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MINISTÈRE DU DÉVELOPPEMENT INDUSTRIEL ET SCIENTIFIQUE BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 66.06.60 LES GRANULATS DE SCHISTES ET D'ARGILES EXPANSÉS Situation de la production française en 1973 par M. DEMANDER Département banque des données du sous-sol B.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 66.06.60 74 SGN 012 BSS 31 janvier 1974

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MINISTÈRE DU DÉVELOPPEMENT INDUSTRIEL ET SCIENTIFIQUE

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONALB.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 66.06.60

LES GRANULATS DE SCHISTES ET D'ARGILES EXPANSÉS

Situation de la production française en 1973

par

M. DEMANDER

Département banque des données du sous-solB.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 66.06.60

74 SGN 012 BSS 31 janvier 1974

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S O M M A I R E

Pages

RESUME

1 - INTRODUCTION 1

2 - LES GRANULATS LEGERS DANS LE MONDE EN 1970/1972 3

2.1 . Production d'argiles et de schistes expansés 3

2 .2 . Uti 1 i sations 5

3 - RAISONS DE LA MEVENTE DES GRANULATS EXPANSES EN FRANCE EN 1973. . . 7

3.1 . Raisons climatiques 8

3.2 . Facteur "prix" des granuláis naturels 8

3.3. Attitude des utilisateurs et des producteurs 9

3.4 . Absence de production en région parisienne \\

4 - AUTRES PRODUITS CONCURRENTIELS l l

4.1. Bétons cellulaires H

4.2 . Bétons de mâchefer et d'autres produits minéraux légers.... 12

4.3 . Bétons de résines 12

4.4 . Lai nés de roches 13

5 - NOUVELLES UNITES DE PRODUCTION EN FRANCE 13

5.1. Production et potentiel de production en France en 1973 . . . . 13

5.2. Projets d'implantation en France d'usines nouvelles de

producti o n . . „ 14

5.2.1. Schistes expansés 14

5.2.2. Argiles expansées 1.4

6 - MARCHES POTENTIELS IMPORTANTS 156.1. Région parisienne 15

6.2. Marseille - Lyon 166.3. Bordeaux - Toulouse 16

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6 , 4 . Possibilités d'implantation 17

7 - NOUVELLES POSSIBILITES D'UTILISATIONS 177.1. Revêtement de routes 187.2. Usages agri col es 187.3. Thermomousse 187.4. Industrie nucléaire 20

8 - LES AVANTAGES DES GRANULATS LEGERS D'ARGILES ET DE SCHISTES

EXPANSES 20

9 - CONCLUSIONS 21

10 - BIBLIOGRAPHIE SOMMAIRE 22

ANNEXE I - INVESTISSEMENTS ET COUTS DE FONCTIONNEMENT. PRIX DE

VENTE DES GRANULATS LEGERS. : 1

ANNEXE II - LES USINES DE PRODUCTION FRANÇAISES 81. Le Comptoir tuilier du Nord (C.T.N.) 82. Les houillères du bassin du Nord et du Pas-de-Calais 93. Les établissements ARGILEXPAN 144. Les établissements RIVIERE-LETORT 165. La tuilerie-briqueterie française (T.B.F.) 196. Les établissements GELIS et Cie 217. Les tuileries briqueteries du Lauragais, GUIRAUD Frères... 21,

ANNEXE III - LES USINES DE PRODUCTION ETRANGERES, EXPORTANT VERS

LA FRANCE ... ......... 221. L'argile expansée ISOL produite par la Compagnie des

ciments bel ges 22

2. La société AGRAL. 23

ANNEXE IV - LES DIFFERENTS COEFFICIENTS DE L'ISOLATION THERMIQUE.. 24

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R E S U M E

Au cours des dernières années, on a assisté dans de nombreux

pays à un développement important de la production de granulats légers,

notamment préparés à base d'argiles et de schistes expansés.

En France, par contre, la production de ces granulats est restée

modeste.

Les raisons en sont variées : climat doux n'incitant pas à

une recherche d'isolation thermique, bas prix des granulats naturels,

attitude hésitante des utilisateurs et des producteurs, absence d'une usine

proche de Paris où toutes les nouveautés sont lancées.

Mais les conditions d'emploi de ces granulats ont de sérieuses

chances d'évoluer : d'une part, l'isolation thermique va désormais être

réglementée très strictement j d'autre part, l'environnement gagnera

à voir exploiter des schistes et des argiles plutôt que des granulats

naturels (pour l'obtention d'un même volume de granulats, le cubage des

argiles utilisées varie entre le quart et la moitié de celui des sables

et graviers, et les sites d'extraction ne sont pas obligatoirement dans les

vallées).

