1.  A quelles fins?


Le bétonnage sous l’eau est appliqué pour la construction de puits profonds, d’installations portuaires, de piles de ponts, ou encore lorsqu’on a affaire à une fouille sans abaissement de la nappe. Il est également très utilisé pour réparer les murs de barrage sans qu'il soit nécessaire de le vider .

2.  Conditions


On procède à des bétonnages sous l’eau aussi bien dans des eaux calmes que dans des eaux en écoulement. Le béton doit présenter une bonne cohésion, ne pas être sujet au démélange et ne pas être facilement délavable. Pour réduire les pertes de béton à un minimum, on le met en place au moyen d’un tube plongeur ou d’une pompe à béton, plongeant dans le béton frais. Il est très fréquemment qu’il y aie une décohésion de matériau lors du bétonnage sous l'eau avec un béton formulé et fabriqué de façon traditionnelle ; il se produit une séparation du mortier et des gravillons et un lessivage de la laitance. Pour palier à ce problème on y ajoute lors de sa fabrication un additif, le colloïde actif par exemple, permet de limiter très sensiblement ces problèmes de décohésion. Nous appelons aussi ce type de béton le béton colloïdal De plus le béton devra présenté une bonne ouvrabilité, c'est-à-dire une bonne l’aptitude du béton à être mis en œuvre (elle est déterminée pour la plupart des béton par l’affaissement au cône d’Abrams) et ce, pour assurer la meilleur compacité possible.

3.  Deux méthodes de coulage



Il existe principalement deux méthodes pour couler le béton sous l'eau :

3.1  La méthode ancienne

Cette méthode est quasi inutilisée de nos jours, consistait à descendre le béton dans une benne qui était ouverte dans l'eau au niveau de la couche à bétonner. Cette méthode, très pénalisante du point de vue décohésion du béton, nécessitait des dosages en ciment et éléments fins très élevés (au moins 450 kg par m3 de béton) et ne conduisait que rarement à de bons résultats en place : béton hétérogène et peu compact ;

3.2  La méthode à la goulotte ou par tube plongeur

La méthode à la goulotte, désormais généralisée, se rapproche de celle utilisée pour le coulage du béton des fondations profondes. La goulotte utilisée est constituée en partie supérieure par une trémie de remplissage, puis par un ou plusieurs tubes rigides et lisses à l'intérieur (diamètre intérieur d'environ 6 fois celui du plus gros granulat) et de faible longueur (environ 3 m), et un tube de reprise de bétonnage et d'amorçage (dispositif permettant d'évacuer l'air emprisonné sous le bouchon lors de l'amorçage). Par tube plongeur, il est recommandé de ne pas dépasser des surfaces de bétonnage de 28 m2 en caisson rectangulaire et de 14 m2 en caisson circulaire.


4.  Deux types de béton



4.1  Béton immergé traditionnel

Pour limiter le délavage d'un béton coulé sous l'eau, certaines règles doivent être adoptées dans le choix des constituants et la composition du béton. L'ouvrabilité du matériau devra être privilégiée pour conduire à la meilleure compacité en place par simple serrage gravitaire. En effet, pour des raisons pratiques, le béton coulé sous eau ne peut être serré par vibration. S'il est nécessaire de disposer au minimum de 425 kg de fines inférieures à 80 µm par mètre cube de béton en place pour assurer la bonne tenue du matériau frais, les conditions d'environnement de l'ouvrage doivent également être prises en compte pour les choix et dosages du ciment. Les additions d'éléments fins nécessaires pour atteindre la quantité minimale de 425 kg/m3 peuvent être d'origines diverses : laitiers vitrifiés moulus de haut-fourneau, cendres volantes de houille, additions calcaires, fumées de silice ou fillers siliceux. En général, il conviendra de retenir les additions qui améliorent l'ouvrabilité du béton. Au niveau des sables, il est conseillé d'utiliser un sable roulé présentant une granulométrie continue dont le module de finesse est compris entre 2,3 et 2,7. Pour les gravillons, le diamètre des plus gros éléments sera inférieur à 40 mm, et leur dosage sera tel que le rapport sable/gravillon (S /G ) soit compris entre 0,85 et 0,95.

Du point de vue adjuvantation, deux types d'adjuvants pourront être utilisés :

  • Les plastifiants réducteurs d'eau, pour obtenir des bétons très plastiques (affaissement au cône d'Abrams de l'ordre de 15 cm au coulage) tout en travaillant avec des rapports E /C ne dépassant pas 0,50 à 0,55 (C étant la quantité de ciment ou de liant équivalent) suivant les conditions d'environnement de l'ouvrage.;
  • Un retardateur de prise permettant au béton de conserver sa plasticité et son bon écoulement lors de la formation du bulbe sous l'eau, jusqu'à remplissage complet du moule.

4.2  Le béton colloïdal

Ce béton est le plus couramment utilisé pour les coulées sous eaux. Comme tout béton hydraulique, il doit présenter une capacité à retenir l'eau et un seuil de cisaillement élevé. L'incorporation de colloïde actif permet d'obtenir un béton gras et collant, plus facile à pomper qu'un béton ordinaire et présentant un retard sensible de prise. Le serrage du béton avec addition de colloïde actif (encore dénommé hydrobéton ) peut se réaliser sans vibration. Cependant, ce béton nécessite une précaution particulière à la fabrication : l'additif colloïde doit être introduit dans un béton déjà dosé en eau et pré-malaxé.
Il existe deux types d'hydrobétons :

  • L'hydrobéton de type étanche pour lequel la structure même du béton empêche l'eau de pénétrer par capillarité.
  • L'hydrobéton de type perméable pour lequel la structure caverneuse permet de drainer les eaux tout en résistant au délavage.




5.  Mise en application: Réparation de barrage



La technologie de bétonnage subaquatique se déroule de la manière suivante: tout d'abord un coffrage est placé, par des plongeurs, contre le mur endommagé. Un tuyau déverse ensuite du béton liquide à travers un orifice du coffrage. L'eau est simultanément évacuée à travers d'autres orifices.

Pour que ce procédé fonctionne, il est nécessaire que ce béton spécial soit fluide, possède une très bonne cohésion et se solidifie seul.

Grâce à ce nouveau procédé de réparation, non seulement il ne faut plus vider le barrage, mais en plus, le fonctionnement d'une éventuelle centrale hydro-électrique pouvant se trouvé en bas du barrage reste asssuré.

6.  Commentaires




7.  Questions




8.  Bibliographies



Sources Internet


ouvrages



  • Jacques BARON & Raymond SAUTEREY, Le béton hydraulique: connaissance et pratique, Ponts formations édition, 1982.