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09.01.20 Radiations, explosions, chocs ou avalanches : quand les bétons nous protègent !

Radiations, explosions, chocs ou avalanches : quand les bétons nous protègent !

De plus en plus technique, cette pierre reconstituée aux recettes et usages infinies, est aussi très souvent utilisé pour protéger les biens et les personnes. Catastrophes naturelles ou risques sanitaires, le béton sait faire barrage pour remplir ses fonctions de protection. Résistance mécanique, densité, étanchéité, les industriels travaillent au quotidien à développer et exploiter ses propriétés pour assurer notre sécurité. Une fois encore, le béton fait la démonstration de sa polyvalence…

 

Un bouclier contre les radiations des hôpitaux…

 

Dans les hôpitaux et en particulier dans les services de radiologie, il est important de pouvoir protéger le personnel et les patients des rayonnements ionisants émis tout au long de la journée. Pierre-Antoine D’Argento, délégué régional Centre-Est du SNPBE (Syndicat national du béton prêt à l’emploi), souligne l’importance de l’utilisation du béton dans ce type de contexte : « Cela concerne tous les murs de l’enceinte où sont dispensés les rayons. Le béton limite très largement ce rayonnement dont le seuil respecte la norme au-delà de l’enceinte. » Mais ce n’est pas un béton classique qui est mis en œuvre dans ce cas précis. Pour limiter les rayonnements, on utilise du béton lourd. « Dans sa conception, on va chercher à augmenter sa densité, à le rendre plus compact. Pour cela, des matériaux aux taux d’oxyde de fer élevés sont utilisés comme les barytes, les hématites ou encore les magnétites qui permettent d’atteindre aisément des densités de 3,5 à 4 contre 2,35 pour un béton standard. Ces granulats proviennent principalement d’Afrique du Sud ou du Nord de l’Afrique, ce qui explique le coût important de ces bétons lourds : 10 à 20 fois le prix d’un béton standard ! Selon les provenances, les applications et les performances recherchées ».
 

Et si tout le monde peut le produire, il y a tout de même quelques précautions à prendre du fait, justement de sa densité. « Si habituellement, dans un malaxeur, on produit 2 m3 de béton, il faudra en produire deux fois moins, dû à sa densité supérieure. Pour la même raison, on veillera à limiter la charge de livraison dans un camion-toupie (3 m3 de béton au lieu de 7,5 m3 habituellement emportés). » Enfin avec ces bétons lourds, Pierre-Antoine D'argento tient à indiquer qu’il existe des caractéristiques thixotropes : « Le produit est "fluide" lors de sa production, le reste pendant le malaxage de la phase de transport. Au repos, ce béton a la capacité à se figer, puis redevenir fluide dès qu’on recommence le malaxage, puis à se figer à nouveau... ». Cette caractéristique demande une grande maîtrise de la part des producteurs de béton. Voici donc les secrets de la recette !


Dans les centrales nucléaires, le béton résiste à tout…

 

Autres enceintes, autres risques, autres nécessités… Dans une centrale nucléaire, le rôle-clé du béton est d’assurer le confinement. « L’édifice clé est le bâtiment où est placé le cœur du réacteur, décrit Benoît Masson, responsable du domaine génie civil pour le parc existant chez EDF. Il est de forme cylindrique avec un dôme hémisphérique et peut faire entre 60 et 90 000 m3. Il s’agit de béton précontraint dont l’épaisseur de voile peut aller de 90 cm à 1,20 m. » Et en priorité, cette fois, ce ne sont pas les rayonnements que l’on cherche à limiter puisqu’ils sont déjà limités par la cuve métallique. « Ici ce sont des bons bétons avec des propriétés de fluage (déformation lente que subit un matériau soumis à une charge constante et permanente) les meilleures possibles. Le fluage diminue l’effort de précontrainte nécessaire pour lutter contre la pression qui se développerait en cas d’accident. »

Il est aussi important, selon Benoît Masson, que ces bétons soient le plus étanches à l’air possible : « Nous recherchons des bétons avec une porosité la plus fermée possible. Tous les 10 ans, nous contrôlons ce critère d’étanchéité. Nous mettons l’enceinte sous pression et nous vérifions que le taux de fuite respecte le critère défini, soit 1,5% de la masse d’air contenue dans l’enceinte à la pression d’accident. » Et si cela est nécessaire, il est possible d’améliorer l’étanchéité. « Nous utilisons des revêtements étanches à base de résine époxy qu’on vient appliquer sur le béton pour le renforcer. »
De nombreux risques sont pris en compte dans le dimensionnement de l’ouvrage comme « un fonctionnement accidentel avec une hausse de la pression, le chargement sismique, le risque d’explosion interne avec libération d’hydrogène, l’explosion externe ou encore l’attentat avec la chute d’un avion. Dans tous ces cas, le dimensionnement de la structure en béton est conçu pour résister et assurer la sécurité des personnes. »