Enfin il est vraisemblable que l'usage des granulats légers se

développera avec une correcte information des utilisateurs. Les marchés

potentiels de la production ont été déterminés pour un avenir assez

proche. Aux horizons 1980-2000, cette production devrait permettre la

construction de grands ensembles, économiques, anti-séismiques, très

isolés thermiquement. Dans le cadre de la recherche de la qualité de la

vie, une bonne isolation acoustique sera également acquise, ainsi qu 'une

sécurité très accrue devant les problèmes d'incendie.

Cette étude a été effectuée sur fonds propres du Bureau de

recherche géologiques et minière dans le cadre d'une recherche entreprise

avec S.N.P.A..

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Il est à noter l'aimable contribution de :

Messieurs L. ALVISET (C.T.T.B. Centre technique des tuiles et

briques],

G. ARLE (Comptoir Tuilier du Nord. Procédé LECA).

Mme et M. P.et M. BAUMER (Architectes. Urbanistes).

Messieurs H. FICHOT (C.E.R.I.C. Centre d'études et réalisationindustrielles et commerciales).

R. GELIS (Etablissements GELIS et Cie. Tuilerie.Briqueterie).

M. GUFFOND (Houillères du bassin du Nord et du Pas-de-Calais) .

P. GUIRAUD (Tuileries, briqueteries du Lanragais.

GUIRAUD Frères).

E. MANQUEZ (Houillères du bassin du Nord et du Pas-de-Calais) .

M. MAURY-LARIBIERE (Tuilerie, Briqueterie française.Roumazières).

D.. RIVIERE (Tuilerie, Briqueterie RIVIERE-LETGRT.St-Meen-le-Grand).

M. URBAIN (Compagnie des Ciments belges. Tournai).

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1 - INTRODUCTION

Le but de cette étude est de montrer l'évolution du marché des

granulats légers en France et dans le monde et de déterminer les facteurs

qui peuvent influencer son développement en France.

Financée sur fonds propres du B.R.G.M. dans le cadre d'une étude

régionale entreprise en association avec la S.N.P.A., elle représente un

complément au rapport établi en 1969 "L'argile expansée, ses propriétés,

son traitement, ses emplois" (n° 69.SGL.190.BGA.).

Les argiles et les schistes expansés sont maintenant des matériaux

couramment utilisés dans de nombreux pays du monde j à titre d'exemple7

225 usines aux Etats-Unis, autant en U.R.S.S., devaient produire en 1973

(suivant les prévisions établies en 1972] 20 millions de tonnes de granulats

légers et de composés en béton léger.

En France, le développement de la production de granulats légers

est resté faible. Actuellement six usines et prochainement neuf, devraient

cependant apporter sur le marché de la construction un tonnage de matériaux

de qualités variées convenant aux diverses utilisations.

Les bétons légers, préparés à partir de granulats de schistes

et d'argiles expansés, c'est-à-dire les bétons dont la masse volumique

à l'état sec est inférieure à 1 800 kg/m3, procurent les avantages suivants :

- amélioration très sensible de l'isolation thermique et

acoustique des murs et des planchers ;

- bonne tenue au feu j

- bonne résistance au gel ;

- gain de poids considérable conduisant à un allégement

des structures et facilitant ainsi une économie sur les

transports et les manutentions ;

- possibilité d'amélioration de l'esthétique des construc-

tions ;

- très bonne tenue dans le temps ;

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De plus, ces granulats pourront participer au remplacement des

granulats naturels dont le coOt augmentera dans l'avenir (environnement,

transport sur de plus grandes distances) et qui seront plus difficiles à

exploiter (gisements alluvionnaires plus rares).

Certes, les bétons légers présentent actuellement, par rapport aux

bétons traditionnels, des inconvénients :

- prix plus élevés (sans compter l'incidence de la forte hausse

des hydrocarbures en 1973-1974) j

- absence de normes officielles pour leur emploi ;

- variations dimensionnelles sous l'effet des charges ou

de la dessication (module d'élasticité plus faible, fluage

et retrait plus élevé), fissurations ;

- tendance à retenir l'eau de gâchage ou à absorber de

l'eau en milieu humide (ressuage d'eau).

Mais il paraît très important de suivre de près l'évolution de

la production de granulats légers, car bien employés, dans un champ d'ap-

plications bien choisies, préparés avec soin, ces granulats peuvent apporter

de nombreuses et bénéfiques possibilités.

Déjà, il peut être constaté que certains pays, manquant de

granulats naturels (Pologne) ou ayant manifestement besoin d'isolation

thermique (U.R.S.S. - Danemark) ont choisi le béton léger pour la cons-

truction de leurs ensembles d'habitations.

