Central et engin des chantiers

1. ISET Nabeul
Département de Génie Civil
Centrales et Engins de Chantiers
Enseignant: Anis Cherif
A.U: 2014 - 2015
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2. Chapitre 5
Centrale à béton
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3. Introduction
L’évolution des techniques de construction des ouvrages en béton armé a
conduit à une modernisation des postes de fabrication à fin de:
 améliorer la qualité de l’article « béton »
 augmenter la cadence de la production 3

4. Introduction
Bétonnière Auto bétonnière Centrale à béton
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5. Sommaire
1. Les bétonnières
1.1. à tambour basculant
1.2. à inversion de marche
2. Les auto bétonnières
3. Les centrales à béton
3.1. stockage et dosage
3.2. malaxage
3.3. environnement d’une centrale
3.4. transport
3.5. pompage
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6. 1. Les bétonnières
À tambour basculant À inversion de marche
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7. 1. Les bétonnières
À tambour basculant
Elément de malaxage:
• Cuve cylindro-conique
• des nervures de malaxage
Position de la cuve
• Vers le haut pour le malaxage
• Vers le bas pour le vidage
Déplacement
• Châssis à un essieu avec timon de traction
• Châssis à 2 essieux
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8. Bétonnière à simple essieu:
• Position haute pour le malaxage
• Position basse pour le vidange
• Chargement manuel
• Guidage de la cuve est assuré par le volant
1. Les bétonnières
8