 

… et le matériau ne cesse d’évoluer


Les centrales et leur enceinte de confinement sont prévues pour une durée de fonctionnement de 60 ans. « La cuve du circuit et l’enceinte de confinement sont les deux composants non remplaçables d’une centrale. Une fois qu’on atteint la date limite d’un de ces composants, on démantèle la centrale. » A chaque contrôle décennal, EDF doit démontrer que la centrale est en capacité de fonctionner 10 ans de plus. Avec l’ASN (Autorité de Sureté Nucléaire),  une démarche d’’amélioration continue est menée. Et le béton lui aussi évolue. « Par exemple, la centrale de Civaux au début des années 90 nous a permis de faire un saut technologique avec le béton à haute performance à plus de 60 MPa. » Et la recherche continue pour renforcer la sûreté des structures existantes. « Nous envisageons des accidents où il y aurait fusion du cœur avec de la lave qui s’écoulerait au fond du bâtiment. Pour refroidir cette lave en fusion, nous étudions des formulations de béton qui, sous l’effet de la chaleur, seraient capables de libérer un maximum de gaz pour pulvériser cette lave en fusion et ainsi permettre un abaissement des températures. » Des études sont aussi menées pour les futures structures. « Une solution un peu en rupture pourrait se développer, celle du steel concrete, qui permet une préfabrication importante et un important gain de temps. »

 

Le béton assure aussi votre sécurité sur les routes

 

Sur les routes, Pierre-Antoine D’Argento vante les différents usages du béton pour nous protéger. « Il est d’abord présent avec les glissières de sécurité en béton dimensionnées pour faire glisser le véhicule en cas de collision. » Ces équipements peuvent alors faire de 80 cm à 2 m de haut pour ainsi protéger les camions. Le béton de la chaussée de certains tunnels est lui aussi singulier. « Ce sont des matériaux clairs, encore peu nombreux en France. C’est le cas, par exemple, dans le tunnel du Sinard sur l’A51. Grâce à la clarté apportée par le béton par rapport à un revêtement classique, la sécurité des automobilistes est mieux assurée grâce à une meilleure visibilité. » Enfin, des couches de béton spéciaux dits « drainants » sont utilisées sur certaines voiries pour favoriser l’absorption d’eau dans le milieu naturel et limiter les risques liés aux écoulements ou aux inondations.


Et il fait même barrage aux avalanches

 

Sur les routes de montagne, vous avez peut-être repéré ces sortes de casquettes qui surplombent la chaussée. Ce sont les paravalanches. Le béton utilisé pour stopper les coulées de neige et éviter les accidents est un béton formulé contre le froid et le gel. Ce sont certes des bétons de niche mais qui commencent à devenir de grands classiques pour les producteurs locaux de Savoie, de Haute-Savoie ou d’Isère. Ce béton spécifique a été allié à la pierre sur le paravalanche du Taconnaz dans la vallée de Chamonix. Un ouvrage colossal capable de retenir jusqu’à 1 million de m3 de neige !


On se réchauffe grâce au béton !

 

Enfin, dans la large palette des usages et bénéfices, il existe également un béton capable de vous protéger du froid. Il s’agit du BIS, le béton isolant structurel. Et pour Pierre-Antoine D’Argento, en fonction des zones de construction, le matériau permet même de s’affranchir de l’isolant. « Lorsqu’on est dans le Midi par exemple, on peut tout à fait se satisfaire d’un BIS. En Auvergne Rhône Alpes, un calcul précis permet le dimensionnement de l'isolant, à l’extérieur ou à l’intérieur. C’est tout de même une belle avancée puisque cela permet de réduire la structure isolante avec un gain de surface habitable et un gain thermique. » Le BIS peut être utilisé pour tous types de bâtiments et démontre l’étendue du travail de recherche et développement des entreprises du secteur…
Enfin, la mousse isolante, à base de liant hydraulique, sera parfaite pour l'aménagement de combles ou matériaux creux (blocs béton par exemple). Gain de place, de poids, coefficient thermique performant, ce produit répond aux exigences élevées des récentes réglementations.

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