LE POMPAGE

1. LE POMPAGE DES BETONS Version du 3 décembre 2008

2. Plan de la présentation • Généralités, atouts du pompage • La prévention des bouchons • Conseils pour formuler des bétons pompables • Aspects technologiques • Exemples • Classiques • exceptionnels

3. Généralités Bras

5. Atouts • Rapidité de mise en place du béton • Accessibilité aux coffrages - Flèches de grandes portées : 20 à 50 mètres • Qualité du bétonnage - Homogénéité des propriétés à l’état frais du béton - Homogénéité des parements • Meilleure visibilité du bétonnage par le pompiste (équipé d’une radiocommande) par rapport à un grutier (à poste fixe)

6. La prévention des bouchons • Pour être pompable un béton doit avoir certaines qualités (homogéneité, non ségrégeable) et être pompé avec un matériel et un mode opératoire adaptés. • Sinon risque de formation de bouchons : • Bouchons au démarrage • Bouchons en cours de pompage • Bouchons en phase de redémarrage • Bouchon en phase de nettoyage

7. Bouchons au démarrage • Mécanisme : Bouchon Béton s’écoulant normalement

8. Bouchons au démarrage • Prévention Les bouchons seront d'autant moins probables que : • le béton sera résistant àla ségrégation • la teneur en sable sera élevée • le module de finesse du sable sera élevé (compris entre 2,2 et 2,5) • l'amorçage du circuit sera fait avec un débit faible • la barbotine sera dense • on évitera de mélanger le béton et la barbotine dans la trémie • pendant la phase d’amorçage on réduit le débit de la pompe.

9. Amorçage (cf. Brochure du SNPB « Amorçage des pompes à béton »)

10. Bouchons en cours de pompage • Causes : • Non respect de la taille maximale des granulats • Variation de la vitesse de pompage • Perturbations géométriques • Ségrégation du béton • G/S élevé • Présence d’un élément étranger • Prévention : • Minimiser les causes d’apparition • Brassage énergique avant déversement dans la pompe

11. Bouchons en phase de redémarrage • En cas d’arrêt du pompage : • Risque de sédimentation provoquant un bouchon • Prévention : éviter les bétons ségrégeables

12. Bouchons en phase de nettoyage • Nettoyage à l’eau à l’aide d’un bouchon de séparation • Si l’étanchéité du bouchon de séparation n’est pas totale, risque de délavage du béton par l’eau • Il faut donc un obus de séparation le plus étanche possible.

14. Conseils de formulation des bétons vis-à-vis du pompage • Un béton n’est pas intrinsèquement pompable ou non pompable : cela dépend également du matériel utilisé pour le pomper. • Le pompage nécessite des bétons homogènes (qui ne ségrègent pas, qui ont une vitesse initiale de ressuage faible).

15. En règle générale, les bétons sont pompables lorsque: • Le dosage en fines est suffisant (de l’ordre de 380 kg minimum d’éléments inférieurs à 80µm), • Un module de finesse des sables compris entre 2,2 et 2,5 • Un G/S pas trop élevé (tous les BAP sont pompables), • Un diamètre maximal des granulats ne dépassant pas le quart du diamètre des tuyauteries, • Une adjuvantation adaptée afin de maîtriser le ressuage et la durée pratique d’utilisation. • Il faut noter que l’emploi d’entraîneur d’air rend le pompage plus difficile et nécessite une étude spécifique.

16. Le ressuage • Le ressuage est la remontée d’eau sous l’effet du tassement gravitaire du béton avant prise ; • On pourrait penser que le ressuage naturel protège le béton de la dessiccation; • Mais il conduit à un excès d’eau en surface nuisible à la qualité du béton de surface ; • Et il est toujours accompagné d’un tassement plus ou moins marqué qui peut poser des problèmes importants en réalisation.

17. Ressuage et pompage • Pour le pompage, plus le ressuage initial est important et moins le béton est pompable. • Important pour les installations fixes qui ont une grande longueur de tuyauterie.

18. Essai de ressuage [thèse Josserand]

19. A-A A A Essai de ressuage – mesure par la technique des sillons [Josserand] Cas des diamètres < 80 mm Cas des diamètres > 80 mm

21. Aspects technologiques • La technique de pompage du béton consiste à refouler, par l’intermédiaire d’une pompe, le béton dans une tuyauterie. • Il existe des pompes automotrices à tuyaux ou à flèches de répartition et des pompes stationnaires plus spécialement utilisées en poste fixe sur des chantiers de Génie Civil de longue durée. • Les pompes sont de deux types : • À piston • À rotor • Nota : Le débit courant des pompes varie entre 20 et 150 m3 par heure

22. Pompes à piston • Deux ensembles piston-cylindre travaillant en alternance - le premier aspire le béton depuis la trémie, - le second refoule la charge dans le tuyau de transport. Film sur la pompe à piston [Nécessite Quicktime]

23. Pompes à rotor • Un système de galets pousse le béton et le fait circuler. Film sur la pompe à rotor [Nécessite Quicktime]

24. Mixopompe

25. Pompe automotrice

26. Choix du matériel • Le choix du matériel de pompage est fonction : ● du type de béton ● de la configuration du chantier (contraintes d’accessibilité du point de bétonnage pour définir la longueur de la flèche, longueur de tuyaux…), ● et de la cadence de bétonnage souhaitée. • Pour augmenter les cadences, par exemple dans le cas du coulage d’un tablier de pont, suivant le plan de bétonnage, plusieurs pompes peuvent être mises en place. • La longueur de flèche doit être adaptée aux caractéristiques géométriques de l’ouvrage et à l’emplacement de la ou des pompes.

27. Le choix du débit de la pompe est fonction des méthodes d’éxécution de l’entreprise qui met en œuvre le béton en intégrant la capacité de production de la centrale de chantier ou de la centrale B.P.E. et du nombre de camions malaxeurs affectés à l’approvisionnement du chantier. • Le choix du pompage dans la méthode de réalisation doit être prévu le plus en amont possible de manière à en minimiser les coûts.

28. Essai de convenance • Dans la majorité des chantiers d’ouvrages d’art, un essai de convenance est nécessaire pour valider la pompabilité de la formule de béton dans le contexte du chantier. Il est toutefois conseillé pour tous les chantiers ayant des applications particulières du pompage. • Cet essai permet d’optimiser à la fois la composition du béton (ouvrabilité, consistance), la capacité de débit de la pompe, la configuration des installations ainsi que le mode opératoire du pompage.

29. Consignes de sécurité • Le positionnement de la pompe doit prendre en compte son environnement au sol, le gabarit aérien disponible ainsi que les contraintes de coulage. Les consignes de sécurité concernent : • les risques électriques • la stabilisation du sol • la sécurité au sol dans l’environnement immédiat de la pompe • les équipements de protection individuels • la sécurité du personnel évoluant sur l’ouvrage

30. La norme NF EN 12001 • Publiée en France par l’AFNOR en août 2004, la norme européenne NF EN 12001 de décembre 2003, intitulée « Machines pour le transport, la projection et la distribution de béton et mortier par tuyauterie » - Prescription de sécurité • « La présente norme spécifie les mesures techniques appropriées à prendre pour éliminer ou réduire les risques dus aux phénomènes dangereux significatifs »

31. Risques électriques Mais, la norme NF EN 12001, n’évoque pas les risques électriques aériens. Le SNPB à donc mis au point un ensemble de documents • questionnaire de prise de commande • évaluation de sécurité pour déterminer la nature des risques, indiquer les mesures prises pour y répondre. En cas de risque électrique : obligation de suspendre la livraison