Brevet FR3101872A1 — publié le 20210416

L’invention se rapporte à un procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton présentant des singularités dans la masse ou en surface. La spécificité de l’invention réside dans la valorisation de caractéristiques esthétiques habituellement considérées comme des défauts dans la production d’objets en béton. Les caractéristiques esthétiques recherchées sont obtenues grâce à la mise en œuvre de bétons réalisés à partir de matières premières secondaires triées, réduites en granulats/poudre et mélangées aux autres constituants. Les « imperfections » obtenues lors de la mise en œuvre de ces bétons de recyclage peuvent rappeler les caractéristiques esthétiques retrouvées dans des roches « naturelles » ou dans des créations artisanales de pièces uniques : irrégularités des surfaces ou des strates, effets de bullage, ségrégation, microfissuration, hétérogénéité et discontinuité des teintes, etc. Les effets, propres à l’usage de matières premières secondaires, sont provoqués par une série de mesures techniques et matérielles utilisées au cours du processus de production. Les effets esthétiques recherchés ne remettent pas en cause les performances structurelles ou l’intégrité des réalisations. Figure à publier avec l’abrégé : Fig.3 Procédé de réalisation d’objets non structurels en béton réalisés à partir de matières premières secondaires en vue d’obtenir des effets spécifiques DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION L’invention concerne un procédé de réalisation d’un objet non structurel (c’est-à-dire non destiné à reprendre des charges) en béton à partir de matières premières secondaires inertes et hétérogènes. L’invention se rapporte ainsi aux matières premières secondaires issues du recyclage. Les matières premières secondaires peuvent être d’origines diverses. Elles peuvent être des matériaux issus de la démolition ou de déconstruction d’ouvrages, tels que du béton, du mortier, du parpaing, de la pierre naturelle, de la brique, du bois, des débris de bois carbonisé, des métaux, du verre, des isolants, du caoutchouc et/ou du PVC, de co-produits industriels, de sédiments marins ou fluviaux, de matériaux issus de rebuts de fabrication de produits en béton, de matériaux agro-sourcés, etc. Le procédé selon l’invention est destiné notamment, mais non exclusivement, à la réalisation d’objets non structurels en béton, tels que du mobilier urbain ou de jardin, des éléments de voirie et de sols décoratifs, des murets, des éléments de parement ou décoratifs. ÉTAT DE LA TECHNIQUE L’utilisation de déchets de démolition est une démarche de plus en plus courante. Aujourd’hui, la normalisation autorise l’incorporation de granulats de béton recyclé dans le béton, dont le béton de structure. Dans des applications non structurelles, il est possible d’intégrer jusque 100 % de granulats de béton recyclé dès lors que les performances recherchées sont conservées. En revanche, l’utilisation de matériaux issus de la déconstruction autres que du béton recyclé, nécessite une attention particulière : la possible variabilité des gisements (discontinuité et hétérogénéité des gisements, mélange des matériaux, caractéristiques mécaniques, etc.), le comportement de ces matériaux (lors de leur concassage, du malaxage du mélange les incorporant, etc.) ou encore leur pollution potentielle comme la présence de plâtre. Les propriétés à l’état frais et durci des bétons les incorporant, leur durabilité et leur esthétique sont autant de paramètres qu’il est nécessaire de maitriser. Par ailleurs, le cahier des charges en matière de construction impose habituellement le zéro défaut. Tout produit présentant un aspect esthétique dérogeant à ce cahier des charges est habituellement considéré comme non acceptable. Ce niveau d’exigence des éléments construits limite fortement l’utilisation de matières premières secondaires susceptibles d’engendrer des défauts principalement d’ordre esthétiques. OBJET DE L’INVENTION L’invention vise à améliorer l’acceptabilité des matériaux recyclés en proposant un procédé de réalisation d’un objet non structurel à partir de matières premières secondaires inertes et hétérogènes ayant une résistance et une stabilité dans le temps conforment à l’utilisation à laquelle l’objet est destiné tout en présentant des singularités. On entend par « singularités » des particularités distinctives de l’objet non structurel qualifiées traditionnellement de défauts ou d’irrégularités. Parmi les singularités recherchées, peuvent être cités une hétérogénéité de la teinte, de la texture des surfaces, une ségrégation, des nids de cailloux, des micro-fissures, des éclats, un bullage, un désaffleurement, un défaut de planéité, une érosion, de la végétalisation, etc. Le procédé selon l’invention permet de réaliser des objets non structurels en béton qui incorporent des matériaux issus de la démolition/déconstruction de chantiers. Les bétons obtenus selon le procédé de l’invention présentent un caractère esthétique unique dont la composition et la mise en œuvre, intégrant une dimension aléatoire, sont maitrisées en termes de rendu esthétique mais aussi de résistance et de stabilité dans le temps. Le procédé associé à l’invention permet de « transformer » volontairement et de manière contrôlée les défauts en des effets esthétiques en surface ou dans la masse, tout en conférant la résistance et la stabilité dans le temps conforment à l’utilisation à laquelle l’objet non structurel est destiné. À cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose un procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton présentant des singularités dans la masse ou en surface. Le procédé comprend les étapes