'exemple de fabrication de l'élément de construction 1, une option de mise en oeuvre de ce procédé, qui est montrée à la figure 2, consiste à, après avoir introduit la pâte de béton frais P dans le moule 10 et avant que la prise du béton ne commence, compacter la pâte de béton frais, notamment par vibration, et fermer le moule 10 de manière sensiblement étanche par tout moyen approprié, notamment par une plaque rapportée 11 de fermeture du volume de moulage du moule 10. De plus, alors que le moule 10 est maintenu fermé, la pâte de béton en cours de prise est mise en pression : pour ce faire, plusieurs possibilités peuvent être envisagées. Une première possibilité est de comprimer le volume interne du moule, par déplacement d'une partie de son enveloppe par rapport au reste du moule, comme indiqué schématiquement sur la figure 2 par les flèches F qui correspondent à un appui pressant de la plaque de fermeture 11 vers l'intérieur du moule 10. Une autre possibilité consiste à figer le volume interne du moule 10 et à tirer profit d'un gonflement des éléments 2 du matériau fragmentaire léger contenu dans la pâte de béton frais, en particulier lorsque ces éléments sont constitués d'une matière végétale. Dans tous les cas, de façon plus générale, la compaction de la pâte de béton frais, la fermeture étanche du moule 10 et la mise sous pression de la pâte de béton pendant sa prise permettent une cure mécanique de la pâte de béton, favorisant la formation de portlandite à l'interface entre la pâte de béton et la surface de moulage 10A. Après avoir attendu le temps nécessaire à la prise de la pâte de béton, voire après que le durcissement du béton ait commencé, le moule 10 est dégagé de manière à libérer la pâte de béton solidifiée sous forme de l'élément de construction 1, tel que montré sur les figures 4 et 5. L'élément de construction 1 est constitué d'un corps en béton, recouvert, sur sa surface ayant été au contact de la surface de moulage 10A, d'une couche de portlandite 5. Comme indiqué de manière schématique sur les figures 4 et 5, le corps en béton de l'élément 1 comprend les granulats et/ou les copeaux 2, plus généralement les fragments, du matériau fragmentaire léger de la pâte de béton P, ces fragments 2 étant répartis dans une phase cimentaire hydratée 3 du corps en béton. Cette phase cimentaire 3 inclut, entre autres, les silicates de calcium hydratés, évoqués plus haut et référencés 3.1 sur la figure 5, et des cristaux de portlandite, référencés 3.2. On comprend, notamment par comparaison entre les figures 3 et 5, que la couche de portlandite 5 résulte de l'accumulation des cristaux de portlandite dans le film aqueux I qui a été formé à l'interface entre la pâte de béton et la surface de moulage 10A du moule 10. A l'état durci et sec, typiquement vingt-huit jours après son moulage, le corps en béton de l'élément de construction 1 présente une masse volumique comprise entre 200 et 1000 kg/m3. Cette faible masse volumique est liée, à la fois, à la présence des éléments 2 du matériau fragmentaire léger et à la porosité totale de la phase cimentaire 3, résultant directement de la valeur élevée du rapport E/C mis en oeuvre pour la préparation de la pâte de béton frais P. Ainsi, la porosité totale de la phase cimentaire 3 est supérieure à 20% en volume, étant entendu que cette porosité totale correspond, en volume, à la totalité des espaces libres au sein de la phase cimentaire, qui résultent principalement de l'évaporation de l'eau initialement présente dans la pâte de béton frais P. En pratique, pour mesurer cette porosité, il est connu, en soi, d'injecter sous pression un volume de mercure à un échantillon de matière dont on cherche à mesurer la porosité totale : le volume de mercure pénétrant dans les pores de l'échantillon sous l'application de la pression est mesuré en fonction de la pression appliquée à l'échantillon. La couche de portlandite 5 recouvre de manière continue, c'est-à-dire sans interruption, la surface du corps en béton de l'élément de construction 1, ayant été au contact de la surface de moulage 10A. Avantageusement, cette couche de portlandite 5 présente une épaisseur supérieure à 0,5 micromètres, voire 1 micromètre, voire 5 micromètres. Bien entendu, on comprend que, en dehors de la couche de portlandite 5, le reste de la surface du corps en béton de l'élément de construction 1 présente une forme résultant de son moulage par la ou les surfaces du moule 10, autres que sa surface de moulage 10A. La forme globale de