Le renforcement des matériaux de maçonnerie existe depuis des milliers d’années. L’addition de fibres organiques sous forme de cheveux ou de foin permettait d’amélioré la ductilité des glaises ou de la terre et ainsi permettre l’érection de murs qui ne s’effondraient pas à la construction. Aujourd’hui, le béton renforcé de fibres est utilisé d’une part pour améliorer la ductilité du béton, le renforcer comme les barres acier, et surtout réduire la fissuration. « En effet, les fibres ont la particularité de diffuser les contraintes en micro fissures car agissant dans toutes les directions, alors que les aciers traditionnels ne fonctionnent que dans deux directions, celles des barres », explique Alexis Borderon, Directeur technique de ConCribe (*), « le béton fibré résulte en nombreuses micro fissurations souvent non visibles, alors que les aciers montrent peu de fissures qui sont malheureusement visibles ». Rappelons qu’il existe trois familles de fibres : les fibres aciers, les fibres synthétiques (fibres polypropylène et basalte) et les fibres organiques. « Seules les deux premières familles sont considérées à l’usage structurel et donc permis par les normes en cours », précise-t-il.
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Interrogé sur les avantages et inconvénients des différentes familles de fibres, Alexis Borderon souligne que « les fibres aciers offrent de bonnes propriétés mécaniques donc structurelles à dosage élevé. Elles permettent ainsi de remplacer souvent totalement les aciers structurels dans les parties en béton soumises à des contraintes de flexion par exemple. Les fibres aciers ont un nombre de fibres par kilogramme assez limité, leur domaine d’utilisation optimal est donc à dosage élevé. Les fibres polypropylène sont largement utilisées pour les structures supportées, dalles et fondations, mais aussi pour des solutions hybrides - aciers + fibres - qui permettent de réduire le volume de barres aciers en additionnant des fibres PP. Le nombre de fibres par kilogramme est important, leur domaine d’utilisation est donc à faible dosage. Les fibres basaltes sont nouvelles sur le marché. Elles combinent un grand nombre de fibres par kilogramme et une forte performance mécanique. Elles peuvent ainsi être utilisées à faible et haut dosage ».
Une alternative au ferraillage classique
Les fibres sont utilisées depuis 25 ans comme une alternative au ferraillage traditionnel dans de nombreuse structures supportées, telles que dalles et fondations. Aujourd’hui, des normes internationales comme le FIB ou EN 812310 permettent l’utilisation des fibres dans les structures porteuses. Les calculs se basent entièrement sur les propriétés mécaniques des bétons fibrés. La nouvelle génération de béton fibré BFUP permet non seulement de remplacer le ferraillage mais aussi de réduire les sections.
La "fibre de demain" ?
« Le coût de l’acier et son empreinte CO2 ont plus ou moins propulsé l’usage des bétons fibrés en 2021 », ajoute A. Borderon, « la tendance est clairement à l’usage de solutions hybrides fibres + aciers, qui permettent de composer des sections plus fines et plus résistantes structurellement, tout en restant économiquement viables par rapport à des solutions BFUP chères. Les fibres de demain seront légères, de grande résistance en traction et avec un volume important de fibres au kilogramme. Elles auront aussi une densité proche de celle du béton, afin de faciliter le dosage donc la production », conclut-il.
(*) ConCribe agit sur plusieurs domaines à la fois : composition des bétons ; analyse structurelle ; dimensionnement du béton de fibres pour un type de fibre donné ; tests mécaniques en laboratoire ; rapports d’études ; prescriptions d’exécution ; support technique.