9. 1. Les bétonnières
Les différents constituants du mortier ou du béton sont mélangés dans la
cuve grâce à sa rotation et à la présence d'ailettes dont le rôle est de mixer
les différents constituants.
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10. Les matériaux sont généralement introduits par jets des pelles en quantités
imprécises à partir des stockes assez mal protégés .
C’est souvent le « savoir faire » du maçon et son « coup d’œil » dans la
bétonnière qui permettront d’obtenir un béton convenable.
1. Les bétonnières
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11. Caractéristiques du béton produit
– Bétons plastiques
– Qualité moyenne
– Volume de la gâchée < 500 (l)
– Malaxage facile
– Vidange obtenue en faisant basculer la cuve autour d’un axe horizontal
1. Les bétonnières
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12. 1. Les bétonnières
À inversion de marche
Elément de malaxage:
• Cuve cylindro-conique à axe horizontal
• des hélices de malaxage montés à l’intérieur
de la cuve
Position de la cuve horizontale
• Le malaxage : par rotation dans un sens
• Le vidage : par rotation dans l’autre sens
Chargement
• Pelle auto-chargeuse
Déplacement
• Châssis à un essieu avec buté de stabilité
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13. Caractéristiques du béton produit
– Poids des matériaux grands → impossible d’utiliser tambour basculant,
plus robustes, plus lourdes et plus couteuses
– Axe de rotation toujours horizontal
– Volume de la gâchée > 500 (l)
– Béton de meilleur qualité
– Deux ouvertures (une pour arrivée des matériaux, l’autre pour la
vidange par inversion du sens de rotation)
– Béton d’autant ferme → vidange longue et incomplète.
– Malaxage long → gâchée riche en graviers pauvre en sable
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14. 2. Les auto bétonnières
Elément de malaxage:
• Cuve cylindro-conique à axe horizontal
• des hélices de malaxage montés à l’intérieur
de la cuve
Position de la cuve horizontale
• Le malaxage : par rotation dans un sens
• Le vidage : par rotation dans l’autre sens
Chargement
• godet auto-chargeuse
Déplacement
• Châssis à 2 essieux motrices et directrices
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15. 2. Les auto bétonnières
Avantages:
• suppression des délais et des couts de transport de BPE
• suppression de la pertes de temps causée par les retards de livraison
• élimination des gaspillages de mélanges de BPE
• élimination de contrainte d’ hydratation des BPE pendant le transport
• économie et rapidité de mise en œuvre sur des chantiers d’accès difficiles
• contrôle instantané de la qualité, de la quantité et de la durée des gâchées
• facilité d’emploi (un seul opérateur)
• dispositifs de pesée hydraulique ou électronique
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16. 2. Les auto bétonnières
Mode de déplacement:
 sur les roues avant ( pour le déplacement sur route)
 sur les quatre roues ( pour minimiser le rayon de braquage et
augmenter la puissance de déplacement)
 en crabe (pour effectuer des déplacements latéraux)
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17. 2. Les auto bétonnières
Fonctionnement :
 chargement (godet articulé)
 malaxage (rotation de la cuve)
 déversement (sur les 4 cotés de la machine)
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18. 2. Les auto bétonnières
Fonctionnement :
 Chargement (godet articulé)
• Godet articulé à commandes
hydrauliques
• Relevage et rotation
• Ouverture automatique de la
trappe
• Lame montée à l’intérieur du
godet pour découper les sacs de
ciment
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19. 2. Les auto bétonnières
Fonctionnement :
 Malaxage
• Cuve en acier spécial anticorrosion
• Le malaxage se fait par l’intermédiaire d’une hélice
• Dispositif de pesage électronique
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20. 2. Les auto bétonnières
Fonctionnement :
 Déversement
• le déversement est assuré par la
rotation de la cuve dans le sens
contraire de malaxage
• le coulage de béton s’effectue par
l’intermédiaire d’une goulotte de
distribution orientable et réglable
en hauteur
• cuve orientable (déversement sur
les 4 cotés)
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21. Capacité des cuves
TYPE DE BÉTONNIÈRE CAPACITÉ DE CUVE MOTORISATION
MINI-BÉTONNIÈRE
40 L Manuelle
63 à 130 L Électrique
BÉTONNIÈRE-BROUETTE
130 L Électrique
130 L Thermique essence
BÉTONNIÈRE
PROFESSIONNELLE
160 à 350 L Électrique
160 à 450 L Thermique essence
500 à 1 000 L Thermique diesel
BÉTONNIÈRE TRACTEUR 180 à 430 L --
BÉTONNIÈRE À CHARGEUR 500 à 1 000 L Diesel-électrique
AUTOBÉTONNIÈRE 1 000 à 5 500 L Diesel hydrostatique
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22. 3. La centrale à béton
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23. 33 000 m du béton
HPC
Fc28 = 60 MPa
15 MPa après 10h
3
3. La centrale à béton
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24. 3. La centrale à béton
Pont de Normandie
Réalisé 1988-1995
Travée centrale 856 m
Hauteur des pylônes 214 m
35 000 m de béton HPC
Fc28 = 87 MPa
3
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25. 3. La centrale à béton
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26. 3. La centrale à béton
 Réception et stockage des matériaux
• Granulats (réceptionnés, contrôlés, séparés et classés)
• Stockage primaire au sol et un stockage secondaire dans les trémies
• Trémies (sable (1 ou 2), gravillons (2))
• Silos pour les ciments (50 à 100 t)
• Stockage de l’eau et adjuvants dans des cuves munies d’agitateurs
 Groupe de dosage
• Les trémies à granulats sont équipées de sondes pour déterminer la teneur en eau
• Le dosage en eau est effectué pondéralement
 Malaxage
• Centrale de malaxage (brassage dans un malaxeur puis remplissage des camions)
• Fabrication plus fiable, obtention de bétons spéciaux avec adjuvant
 Un poste de commande
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27. 3.1. stockage et dosage
 Des agrégats
Murs de stockage
• Les agrégats sont stockés
au sol dans des
compartiments séparés par
des murs
• Volumes importants
• Alimentation du malaxeur
à l’aide des tapies roulants
par l’intermédiaire d’une
trémie de dosage
• Procédure n’est plus
utilisé
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28. 3.1. stockage et dosage
 Des agrégats
Trémies enterrées ou
semi enterrées
• Trémies
parallélépipédiques en
béton ou métalliques
• Chargement par des
camions bennes ou à
l’aides des chargeuses
(rampes d’accès)
• Alimentation du malaxeur
à l’aide des tapies
convoyeurs ou des trémies
élévateurs
• Fond équipé d’un
extracteur doseur
volumétrique
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29. 3.1. stockage et dosage
 Des agrégats
Trémies en élévation
• Silos de stockage
• Chargement par des tapies
convoyeurs
• Alimentation du malaxeur
à l’aide des tapies
convoyeurs ou des trémies
élévateurs
• Fond équipé d’un
extracteur doseur
volumétrique
•Faible capacité de stockage
(50 à 300 m )
• Protection des agrégats
contre les intempéries
3
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30. 3.1. stockage et dosage
 Du ciment
Silos de stockage
• Silo: fut métallique
cylindrique fermé à base
conique
• Diamètre : 2.40 à 2.80 m
•Volume : 15 à 60 m
• Chargement par un tuyau
débouchant en haut de fut
• Alimentation du malaxeur
à l’aide des vis sans fin (150
à 300 tr/ mn)
• Indicateur de niveau
•Filtres anti poussières
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31. 31
3.1. stockage et dosage
 Du ciment

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3.1. stockage et dosage
 De l’eau de gâchage
• L’eau est stockée dans une bâche à eau
• L’eau utilisé doit être saine
• Possibilité de l’utilisation des eaux de nettoyage des camions toupies
après filtration
• L’alimentation du malaxeur se fait à l’aide une vanne (manuelle ou
commandée) et un compteur d’eau classique

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3.1. stockage et dosage
 Des adjuvants
Les adjuvants les plus utilisés sont de type liquide. Ils sont
généralement stockés dans des bacs s’écoulant soit par gravité soit par
une pompe aspirante (du bac) refoulante ( vers le malaxeur).

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3.2. Le malaxage
 Fonction de malaxeur
La fabrication du béton consiste à obtenir par brassage un mélange homogène
des différents constituants.
• Il est recommandé d’introduire une fraction des plus gros granulats avec
un peu d’eau en premier dans la cuve.
• Effectuer quelques rotations, pour nettoyer les parois ou le mortier en
tendance.
• Ajouter le sable et le ciment
• Ajouter le reste de gravier
• En fin, ajouter l’eau.