suivantes : -sélection et préparation (concassage, réduction en granulats et poudres) des matières premières secondaires pour définir a minima deux « groupes » différents de matières premières secondaires. La différence entre chaque groupe peut provenir de la nature (ex : béton, pierre calcaire, briques, etc.) et/ou de couleur (ex : 2 briques réfractaires l’une rouge foncé l’autre orange) ; -assemblage et malaxage. Chaque groupe permet de produire un béton spécifique possédant sa propre formulation. Les matières premières secondaires de chaque groupe sont donc associées avec les autres constituants (ciment, autre liant, adjuvants, sable, eau, etc.) de façon à obtenir, pour chaque groupe, le béton souhaité répondant au cahier des charges défini (maniabilité, teinte générale du mélange, texture, etc.) ; -mise en place des bétons produits dans le moule sélectionné en appliquant le principe d’assemblage de couches, chaque couche étant associée à un béton et donc à un groupe de matière première secondaire. Les différents bétons peuvent être fabriqués au fur et à mesure ou simultanément, leur mise en œuvre étant successive ou simultanée. Plus particulièrement, l’invention propose un procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton présentant des singularités dans la masse ou en surface, à partir de matières premières secondaires inertes et hétérogènes, le procédé comprenant les étapes consistant à sélectionner les matières premières secondaires et les préparer pour définir au moins deux groupes de matières premières secondaires, assembler et malaxer les matières premières secondaires de chaque groupe avec une composition de béton déterminée jusqu’à l’obtention d’un premier béton et d’un deuxième béton dits de recyclage, couler les premier et deuxième bétons de recyclage obtenus dans au moins un contenant, réaliser des effets en surface ou dans la masse du premier et/ou deuxième béton(s) pendant la ou les étapes de coulage et/ou à l’issue de celle-ci. Chaque composition de béton prend en compte les spécificités physiques et chimiques des matières premières secondaires et est optimisée dans le but d’assurer la durabilité du béton, et plus globalement de l’objet. Selon les matières premières secondaires sélectionnées et préparées, la composition du béton pourra, le cas échéant, être différente pour chacun des groupes. Les différents bétons peuvent être fabriqués au fur et à mesure permettant, le cas échéant, l’obtention de strates alternées d’épaisseur et d’apparence différentes, de singularités (bullage, texture, etc.) ainsi que la réalisation d’effets en surface ou dans la masse. Ainsi, le coulage des premier et deuxième bétons de recyclage peut être réalisé alternativement de sorte à former des strates alternées de bétons de recyclage. Avantageusement, la préparation des matières premières secondaires comporte une opération de transformation mécanique par concassage/broyage de ces dernières dans le but d’obtenir des granulométries similaires aux matières premières traditionnelles (granulométrie comprise entre 0 mm et 32 mm). Une opération de criblage peut également avoir lieu dès lors qu’une classe granulométrique particulière est ciblée (exemple du 2/4 mm). Avantageusement, chaque coulage de béton a lieu sur une précédente strate durcie ou non. Avantageusement, le béton de chaque strate possède des propriétés rhéologiques propres, allant d’un état liquide à ferme. L’association de ces différentes rhéologies conduit à des effets spécifiques sur l’aspect et confère une singularité de l’objet. Avantageusement, un treillis de renfort est placé entre chaque strate si besoin au vu du cahier des charges. Selon un mode de réalisation particulier, le coulage des premier et deuxième bétons de recyclage est réalisé simultanément dans le même contenant. Avantageusement, les différents bétons sont soumis, lors de l’étape de mise en œuvre et/ou à l’issue de celle-ci, à un déplacement de matière par un apport d’énergie, cet apport d’énergie pouvant être obtenu par simple effet de masse, par vibration, par mélange mécanique, par répartition inégale du béton à la truelle, par inclinaison du moule, etc. Cette opération a pour but d’obtenir différentes formes de couches, d’inclinaisons des couches ou de mélange plus ou moins prononcé entre elles. Avantageusement, le procédé peut comporter une opération de traitement de surface, réalisée sur les surfaces externes, à l’état frais ou après durcissement de l’objet global. Il pourra s’agir par exemple d’un lavage, d’une application d’acide, d’un brossage ou d’un ponçage mécanique des surfaces, de l’application d’un durcisseur de surface, d’un hydrofuge, d’un bouche pores, d’un vernis, d’une désactivation chimique, etc. Avantageusement, la(les) matière(s) première(s) secondaire(s) de chaque groupe est(sont) choisie(s) dans le groupe des matériaux issus de la démolition ou de la déconstruction d’ouvrages, de co-produits industriels, de sédiments marins ou fluviaux, de matériaux issus de rebuts de fabrication de béton/produits en béton. Avantageusement, les matériaux issus de la démolition ou de déconstruction d’ouvrages non structurels comprennent du béton, du mortier, du parpaing, de la pierre naturelle, de la brique avantageusement réfractaire, du bois, des débris de bois carbonisé, des métaux, des isolants du verre, du caoutchouc et/ou du PVC. Avantageusement, la composition de béton comprend un ou plusieurs liants hydrauliques tels qu’un ciment blanc, ou une addition minérale, et/ou une ou plusieurs résines, et de préférence un liant formé d’un ciment blanc, d’un ciment gris et/ou d’un mortier et/ou de tout autre formes de liants (résines, laitier de haut fourneaux, etc.). Avantageusement, une