Le granulat comme solution basique du béton

En 1935, R.j Holden est le premier qui a observé l’existence des réactions chimiques dans le béton entre le ciment et certains granulats. Ensuite Krammer et Carlson ont constaté l’existence de désordres mais c’est l’Américain Stanton qui a précisé le premier, en 1940, la nature des réactions causant les perturbations observées : ces réactions se produisent entre les alcalins du ciment et certains types de granulats, d’où le nom «Réaction alcalisgranulats» (RAG). En France, l’alcali-réaction était constatée, pour la première fois, vers la fin des années 70 au niveau de quelques ponts dans la région du nord.

Le Maroc n’a commencé à s’intéresser à ce phénomène que dans les années 90, en adoptant une démarche de qualification des granulats utilisés dans la construction des barrages. L’alcali-réaction est une réaction entre certaines formes de silice et de silicate pouvant être présentes dans les granulats du béton, et les alcalins de la solution interstitielle. Elle correspond à une attaque du granulat par la solution basique du béton et provoque la formation d’un gel de réaction (silicate alcalin), l’expansion engendre, sous certaines conditions, un ensemble de désordres.

Il existe trois grands types d’alcali-réaction : les réactions alcali-carbonate (dolomitisation), alcali-silice et alcali-silicate. La réaction alcalisilic est la plus fréquente.

Trois conditions doivent être simultanément remplies pour que ces réactions puissent avoir lieu. Il faut que le granulat soit potentiellement , que l’humidité relative excède 80 à 85% et que la concentration en alcalins dépasse un seuil critique.

Ces alcalins proviennent d’une part du ciment, et d’autre part, des autres constituants du béton granulats, eau de gâchage, adjuvants,..). Initialement, sont présents à l’état diffus dans phases anhydres, et ils se dissolvent à l’état basique (K+OH-, Na+OH-) lors de l’hydratation. Toutefois les matières premières servant à la fabrication des matériaux de construction dont les sables et graviers sont abondantes.

Géographiquement, elles sont bien réparties à la surface du globe. Le territoire national en est bien pourvu.

Compte tenu de la spécificité des plans d’aménagements, qui généralement répondent peu aux besoins réels de la population , l’accès à ces matières premières devient de plus en plus difficile : l’urbanisation, la sensibilité des riverains, la volonté de protéger l’environnement sont des limites qui s’imposent à leur exploitation, elle-même indispensable à l’aménagement et au développement économique du pays.

La recherche de ressources pour faire face à la demande croissante en granulats et l’exploitation de ces ressources, sans porter préjudice à l’environnement, posent de plus en plus de problèmes notamment dans les régions actives en matière de construction.

Arbitrage
L’État, en étant garant de l’intérêt général, recherche l’équilibre adéquat entre les impératifs légitimes qui peuvent s’exprimer de manière forte et contradictoire sur le terrain. Le cas échéant, il lui revient d’imposer un arbitrage.

Pour ce faire, la gestion des carrières doit disposer d’un cadre juridique applicable et tenir compte des standards internationaux et du développement durable.

La problématique des granulats dépend des considérations socio-économiques, organisationnelles, techniques, environnementales, juridiques et fiscales, ce qui lui revêt un caractère politique nécessitant l’élaboration d’une stratégie appropriée. Cette stratégie doit s’inscrire dans le cadre du développement durable et intégrer la recherche et la validation de solutions alternatives les plus appropriées.

La construction de l’habitat et l’aménagement de l’environnement font appel à trois grands secteurs d’activité, qui sont les industries de carrières et matériaux de construction, le bâtiment et les travaux publics. Tous les travaux liés à ces secteurs d’activité utilisent des matières premières sous forme de morceaux de roches, soit naturels (sables et graviers), soit obtenus artificiellement par concassage de roches naturelles : les granulats.

La taille des granulats est comprise entre 0 et 125 mm. Leur nature et leur forme varient en fonction des gisements et des techniques de production. Ils sont destinés à être mis en oeuvre soit directement, sans liant pour les solidariser (ballast des voies de chemin de fer, couche de fondation des routes, remblais…), soit en les solidarisant avec un liant ( ciment pour le béton, bitume pour les enrobés). Les granulats sont obtenus, soit en exploitant directement les alluvions détritiques non consolidées ( sables et graviers des rivières); soit en concassant des roches massives (granites, diorites, basaltes, calcaires, quartzites).