La place du sable dans le béton

Imaginez un mélange homogène de matériaux constitués de gravillon, de ciment et d'eau et dosés à des proportions correspondantes à une formulation classique selon Dreux. C'est-à-dire un mélange des matériaux constituants le béton, mais sans sable. Serait-ce un béton? La réponse est oui! Mais un béton de très mauvaise tenue et inutisable pour un ouvrage sérieux de génie civil. Pourquoi, parce justement, il manque de sable. Ce matériau granulaire, naturel et dont la dimension ne dépasse guère les 5 millimètres. Dans ce qui suit, il sera démontré le caractère indispensable du sable dans la fabrication du béton utilisé dans la construction.

En réalité le matériau obtenu après durcissement du mélange ci-dessus décrit serait un mauvais béton pour à plusieurs titres:

Physiquement d'abord: le brut de décoffrage d'un tel béton serait pourvu d'inombrables nids d'abeilles sans forme qui vont inéluctablement ternir l'aspect et l'esthétique de l'ouvrage obtenu.

D'un point de vue mécanique, un tel béton serait poreux, très perméable, de très faible densité et surtout de résistance à l'écrasement très faible à cause de l'importance de l'indice des vides du matériau. De plus, s'il est armé, ces armatures seraient fortement exposées à la corrosion quelle que soit la classe d'exposition de l'ouvrage.

De ces observations, il s'ensuit que les grains de sable ont une fonction essentielle sur l'une des caractéristiques mécaniques du béton. Les grains de sable ont donc pour rôle:

- D'occuper les vides entre les gravillons pour rendre le béton plus compact, et donc plus résistant à l'écrasement et à la compression. Car les grains de sables, lorsqu'ils sont de forme arrondie (granulats roulés extraits du lit des rivières ou des dépôts alluvionnaires), ils glissent facilement les uns sur les autres pour s'insérer entre les gravillons. Mais, lorsque ces grains de sables sont de forme angulaire (granulats concassés obtenus par concassage de roches dures extraites en carrières), ils ne se glissent pas dessus. Donc, il subsiste toujours des vides entre gravillons lorsque les granulats concassés sont utilisés pour la fabrication du béton. C'est la raison pour laquelle il est rare de voir un béton fait avec du sable concassé.

- D'améliorer l'aspect des parois du béton après décoffrage de l'ouvrage béton.

Cependant, le sable n'est pas le seul matériau granulaire capable de combler les vides entre les gravillons. Des matériaux d'origine végétale comme la sciure de bois, le concassé de maïs ou du riz sont susceptibles de substituer les grains de sable. Sauf qu'il présentent d'importants défauts à la fois:

- Mécanique. Très faible densité spécifique des grains, celle du sable est d'environ 2,60. Ce qui contribue à ne pas affaiblir la résistance à la compression du béton.

- Organique. D'origine végétale, ce sont des matériaux biodégradables, ne pouvant résister à certaines classes d'exposition. Mais en réalité, quelle serait la résistance d'un béton fait à base de la sciure de bois en lieu et place des grains de sable? Si l'occasion vous est donnée, ne la rater pas! Un tel béton, dans un local clos, pourrait tenir.

- Economique. Une brouettée de grains sable est n fois moins qu'une brouettée de grains de riz ou de maïs ou même de sciure de bois.

De plus la disponibilité de ces matériaux d'origine végétale n'est pas garantie. En effet, ils ne sont pas naturellement disponibles sur la croûte terrestre au même titre que le sable. Rappelez-vous qu'après l'air et l'eau, le sable est le matériau le plus consommé sur la terre... pour les chantiers bien sûr.