l'élément de construction 1 n'est donc pas limitative de l'invention, étant d'ailleurs remarqué qu'une variante non représentée est de recouvrir en totalité le corps en béton de l'élément de construction par une couche continue de Portlandite. En pratique, l'élément de construction 1 est, par exemple, un sol, une chape, un mur, une cloison, un plafond, un plan de travail, un pilier, un parpaing, une canalisation calorifugée, un panneau, une corniche, un moule, un revêtement, notamment de route ou de mur, un élément isolant, acoustique et/ou thermique, un élément de bouchage d'une cavité, par exemple pour remplir ou combler une galerie souterraine, etc. On notera que, au sens du présent document, la couche de portlandite 5, recouvrant au moins en partie la face extérieure du corps en béton de l'élément de construction 1 est constituée de portlandite aussi bien sous sa forme d'hydroxyde (Ca(0H2)) que sous sa forme carbonatée, autrement dit de carbonate de calcium (CaCO3) : en effet, de manière connue en soi, une fois que l'hydroxyde de calcium est au contact de l'air, une réaction de carbonatation se produit progressivement de sorte que le dihydroxyde de calcium se transforme au fur et à mesure en carbonate de calcium. Ainsi, au fil du temps, la couche d'hydroxyde de calcium, obtenue au démoulage, se transforme en une couche d'un mélange d'hydroxyde de calcium et de carbonate de calcium et finalement en une couche constituée essentiellement, voire exclusivement, de carbonate de calcium. EXEMPLES DE MISE EN OEUVRE DE L'INVENTION Détermination de la rucl de la surface de moulage 10A : La mesure de rugosité est réalisée avec un rugosimètre à palpeur commercialisé par la société MITUTOYO sous l'appellation SURFTEST SJ-201 M. Le paramètre de rugosité moyenne (Ra) est mesuré à cinq reprises sur une distance de 12,5 mm et la valeur de rugosité Ra est égale à la moyenne de ces cinq mesures. Détermination de la porosité de la phase cimentaire 3 : La mesure de porosité est réalisée avec un porosimètre à mercure AUTOPORE III commercialisé par la société Micromeritics. Chaque échantillon est prélevé dans la phase cimentaire 3 du corps en béton (zone contenant uniquement la phase cimentaire et donc dépourvue de granulats 2) et se présente sous la forme d'un bloc parallélépipédique d'une dimension typique de quelques millimètres à un centimètre de côté. Chaque échantillon est préalablement séché à 45°C pendant huit heures. Du mercure est mis au contact de l'échantillon et une pression est exercée sur l'échantillon pour faire pénétrer le mercure dans les pores de l'échantillon par la face à tester. Le volume de mercure pénétrant dans les pores de l'échantillon sous l'action de la pression est mesuré, par un système capacitif, en fonction de la pression appliquée à l'échantillon. Les calculs de la porosité reposent sur l'équation qui exprime la pénétration d'un liquide non mouillant, à savoir le mercure, dans les pores d'un matériau poreux : les calculs sont faits en considérant que l'angle de mouillage du mercure est de l'ordre de 130° et la tension superficielle est égale à 480 mN/m à 20°C. Détermination de l'angle de mouillage associé à la surface de moulage 10A : Pour mesurer l'angle de mouillage, un échantillon de la surface de moulage 10A est placé dans une salle à température de 20°C et Lne humidité relative de 50%. On dispose sur l'échantillon une goutte d'eau distillée ayant un volume de 2,5 microlitres. La mesure de l'angle, mesuré depuis l'intérieur de la goutte, entre la surface de moulage et une tangente à l'interface entre la goutte et l'air ambiant, est réalisée par un procédé optique, en utilisant un dispositif d'analyse de forme tel que le dispositif DSA 100 commercialisé par la société KRUSS. Les mesures sont répétées cinq fois et la valeur de l'angle de mouillage est égale à la moyenne de ces cinq mesures. Détermination de la masse volumique du béton durci à l'état sec : La masse volumique du corps en béton de l'élément de construction 1 est déterminée selon la norme européenne NF EN 12390-7. Spécifications des moules testés : Elles sont regroupées dans le tableau ci-dessous. Référence Matière de la surface de moulage 10A Rugosité Ra (mesurée en un) Fournisseur de la matière du moule M1 polychlorure de vinyle (PVC) 0,5 SAMSE (St Quentin Fallavier, France) M2 polyéthylène (PE) 1 SAMSE (St Quentin Fallavier, France) M3 polystyrène (PS) >5 SAMSE (St Quentin Fallavier, France) M4 polystyrène (PS) chargé en graphite >5 SAMSE (St Quentin