Les bétons spéciaux : Béton apparent

5 Juillet 2019
 

Généralités

On désigne par béton apparent toute surface de béton horizontale ou verticale qui reste visible et doit donc satisfaire à des critères esthétiques plus stricts.
On distingue fondamentalement deux modes de réalisation de surfaces en béton apparent. Dans un cas, on utilise le coffrage comme élément de structuration de la surface. Dans l’autre, la surface est retravaillée après le décoffrage. Dans les deux cas, la pigmentation du béton peut être une caractéristique esthétique supplémentaire.

Pour obtenir des surfaces apparentes d’aspect régulier, l’état des coffrages, la composition et la fabrication du béton ainsi que sa mise en place doivent satisfaire à des critères extrêmement exigeants :

  • type et matériau pour la peau du coffrage
  • nombre d’utilisations et état de propreté du coffrage
  • joints de travail (arrêts et reprises de bétonnage)
  • rigidité du système de coffrage
  • quantité et type d’huile de décoffrage
  • composition et fabrication du béton
  • mise en place et compactage du béton
  • conditions météorologiques lors de la réalisation et de la cure.


La norme NBN B15-007 traite de l’aspect esthétique du béton apparent et comprend des exigences pour les caractéristiques visuelles, telles la texture, le nombre et la dimension des bulles d'air et l’homogénéité de la teinte. Elle offre la possibilité de spécifier et évaluer objectivement des exigences d'un point de vue esthétique.

Malgré tout le soin apporté au choix des constituants, à la composition et à la fabrication des bétons, il faut toujours garder à l'esprit l’origine naturelle des matières et leurs imperfections potentielles.
 

Constituants

Ciment
Tous les ciments conformes à la norme NBN EN 197-1 conviennent en principe à la fabrication de béton apparent. Comme la couleur du béton à la surface est influencée par celle du ciment, ainsi que par celle de la classe granulaire fine, il ne faudrait changer ni de type de ciment ni de centrale de béton prêt à l’emploi pendant l’exécution d’un ouvrage.

  • Le ciment Portland (CEM I) produit des surfaces de béton d’un gris caractéristique.
  • Le ciment blanc est un ciment ayant fait ses preuves dans la fabrication d’éléments en béton remplissant une fonction esthétique. Sa couleur blanche en fait également une excellente base pour la fabrication de bétons teintés.
  • Le ciment de haut fourneau (CEM III) confère aux surfaces de béton une teinte nettement plus claire, après séchage, que le ciment Portland traditionnel grâce au laitier de haut fourneau qu’il contient. Les nuances typiques de couleur bleue-verte que l’on observe après le décoffrage disparaissent d’ellesmêmes après séchage.


Eau
L’ eau du réseau ou l'eau de puits peuvent être utilisées pour la fabrication du béton apparent. En revanche, les eaux de lavage recyclées doivent être évitées en raison de leur influence possible sur la coloration et sur les autres propriétés du béton.

Granulats
Le béton apparent situé à l’extérieur doit résister au gel et aux intempéries, ce qui implique la sélection de granulats non gélifs. La couleur du béton apparent est influencée non seulement par le ciment mais aussi par la couleur des classes granulaires fines. Lorsque la surface apparente est travaillée après décoffrage, la couleur des classes granulaires supérieures a aussi son importance. Par conséquent, il faut veiller à ne pas faire varier l'origine des granulats pendant la réalisation d’un ouvrage en béton apparent.

Adjuvants
Les plastifiants et superplastifiants permettent d’obtenir une consistance plus fluide, et par là une meilleure ouvrabilité du béton, sans modifier le dosage en eau. Les adjuvants n’ont aucun effet direct significatif sur la couleur du béton apparent. Les adjuvants peuvent également être utilisés pour réduire le rapport E/C tout en maintenant une consistance donnée, ce qui permet d’améliorer maintes propriétés du béton durci, mais modifie aussi légèrement la teinte des surfaces du béton. En effet, un béton contenant moins d’eau aura une teinte plus foncée après durcissement.

Ajouts et additions
Les principaux ajouts et additions utilisés dans la formulation des bétons apparents sont le filler minéral et les pigments, qui servent à teinter le béton (voir chapitre 1.5).
 

Composition du béton

L’expérience a montré qu’il s’avère judicieux de ne pas abaisser le dosage en ciment des bétons apparents en-dessous de 350 kg/m3.

Le rapport E/C devrait être choisi le plus bas possible afin de limiter les remontées d’eau.

La teneur en fines (comprenant le ciment, les additions et les éléments fins des granulats) doit au moins atteindre les valeurs indiquées au tableau 1.3.4. La granularité doit être continue.

Consistance
Une consistance adéquate constitue une condition indispensable à la mise en oeuvre du béton apparent. Les classes de consistance S3 et S4 sont appropriées afin d’assurer l’enrobage complet des armatures.
 

Fabrication et mise en œuvre du béton

Le premier point à relever est que le rapport E/C doit être le même pour chacune des gâchées, quel que soit le taux d’humidité des granulats car une variation de +/- 0,02 de ce rapport entraîne déjà des différences de teinte visibles à l’oeil nu sur des surfaces lisses. En outre, la durée de malaxage du béton apparent devrait si possible être toujours identique (au moins 50 secondes). Idéalement, la température du béton frais, qui influence la réactivité du ciment, devrait également être la même, car une différence de vitesse d’hydratation peut entraîner des différences de couleur.

Le compactage doit être réalisé de manière régulière, pas trop intensive et par petites couches. On veillera particulièrement à ne pas faire vibrer les armatures de façon à éviter les différences de teintes locales.