D'autres pays ont préféré la légèreté de ce béton pour entreprendre

des constructions originales :

- aéroport KENNEDY - New York - Bâtiment TWA,

- aéroport de Francfort, nouveau bâtiment pour Boeing 707.

En France des réalisations sont en cours :

- immeuble de 19 niveaux à Pantin (murs porteurs: 200 bars),

- centre d'affaires des Hauts-de-Seine à Nanterre,- ensemble de 777 logements à Chevilly-Larue,

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- immeuble de 10 étages, place des Halles, Strasbourg, etc.

10 % d'économie peuvent être faits sur les fers d'armature. Pour les struc-

tures, avec des granulats légers appropriés, on peut obtenir les résistances

du béton normal tout en bénéficiant d'une réduction de poids de 25 à 30 %

et d'une économie de main-d'oeuvre.

Il faut également noter que le "bang" sonique [le seuil de

pression de l'air, entrainant un dommage à la suite du passage du mur

du son par un avion, se situe à 0,2 Kg/cm2] parait être mieux supporté par

les grandes constructions en béton léger, ce qui permet de penser que

les phénomènes telluriques (secousses, mouvements, déformations] seront

également mieux supportés.

La résistance au gel est excellente", la résistance au feu est

celle des produits de terre cuite, c'est-à-dire très bonne! l'isolation

thermique, très importante, répond aux nouvelles normes qui doivent être

promulguées en mars 1974^ l'isolation phonique permet'l'obtention du "Label

acoustique confort". Les granulats légers dans de nombreux domaines seront

des plus utiles à l'évolution de la qualité de la vie et devraient faire

l'objet d'une demande croissante.

2 - LES GRANULATS LEGERS DANS LE MONDE EN 1970/1972

2 .1 . Production d'argiles et de schistes expansés

D'autres bétons légers ont essayé de concurrencer les bétons

d'argiles et de schistes expansés et il paraît intéressant d'établir une

comparaison entre les diverses productions (cf. tableau page suivante).

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Pays producteurs

U.R.S.S.

U.S.A.

Allemagne Fédérale

3elgique

Danemark

Grande-Bretagne

Italie

France

Suède

Autriche

Suisse

Enmillion/m3

1967Béton

cellulaire

3,0

1,3

0,5

1,3

0,15

1,5

En million de tonnes pour 1969-1970

Argiles schistesexpansés

10/70 usines

8,5/75 usines

0,6/6 usines

0,5/3 usines

0,4/4 usines

0,23/3 usines

0,1/2 usines

0,08/2 usines

Pouzzolane

?

0,78

Ponce

?

3

7

0,5

Ardoiseexpansée

0,6

0,2

Cendres volantesfri ttées

0,3

0,4

Laitierexpansé

2/22 usines

0,3

0,4/4 usines

0,07/1 usine

0,6

Vermiculite(pourbéton)

0,08

Perl i te(pourbéton)

0,04

En md'

1969-70Copeaux

debois

40 000

Productions indiquées lors du Colloque sur les matériaux expansés. Décembre 1972

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II ressort de ces résultats que la plupart des granulats légers

ont une production stagnante ou même en régression par rapport aux années

précédentes, exception faite des granulats d'argiles et de schistes expansés

qui paraissent au contraire en pleine expansion.

La production d'ensemble de granulats légers aux U.S.A«, par

exemple, devrait passer de 13 millions de tonnes en 1968 à 25 millions de

tonnes en 1975. La progression prévue sera essentiellement due aux argiles

et schistes expansés.

L'étude des utilisations de granulats d'argiles et de schistes

expansés permet de comprendre mieux l'évolution de ces productions.

2.2. Utilisations

Actuellement les granulats légers sont essentiellement utilisés

d'une manière industrielle pour la fabrication de bétons légers et cela

sous trois formes en France :

- panneaux préfabriqués,

- blocs légers,

- béton léger "prêt à l'emploi".

A l'étranger, des utilisations souvent différentes permettent

d'entrevoir des destinations nouvelles pour le futur marché français.

Aux U.S.A., 60 % de la production servent à la confection de

blocs légers, 20 à 35 % seulement sont utilisés pour les bétons de structure.

Les centrales de béton "prêt à l'emploi" ne consomment que 2 à 6 % des

granulats légers. La qualité des granulats doit être fonction de la des-

tination du béton qu'il faut classer en trois principales catégories :

- bétons légers d'isolation (bétons caverneux),

(X < 0,25 - résistance > 3 bars] -, X étant la conduc-

tivité thermique utile exprimée en Kcal/m/h/°C

- bétons légers porteurs isolants (X < 0,65 - résistance

mécanique > 35 bars) ¡

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- bétons légers de structure (À = 1,6, résistance

mécanique : 150 à 300 bars pour bétons armés courants -

300 à 400 bars pour bétons armés spéciaux - 400 à 450 bars

pour bétons précontraints).