Fallavier, France) M5 polydiméthylsiloxane (PDMS) 1,8 Moldtech (Pringy, France) Liste des composants de la pâte de béton frais P: Le ciment Portland est choisi parmi : - le ciment CEM I 52,5R provenant de l'usine Lafarge du Teil, - le ciment CEM I ultra fin (8270 cm2/g de surface spécifique Blaine) provenant de l'usine Lafarge de Saint-Pierre La Cour, et - le ciment CEM I 52,5 provient de l'usine Lafarge du Havre (3450 cm2/g de surface spécifique Blaine). La chaux hydraulique est la chaux NHL 3.5 NATURAL fourni par Lafarge. L'anhydrite (Ca504) est fournie par Lafarge. Le filler calcaire est DURCAL1 fourni par la société Omya. L'eau de gâchage est l'eau du réseau. Les granulats de chènevotte sont fournis par la société La Chanvrière. Le sel de fer est FeCI3, en solution aqueuse à 45 ou 97 (3/0, fourni par Sigma-Aldrich. Le sel d'aluminium est AlC13, en solution aqueuse à 55,3%, fourni par Sigma-Aldrich. Les adjuvants sont : - accélérateur : CaCl2 à 75,5 ou 93 (3/0, fourni par Sigma-Aldrich, - agent moussant : solution aqueuse à 4,47 (3/0 (Microair104), fourni par BASF, - fluidifiant : solution aqueuse à 22,6 ou 29,8 ou 50 (3/0 (Optima203 sans anti-mousse), fourni par la société Chryso. Méthode de préparation de la pâte de béton frais P : La pâte de béton frais P est réalisée au moyen d'une bétonnière ou d'un malaxeur. L'ensemble de l'opération est réalisée à 20°C. La rréthode de préparation comprend les étapes suivantes : - introduire la chènevotte dans le malaxeur, - introduire une partie de l'eau de gâchage, contenant le sel de fer ou le sel d'aluminium, dans le malaxeur, - malaxer à faible vitesse pendant dix à quinze minutes, - introduire tous les autres composants solides de la pâte dans le malaxeur, - malaxer à faible vitesse pendant une à deux minutes, - introduire le reste de l'eau de gâchage, contenant l'agent moussant et le fluidifiant, dans le malaxeur, - malaxer le tout pendant cinq à vingt minutes, - couler la pâte dans le moule. Formules de béton testées : Plusieurs formules de béton ont été préparées selon la méthode détaillée ci-dessus. Chaque formule est détaillée ci-après. Formule F1 : - ciment CEM I Lafarge Le Havre : 17,7 kg, - chaux hydraulique : 1,26 kg, - anhydrite : 2,53 kg, - filler calcaire : 3,79 kg, - eau de gâchage : 32,2 kg, - chènevotte : 9,18 kg, - sel de fer (à 97 %) : 1,26 kg, - accélérateur (à 93 °A) : 0,157 kg, - agent moussant : 0,051 kg, - fluidifiant (à 50%): 0,161 kg. 30 Formule F2: - ciment CEM I Lafarge Le Teil : 4481 g, - eau de gâchage : 4508,2 g, - chènevotte : 1157g, 35 - sel de fer (à 45 °A) :212,7 g, - accélérateur (à 75,5 °A) : 61,6 g. Formule F3: - ciment CEM I Lafarge Le Teil : 4481 g, - eau de gâchage : 4098,2 g, - chènevotte : 1157g, - sel de fer (à 45 (3/0) : 220,9 g, - accélérateur (à 75,5 (3/0) : 107,3 g, - fluidifiant (à 22,6%) : 18 g. Formule F4: - ciment CEM I Lafarge Saint-Pierre La Cour : 4083,3 g, - anhydrite : 440,5 g, - eau de gâchage : 4166,7 g, - chènevotte : 1157g, - sel d'aluminium : 147,9 g, - fluidifiant (à 29,8%) : 38,4 g. Formule F5: - ciment CEM I Lafarge Le Teil : 4481 g, - eau de gâchage : 4092,3 g, - chènevotte : 1157g, - sel de fer (à 45 (3/0) : 220,9 g, - accélérateur (à 75,5 (3/0) : 131,1 g, - fluidifiant (à 22,6%) : 18 g. 25 Formule F6: - ciment CEM I Lafarge Le Havre : 177 g, - chaux hydraulique : 12,6 g, - anhydrite : 25,3 g, 30 - filler calcaire : 37,9 g, - eau de gâchage : 103 g, - chènevotte :918 g, - sel de fer (à 97%) : 12,6g, - accélérateur (à 93%) : 1,57 g, 35 - agent moussant : 0,51 g, - fluidifiant (à 50%) : 0,161 g. Exemples testés : Neuf éléments fabriqués sont présentés dans le tableau récapitulatif ci-dessous. Référence de l'élément fabriqué Formule E/C Moule Masse volumique (à l'état durci et sec - en kg/m3) Porosité totale de la phase Présence d'une couche de portlandite cimentaire (en %) El F1 1,82 M1 445 >20 oui E2 F1 1,82 M5 445 >20 oui E3 F2 1,01 M2 700 >20 oui E4 F3 0,91 M2 non mesurée >20 oui E5 F4 1,02 M2 non mesurée >20 oui E6 F5 0,91 M5 non mesurée >20 oui E7 F1 1,82 M3 445 >20 non E8 F1 1,82 M4 445 >20 non E9 F6 0,58 M2 non mesurée 15 non Les éléments fabriqués El, E2, E3, E4, E5 et E6 présentent une couche de portlandite au démoulage, recouvrant toute leur surface ayant été au contact de la surface de démoulage du moule, à la différence des éléments E7, E8 et E9 qui n'en sont pas recouverts. La figure 6 récapitule des valeurs, mesurées selon la méthode décrite juste ci-après, du volume d'eau liquide absorbée, en fonction du temps, pour chacun