D’une manière générale, les conditions météorologiques au moment de la mise en place du béton jouent un rôle plus important pour le béton apparent que pour les autres bétons. L’hydratation du ciment est une réaction chimique qui est plus rapide lorsque les températures sont élevées et qui ralentit lorsqu’elles sont basses. Le degré d’hydratation est en outre aussi fonction de l’humidité ambiante. Ainsi, le béton n’aura pas la même couleur s’il s’hydrate pendant une période froide et sèche ou, au contraire, chaude et humide. Les variations d’humidité de l’air influencent également l’humidité de la peau du coffrage, ce qui se traduit par des variations de couleur de la surface du béton.
Toutes ces raisons font que la météo n’est pas sans importance pour la réalisation d’un ouvrage en béton apparent.

Décoffrage
Au moment du décoffrage du béton apparent, il faut s’assurer que tous les éléments sont restés coffrés pendant une même durée (voir chapitre 2.8). En outre, chaque partie d’ouvrage coulée d'un seul tenant devrait être décoffrée en une fois.

Les surfaces décoffrées doivent rester libres (pas d’appui d’éléments de coffrage), afin d’éviter l'apparition de taches.

Les voiles en béton apparent ne devraient pas être décoffrés avant ou pendant de fortes précipitations, et ils ne doivent en aucun cas être aspergés d’eau juste après avoir été décoffrés. Le rythme du décoffrage doit également être choisi en sorte que tous les éléments restent coffrés pendant une même durée. A cet égard, il faut également prendre en compte les congés de fin de semaine et les jours fériés.

Protection du béton
La protection du béton de parement poursuit principalement les deux objectifs suivants :

  • garantir une hydratation homogène de la zone de surface du béton pour une bonne régularité de la teinte
  • protéger la surface de béton de parement et l’armature de raccordement des précipitations.


Pour le béton de parement, les mesures de protection suivantes sont recommandées :

  • recouvrement des surfaces de béton décoffrées avec des films plastiques en tant que protection contre l’évaporation (éviter le contact direct du film avec le béton, prévenir l’effet de cheminée, pas de bandes collantes pour fixer les films)
  • maintien de l’humidité mais sans condensation de l’eau, pour éviter des efflorescences (par exemple libérer les coffrages mais sans les retirer)
  • protection des arêtes et angles contre des dégâts mécaniques
  • ne pas exposer les surfaces de béton de parement directement aux fortes pluies ou ne pas les asperger avec de l’eau
  • étude soigneuse de l’évacuation d’eau des surfaces de façade dans les zones exposées aux intempéries et les acrotères
  • emballage des armatures en saillie (armature de raccordement) avec une feuille de plastique afin d’éviter les coulures de rouille.


Conception des surfaces

Les surfaces peuvent être conçues non seulement par le choix de la peau de coffrage et la disposition des joints et points d’ancrages, mais aussi par d’autres moyens, par exemple :

  • les empreintes
  • le traitement de surface
  • le béton coloré.


Empreintes
Un effet particulier architectonique est obtenu à l’aide des empreintes individuellement structurées (fig 3.4.6 et 3.4.8), insérées dans le coffrage ou posées sur le béton frais. Les possibilités de création vont d’une surface avec imitation de pierres naturelles jusqu’aux images produites sur la surface par des effets d’ombres et de lumières.

Traitement de surface
Il existe plusieurs techniques de traitement de surface des bétons, dont les principales sont reprises dans le tableau 3.4.1.
Une bonne maitrise de ces technique est requise afin d'assurer une uniformité du résultat.
Lors du traitement des surfaces il faut veiller à conserver l’enrobage minimal d’armatures exigé et à choisir des écarteurs appropriés afin qu'ils n'apparaissent pas à la surface du béton.

traitements de surface du beton apparent
Tab 3.4.1 Traitements de surface du béton apparent


Béton coloré
Normalement, le béton coloré est confectionné avec du ciment blanc, coloré à l’aide de pigments. La coloration peut être soutenue par l’emploi d’un granulat coloré, mis à jour par un traitement ultérieur de la surface du béton. Les bétons fabriqués avec des ciments gris peuvent également être colorés, mais l’effet sera moins pur et lumineux. L’intensité de la coloration dépend du dosage et de la qualité des pigments. Pour obtenir la coloration la plus intense possible, il faut doser les pigments jusqu’à saturation (teneur en pigments de l’ordre de 3 à 6% en masse de la teneur en ciment).
Les pigments sont ajoutés sous forme de granulés, de poudre ou de liquide. Un traitement hydrofuge des surfaces de béton coloré est recommandé.

 
beton colore coule dans un coffrage matrice
Fig 3.4.1 Béton coloré coulé dans un coffrage matrice

 

facade en beton apparent brut
Fig 3.4.2 Façade en béton apparent brut

 

structure matricee du voile obtenue par un coffrage en planches de bois
Fig 3.4.3 Structure matricée du voile obtenue par un coffrage en planches de bois

 

immeuble dhabitation
Fig 3.4.4 Immeuble d'habitation

 

beton desactive
Fig 3.4.5 Béton désactivé

 

escalier en beton imprime
Fig 3.4.6 Escalier en béton imprimé

 

sol en beton decoratif
Fig 3.4.7 Sol en béton décoratif

 

beton imprime
Fig 3.4.8 Béton imprimé

 

beton poli
Fig 3.4.9 Béton poli

 

beton boucharde
Fig 3.4.10 Béton bouchardé

 

batiment en beton colore
Fig 3.4.11 Bâtiment en béton coloré