Comment vibrer le béton ou comment choisir une aiguille vibrante et un hélicoptère

Le béton est un mélange obtenu en mélangeant ciment, gravillons, eau, sable et adjuvants (accélérateurs, ralentisseurs, plastifiants etc.). Ce mélange qui est préparé à l'air libre  accumule inévitablement un pourcentage non négligeable d'air lors du brassage. L'air emprisonné empêche le béton de s'agglomérer correctement sur les granulats en formant des poches et des bulles d'air. Le moyen le plus efficace pour évacuer les espaces gazeux indésirables est de soumettre le béton, pendant qu'il est encore liquide, à des vibrations adaptées. Ces vibrations peuvent être de 3 types :

• vibration externe de coffrage ou de moule très utilisée en manufacture de béton ;

• vibration de surface (règle vibrante, hélicoptère) ;

• vibration internes par aiguilles vibrantes (pervibration).

Les bétons coffrés (banches) doivent impérativement, après démoulage, présenter un aspect esthétique lisse et régulier.  L'air emprisonné dans le mélange peut contrarier cet objectif. Il est l'ennemi à bouter hors du béton lors du coulage. Pour obtenir un résultat impeccable on utilise un vibreur de béton à aiguille.

Toutes les constructions coffrées doivent être homogènes donc vibrées. Les bétons armés des linteaux et chaînages, pièces maîtresses de soutien, doivent être très résistants et sont donc particulièrement concernés. Cas d'école : le barrage qui sera soumis à des pressions phénoménales. Bien entendu pour ces types de construction, des calculs savants de mélange, de résistance et de ferraillage sont prévus.

Plusieurs raisons de vibrer le béton :

• les bulles d'air remontent à la surface créant moins de vide d'air, les pros appellent ce phénomène “le serrage” ;

• le retrait est également diminué favorisant l'absence de fissures qui apparaissent généralement après le séchage ;

• toutes les poches d'air, tous les interstices sont comblés : la porosité est réduite  à néant pour garantir l'imperméabilité du béton.

Les conditions pour bien vibrer le béton

Attention à la vibration excessive car trop de vibration amène l'agglomération des granulats en un seul point ce qui n'est pas le but recherché. La durée de vibration oscille entre 5 secondes et 1 minute selon que le béton est mou ou ferme. On doit cesser la pratique de la vibration lorsque :

• le mélange cesse de se tasser ;

• on ne voit plus de bulles d'air remonter  à la surface ;

• l'aiguille ne fait plus le même bruit (bruit saccadé au départ, bruit uniforme ensuite) ;

• la surface (laitance) brille.

L'aiguille vibrante doit être parfaitement étanche. Elle est de forme cylindrique avec son extrémité demi-sphérique ou conique pour une meilleure plongée dans le béton. A l'intérieur du cylindre se trouve une masselotte excentrée qui, en tournant très rapidement, produit des vibrations un peu comme le tambour de la machine à laver lorsque le linge n'est pas bien placé dedans !

Vibrations et volume de béton à vibrer

Les cadences sont en général de 3 000 à 20 000 vibrations  par minute (v/m). Les diamètres des aiguilles les plus courants sont de 25 mm à 100 mm et parfois plus pour les gros projets. On peut prendre pour repère :

• les diamètres de 25 à 60 mm pour des projets jusqu'à 10 m3 de béton (faible section de granulométrie) vibration de haute fréquence jusqu'à 20 000 v/mn ;

• les diamètres supérieurs à 60 mm et jusqu'à 200 mm pour des quantités de plus de 10 m3 (forte section de granulométrie) vibrations de basse fréquence jusqu'à 10000 v/mn.

Diamètre d’action de l’aiguille vibrante

Prenez en compte le diamètre d'action de votre aiguille qui vous donnera le schéma de vibrage de votre chantier. La totalité du béton doit être vibré. Voici les paramètres à prendre en compte :

• espacement entre les points d'insertion d'aiguille : 8 à 9 fois le diamètre de l'aiguille ;

• diamètre de l'aiguille : 0,7 x l'épaisseur de voile à traiter sans oublier que celle-ci doit pouvoir être introduite entre les fers des armatures.

Aiguille vibrante électrique ou à convertisseur électronique

Ces modèles portables sont autonomes, légers et compacts. En raison de la proximité d'humidité préférez le modèle à double isolation (protection IP 66). Les vibrations sont générées par un moteur électrique – tête de vibrateur – sur certains modèles. Un petit convertisseur est intégré à l'ensemble. Les principales caractéristiques sont les suivantes :

• tension 220 V (volts), 800 W (watts)  à 3 kW (kiloWatts) ;

• 2 à 6 m (mètres) de longueur entre moteur et aiguille ;

• aiguille de 25 à 65 mm (millimètres) ;

• vibrations de 10 000 à 140 000 v/mn (vibrations par minute) ;

• rendement jusqu'à 8 m3/h (mètres cubes par heure) ;

• diamètre d'action de l'aiguille soit la formule : 10 x diamètre de l'aiguille (à noter qu’en réalité c'est moins car les cercles concernés par les ondes doivent se chevaucher pour couvrir intégralement toute la zone à vibrer).