des neufs éléments fabriqués : il ressort que, du fait de leur couche de portlandite, les éléments El, E2, E3, E4, E5 et E6 permettent d'obtenir une absorption réduite d'eau liquide au cours du temps alors que les éléments E7, E8 et E9 ne le permettent pas. Méthode de caractérisation de l'absorption d'eau liquide sur un élément en béton durci : L'absorption d'eau liquide est évaluée en plaçant une pipette de mesure à la surface de l'élément en béton durci (28 jours après démoulage). Un joint en silicone est appliqué à l'interface entre la pipette et la surface du béton, afin d'assurer son étanchéité. Les pipettes sont ensuite remplies d'eau et la perte de volume d'eau, absorbée par le béton est mesurée en fonction du temps. La surface de contact entre l'eau et le béton est d'environ 5 cm2. Le test est effectué à température ambiante (20°C) et à humidité relative contrôlée (65%). Une mesure semblable est effectuée en parallèle sur un substrat en verre (non poreux) pour évaluer la quantité d'eau évaporée pendant le test. REVENDICATIONS1.- Procédé de fabrication d'un élément de construction (1), dans lequel on prépare une pâte de béton frais (P), en mélangeant : du ciment Portland, de l'eau de gâchage, le rapport massique (E/C) entre l'eau de gâchage et le ciment étant supérieur ou égal à 0,9, et un matériau fragmentaire léger, dont la masse volumique à sec est inférieure à 500 kg/m3 et dont les éléments (2) sont constitués d'une matière minérale poreuse à porosité ouverte et/ou d'une matière végétale, dans lequel on introduit la pâte de béton frais (P) dans un moule (10) ayant au moins une surface de moulage (10A), dont la rugosité est inférieure à 2 micromètres et sur laquelle une goutte d'eau distillée forme un angle de mouillage compris entre 70° et 130°, et dans lequel, après la prise du béton, on dégage le moule (10) pour obtenir l'élément de construction (1) recouvert, sur sa surface ayant été au contact de la surface de moulage (10A), d'une couche de portlandite (5). 2.- Procédé suivant la revendication 1, dans lequel le rapport massique (E/C) entre l'eau de gâchage et le ciment est supérieur ou égal à 1,2. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, dans lequel la surface de moulage (10A) est non enduite d'agents de démoulage. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, une fois que la pâte de béton frais (P) est introduite dans le moule (10) et avant que la prise du béton ne commence, on compacte la pâte de béton frais, notamment par vibration, et on ferme le moule de manière sensiblement étanche, et dans lequel, pendant la prise du béton, le moule (10) est maintenu fermé et la pâte de béton est mise sous pression. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le moule (10) est réalisé, au moins pour sa surface de moulage (10A), en matière synthétique choisie parmi le polyéthylène et le silicone. 6.- Elément de construction (1), comprenant un corps en béton :- qui, à l'état durci et sec, présente une masse volumique comprise entre 200 et 1000 kg/m3, - qui inclut, à la fois, une phase cimentaire hydratée (3), dont la porosité totale est supérieure à 20% en volume, et un matériau fragmentaire léger, dont la masse volumique à sec est inférieure à 500 kg/m3 et dont les éléments (2) sont constitués d'une matière minérale poreuse à porosité ouverte et/ou d'une matière végétale, et - dont au moins une surface est recouverte d'une couche de portlandite (5). 7.- Procédé ou élément suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche de portlandite (5) est supérieure à 0,5 micromètres, de préférence supérieure à 1 micromètre. 8.- Procédé ou élément suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite matière minérale poreuse à porosité ouverte est choisie parmi la pierre ponce, la vermiculite, l'argile expansée, le schiste expansé, le mica expansé et leurs mélanges. 9.- Procédé ou élément suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite matière végétale est choisie parmi la chènevotte, le rafle de maïs, le sorgho, l'anas de lin, le miscanthus, les balles de riz, les bagasses de canne, la paille de céréales, la paille de tournesol, la paille de maïs, le kénaf, la noix de coco, les noyaux d'olive, le bambou, le bois, le charbon de bois et leurs mélanges. 10.- Procédé ou élément suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la matière végétale et/ou la matière minérale poreuse à porosité ouverte du matériau fragmentaire léger sont sous forme de granulats, de copeaux et/ou de fibres (2).