Organes centraux du terminal méthanier de Dunkerque en cours de construction (lire « Le Moniteur » du 18 juin 2013, p. 40), les trois réservoirs géants (190 000 m de capacité de stockage par unité) sont des ouvrages très robustes. Les exigences poussées sur le béton qui constitue la totalité de leur structure (radier, enceinte, dôme) ont exigé un an d’études de formulation. Pour Bouygues Travaux publics, titulaire du génie civil, il s’agissait de trouver la formule capable de répondre à une triple exigence de durabilité, de résistance mécanique et de faible chaleur d’exothermie, afin notamment d’éviter la réaction sulfatique interne, une des maladies graves du béton. Un béton à base de ciment CEM III (à forte teneur en laitiers) aurait a priori pu concilier ces exigences. Mais la teneur en ions chlorures d’un tel ciment étant supérieure à celle que pouvait admettre le béton des enceintes du fait de sa mise en précontrainte (taux de chlorure inférieur à 0,2 %), les équipes de Bouygues TP se sont orientées vers un ciment CEM I. Pour limiter la forte chaleur d’exothermie inhérente à ce type de ciment, constitué d’au moins 95 % de clinker, l’entreprise l’a additionné de 30 % de cendres volantes, « qui ont le bénéfice de ne pas apporter d’ions chlorures », comme le précise Maryline Verbauwhede, l’experte ès « béton » de Bouygues Construction. Soit un dosage en liant équivalent (400 kg/m) permettant d’atteindre la classe de résistance mécanique (C50) visée. Une formule qui permettait également de satisfaire aux indicateurs de durabilité (diffusion des ions chlorures, porosité à l’air, perméabilité à l’eau) et aux contraintes thermiques : température maximale inférieure à 65 °C au cœur de l’ouvrage, et différence de température entre le cœur et la surface inférieure à 40 °C.
Contraintes de mise en œuvre
Ces exigences de formulation ont été doublées d’un impératif de planning. « Pour tenir des cadences élevées, les bétons devaient atteindre une résistance de 15 à 18 MPa à douze heures, afin d’être décoffrés le lendemain de leur coulage », précise Maryline Verbauwhede. Ils devaient être également suffisamment fluides pour pouvoir être pompés et coulés dans de fortes densités d’armatures. Pour concilier cette bonne ouvrabilité avec une forte résistance mécanique au jeune âge, des caractères qui semblent antagonistes, Bouygues TP a fait appel, suite à une préétude de qualification du couple ciment-adjuvants, à une adjuvantation précise mêlant un plastifiant (Prelom 500 de BASF CC) pour assouplir le béton et améliorer sa robustesse, et un superplastifiant (le Glenium Sky 671 de BASF CC), pour atteindre la rhéologie recherchée, soit deux heures sur des bétons fluides de type S4.