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3.2. Le malaxage
 Capacité
Va/Vc = 0,4 à 0, 5
Va : volume apparente des matériaux sans eau
Vc : volume de cuve
• Grande vitesse : ségrégation du béton
• Faible vitesse : rendement !!!
D V2 = 300 à 400
D : diamètre de la cuve
V : vitesse de rotation
 Durée de malaxage
En général l’ordre de 1 minute
 Vitesse de rotation

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3.2. Le malaxage
 Pesé des constituants
• A l’exception de l’eau souvent mesuré en volume, le dosage des
constituants est généralement pondéral.
• Les tolérances de la norme pour chaque famille de constituants est de
2% à 3% pour chaque granulat.
• La quantité d’eau ajoutée tiendra compte de la teneur en eau du
sable.

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3.2. Le malaxage
 les différents types des malaxeurs
Malaxeur à train valseur

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3.2. Le malaxage
Les principaux organes:
• Une cuve cylindrique à axe vertical:
hauteur (60cm)
diamètre ( 1.30 à 2.50 m )
• Manège de 3 ou 4 palettes qui tourne autour d’un axe vertical tout en
pivotant autour de l’axe principal
• Un moteur déposé verticalement
• une rampe d’arrosage d’eau
Temps de chargement, malaxage et vidange est réduit à 40s

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3.2. Le malaxage
 les différents types des malaxeurs
Malaxeur à axe horizontal
Mono axe
• Préparation des béton lourd s et légers
• Ces malaxeurs comportent deux lames à
inclinations opposées
• Combinaison des mouvements des lames et
des bras assure le bon malaxage

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3.2. Le malaxage
À double axe
Malaxeur à axe horizontal
 les différents types des malaxeurs
• Le mouvement des
deux axes synchronisés
( lames et bras) produit
un effet de turbulence
dans la zone de
chevauchement

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3.3. Environnement d’une centrale
 le poste de commande
Généralement automatique: l’operateur sélectionne la formulation
programmée, le dosage et le malaxage se font automatiquement

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3.3. Environnement d’une centrale
 Le laboratoire
Effectue les contrôles sur les composants et sur le BPE à l’état frais et
durci
Les bacs de décantation
Pour épurer l’eau lors du lavage du système et des camions ou du
malaxeur

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3.4. Le transport du BPE
Le béton préfabriqué en usine est livré sur chantier par des camions
toupies
• Transport du béton sur une distance maximale de 50 Km
• La cuve de forme cylindro-conique son volume = 1,7 fois le
volume du béton autorisé à transporter
• La vitesse de rotation de la cuve 1 à 2 tr/min
• La capacité des camions toupies
• 6 m3 pour les plus courants
• 10 m3 pour la cuve placée sur remorque
• La réserve d’eau est utilisée
• Le nettoyage de la cuve
• Introduire l’adjuvant (Superplastifiant) , quelques minutes
avant le contrôle et le déchargement
 les camions toupies

44. 44
3.4. Le transport du BPE
 les camions toupies

45. 45
3.4. Le transport du BPE
 Les bennes à béton
Ces poches en acier assurent le transport du beton jusqu’au coffrage
munies de dispositif de levage

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3.4. Le transport du BPE
 Les bennes à béton
• Remplissage par gravitée dans la partie haute de la benne
– De la centrale du chantier
– Du camion toupie
• Vidange par une trappe placée en partie basse avec commande
d’ouverture
– Mécanique
– Pneumatique
– Avec système anti-souillure évitant la chute de laitance

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Suivant la nature de la partie d’ouvrage à bétonner on utilisera:
 Soit une benne avec déversement direct mais la hauteur de chute < 1m
(bétonnage d’un radier ou d’un plancher)
 Soit une benne à « manche » dont le tuyau souple assurera le guidage du
béton ; la hauteur de chute < 1,5 m ( bétonnage de voiles ou de poteaux)
3.4. Le transport du BPE
 Les bennes à béton

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3.4. Le pompage du béton
fixe mobile

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3.4. Le pompage du béton

50. 50
3.4. Le pompage du béton

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 Les pompes à béton, par refoulement transportent le béton dans des
canalisations sur des distances courantes de 300 à 400 m horizontalement.
 L’utilisation de la pompe à béton s’impose si :
• Les grues sont saturées
• Accessibilité difficile pour les bennes distributrices
• Les pompes permettent le transport et la distribution du béton sur de
grandes distances et importantes hauteurs.
3.4. Le pompage du béton

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3.4. Le pompage du béton
 Le système de pompage fonctionne comme suit :
• Une trémie pour la réception du béton
• Un système d’agitation et d’alimentation à l’intérieur de cette trémie
• Un tuyau souple en caoutchouc ou rigide en acier
• Un système de pompage

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3.4. Le pompage du béton
 Les débits des pompes varient de 35 à 100 m3/h.
 Le diamètre du plus gros granulat doit être inférieur au quart du diamètre de
la conduite (100 à 200 mm)
 Une attention toute particulière est à porter à l’entretien et au nettoyage de
ce matériel après utilisation.