couche de protection est appliquée sur la surface du béton de recyclage à l’état durci après une étape de séchage pendant une durée de 7 jours dans des conditions d’hygrométrie supérieure à 80 % et de température de 20 °C. La mise en œuvre du procédé selon l’invention présente également un intérêt écologique (en s’inscrivant dans une logique d’économie circulaire, seconde vie des matières premières, recyclage), une dimension sociétale (pédagogique, formation, insertion, concertation, rencontres) et une dimension créative (design, architecture, art). Elle prend en compte les aspects matériels, temporels, sociétaux et environnementaux des chantiers urbains en mobilisant de manière interactive les professionnels, les créateurs, les collectivités, les constructeurs, les acteurs sociaux et les populations dans un processus de co-construction original. BRÈVE DESCRIPTION D’EXEMPLES DE TYPOLOGIES D’OBJETS NON STRUCTURELS RÉALISÉS SELON LE PROCÉDÉ DE L’INVENTION Il est décidé de présenter quatre typologies d’objets parmi toutes les possibilités de typologies réalisées par l’invention. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée de l’invention qui va suivre en référence aux figures annexées et dans lesquelles : La figure 1 représente un exemple d’ouvrage/objet non structurel caractérisant une première typologie d’objets réalisées selon le procédé de l’invention ; La figure 1A représente une vue détaillée de l’ouvrage/objet non structurel de la figure 1 et du rendu obtenu ; La figure 2 représente un exemple d’ouvrage/objet non structurel caractérisant une deuxième typologie d’objets réalisées selon le procédé de l’invention ; La figure 2A représente une vue détaillée de l’ouvrage/objet non structurel de la figure 2 et du rendu des strates obtenues ; La figure 3 représente un exemple d’ouvrage/objet non structurel caractérisant une première typologie d’objets réalisées selon le procédé de l’invention ; La figure 3A représente une vue détaillée de l’ouvrage/objet non structurel de la figure 3 et du rendu des strates obtenues ; La figure 4 représente un exemple d’ouvrage/objet non structurel caractérisant une première typologie d’objets réalisées selon le procédé de l’invention ; La figure 4A représente une vue détaillée de l’ouvrage/objet non structurel de la figure 4 et du rendu obtenu. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton présentant des singularités dans la masse ou en surface, à partir de matières premières secondaires inertes et hétérogènes, le procédé comprenant les étapes consistant à sélectionner les matières premières secondaires et les préparer pour définir au moins deux groupes de matières premières secondaires, assembler et malaxer les matières premières secondaires de chaque groupe avec une composition de béton déterminée jusqu’à l’obtention d’un premier béton et d’un deuxième béton dits de recyclage, couler les premier et deuxième bétons de recyclage obtenus dans au moins un contenant, réaliser des effets en surface ou dans la masse du premier et/ou deuxième béton(s) pendant la ou les étapes de coulage et/ou à l’issue de celle-ci. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton selon la revendication 1, caractérisé en ce que la préparation des matières premières secondaires comporte une opération de tri des matériaux par nature et par couleur, puis de réduction des matières premières secondaire, criblage éventuel, pour obtenir des granulats. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton selon la revendication 2, caractérisé par le malaxage des granulats issus de la transformation des matières premières secondaires avec un liant, des granulats traditionnels, de l’eau et potentiellement des adjuvants de façon à obtenir un béton. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le coulage des premier et deuxième bétons de recyclage est réalisé alternativement de sorte à former des strates alternées de bétons de recyclage. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton selon la revendication 4, caractérisé en ce que le béton de recyclage de chaque strate présente des propriétés rhéologiques différentes à celle du béton de recyclage de la strate adjacente située au-dessus. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le coulage des premier et deuxième bétons de recyclage est réalisé simultanément dans le même contenant. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu’un treillis de renfort est placé entre chaque strate. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier et/ou deuxième béton(s) de recyclage, pendant l’étape de coulage et/ou à l’issue de celle-ci, est soumis à un déplacement de matière par vibration, par inclinaisons du contenant ou par mélange mécanique. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de traitement de surface des bétons de recyclage. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière première secondaire de chacun des groupes est choisie dans le groupe des matériaux issus de la démolition ou de la déconstruction d’ouvrages, de co-produits industriels, de sédiments marins ou fluviaux, de matériaux issus de rebuts de fabrication de produits en béton. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les matériaux issus de la démolition ou de déconstruction d’ouvrage non structurels comprennent du béton, du mortier, du parpaing, de la pierre naturelle, de la brique, du bois, des débris de bois carbonisé, des métaux, du verre, des isolants, du caoutchouc et/ou du PVC. Procédé de réalisation d’un objet non structurel en béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition de béton comprend un ou plusieurs liants hydrauliques tels qu’un ciment blanc, ou une addition minérale, et/ou une ou plusieurs résines.