Aiguille vibrante pneumatique

Qui dit pneumatique dit présence d'un compresseur. Les principales caractéristiques sont les suivantes :

• aiguille vibrante la plus utilisée sur les gros chantiers de construction ;

• son fonctionnement est basique : l'air comprimé entraîne une mécanique excentrique qui produit les vibrations ;

• le réglage se fait en modulant l'arrivée d'air ;

• mécanique simple, pas de risque électrique ;

• grande productivité car fréquence de 8000 à 20 000 v/mn.

Aiguille vibrante mécanique à moteur thermique (pervibrateur)

Un groupe moteur thermique à essence ou diesel transmet la rotation au moyen d'un flexible jusqu'à l'aiguille vibrante.

Matériel autonome utilisable dans des zones dépourvues d'énergie électrique. Le flexible semi rigide doit être utilisé avec soin, car, lorsqu’il est négligé, il provoque de nombreux problèmes.

Lorsque l'on doit surfacer une chape de béton, une dalle pour un parking ou des sols industriels, il est judicieux d'utiliser une règle vibrante. Selon la granulométrie du mélange cette machine peut compacter jusqu'à 12 cm d'épaisseur.

Règle vibrante électrique

Un mini moteur électrique de 0,7 à 0,9 kW est placé sur une lame en aluminium de 1,5 à 3 mètres de large et dont le bord est plié vers le haut. Le tout est surmonté d'un timon qui permet de la diriger. Elle produit des vibrations de l'ordre de 1100 v/mn. Machine légère et ergonomique (25kg), ses lames  sont interchangeables.

Règle vibrante thermique

Similaire au modèle électrique, de conception simple et alimentée par un moteur thermique de 1 kw, la règle vibrante thermique est prévue pour des utilisations de longue durée (jusqu'à 6h consécutives). On peut lui adjoindre des lames de 1,2 m à 4,9 m, sa puissance va jusqu’à 9 500 v/mn.

Les poignées ergonomiques sont caoutchoutées pour diminuer le transfert des vibrations vers l'opérateur et pour une meilleure prise en main. Le guidon est excentrable grâce à des judicieuses rallonges qui permettent, en les déployant, de guider la machine tout en étant positionné hors de la zone à traiter.

Pour les grandes surfaces à lisser ou à talocher, il existe une machine dont le fonctionnement rappelle immanquablement la rotation des pales d'un hélicoptère. Électrique ou thermique, l’hélicoptère à béton est principalement utilisé pour le lissage de très grandes surfaces comme hangars, supermarchés et parkings. Il est aussi connu sous la dénomination de truelle mécanique ou encore talocheuse.

Suivant la forme et la qualité des pales interchangeables, on l'utilise pour talocher et favoriser la pénétration du granulat en profondeur ou pour assurer le lissage de finition.

L'intervention à l'hélicoptère doit se faire au bon moment : ni trop tôt ni trop tard. Les spécialistes disent que si on peut encore marquer l'empreinte de la semelle sans s'enfoncer, c'est le bon moment !

Principales caractéristiques d’un hélicoptère à béton

C'est une machine compacte comportant un moteur thermique ou électrique actionnant un rotor simple ou double qui fait tourner des pales inclinables au moyen d'une pompe hydraulique. Ces pales sont protégées par des arceaux de sécurité. Un timon surmonté d'un guidon rassemble toutes les commandes qui permettent de diriger le travail à la demande. Sa maîtrise  demande un peu d'apprentissage et d'entraînement.

Vous pouvez choisir le diamètre d'action suivant la surface de votre projet. Pour un professionnel, posséder plusieurs machines permet de traiter des surfaces de différentes tailles sans avoir à remplacer les éléments tournants à chaque fois.

Il existe deux types de pales :

• les pales d'ébauche ;

• les pales de finition.

Quel que soit votre projet, la technologie disponible sur le marché vous aidera à obtenir un travail de première qualité.

• Comment choisir un ciment

• Tout savoir sur le béton et le mortier

• Comment choisir sa taloche et sa truelle

• Comment choisir sa benne à béton

• Comment choisir sa bétonnière

• Comment couler une dalle en béton

• Ponceuse béton : comment choisir

• Comment construire un mur en parpaing