- En y^RiS-S., manquant de données sur les utilisations de la

production de granulats légers, on peut signaler seulement que la pré-

fabrication de maisons est très importante, malgré la grosse concurrence

de la pouzzolane et de la ponce.

- En Allemagne_Fédérale, les granulats légers sont employés de

la manière suivante :

50 % blocs

30 % éléments manufacturés divers

10 % béton coulé "in situ"

10 % béton prêt à l'emploi.

Malgré une importante concurrence du béton cellulaire et de la ponce, les

granulats légers sont très compétitifs à cause, en particulier, du climat

froid (isolation], des procédés de construction depuis longtemps étudiés,

établis et normalisés. Des augmentations très notables de production d'argile

expansée sont à noter : en 1971, la République Fédérale d'Allemagne a produit

au total 305 145 tonnes d'argile expansée, soit 60 023 t durant le 1er tri-

mestre, 69 622 t pendant le deuxième, puis 78 478 t et 97 022 t respec-

tivement pendant les 3ème et 4ème trimestres. Au cours du premier tri-

mestre 1972, la production globale d'argiles et de schistes expansés

était de 92 827 tonnes.

- En Grande-Bretagna-les pourcentages sont différents :

90 % fabrication de blocs

10 % bétons de structure (tours, ponts, voûtes,

coques ou "in situ").

- En Belgigue, l'industrie de la préparation de granulats légers,

suréquipée, exporte 50 % de sa production et pour ses besoins emploie :

40 % en fabrication de blocs

5 à 10 % en bétons de structure.

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- Aux Pays-Bas, l'industrie des granulats légers est encore trop

jeune aux pour que les statistiques puissent être analysées. Cependant

il est à noter un gros développement de la production de béton de

structure pour gros ouvrages et ponts. Cette utilisation a été expérimenté

avec des granulats légers importés d'Allemagne, en attendant la production

locale pour cet usage.

- En Pologne, où le béton léger vaut seulement 1,7 fois le prix du

béton normal,.la préfabrication, comme en U.R.S.S., est la principale

utilisation des granulats légers, concurrencés par le béton cellulaire.

Il est à noter une nouvelle fois le manque de granulats naturels dans

ce pays.

D'autres pays, producteurs de granulats légers, débutent des

fabrications importantes de blocs, en particulier l'Italie qui, malgré

une très forte concurrence des ponces de Lipari (500 000 t), s'est

orientée vers la préparation de blocs légers d'argile expansée.

- En France, ainsi qu'il a été exposé plus haut, les utilisations

principales étaient en 1971-1972 :

90 % panneaux et éléments,

10 % blocs et bétons légers (structures : dalles,

ponts... et béton banché "prêt à l'emploi".

En 1973, la production des blocs et des bétons de structure (il faut citer

le tablier du pont de Jargeau sur la Loire) est en nette augmentation.

3 - RAISONS DE LA MEVENTE DES GRANULATS EXPANSES EN FRANCE EN 1973

En 1972, les possibilités de production en France étaient de

315 000 tonnes alors que la production s'est élevée seulement à

195 000 tonnes environ.

Pourquoi cette mévente ? L'absence d'évolution de la production

de schistes et d'argiles expansés en France tient à plusieurs raisons

très importantes :

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3.1. Raisons climatiques

II est intéressant de constater qu'en Europe et au Moyen-Orient

une seule usine produit des granulats légers dans un pays chaud : en Israël.

En règle générale, les usines de production de granulats légers sont dans

des pays à climat froid. En France, jusqu'en 1970, les conforts thermique

et phonique n'ont pas été spécialement recherchés dans la construction des

logements.

3.2. Facteur "prix" des granulats naturels

Les granulats naturels sont encore, en France, extraits à grande

échelle, et leurs prix sont assez bas par rapport aux prix des granulats

artificiels.

A titre d'exemple, les prix des sables et graviers de la région

de Paris (21 novembre 1973], c'est-à-dire les prix des granulats composés

naturels au sens de la norme NF.P. 18304 sont les suivants (prix de

mercuriales)

sable gros 0/25 26,42 F/m3 Hors-taxe

sable fin 0/6 26,39 F

sable fin 0/2 27,13 F

gravillons 5/25 29,77 F

gravillons 5/15 30,17 F

gravillons 15/25 29,98 F

cailloux 20/40 27,83 F

cailloux 40/60 27,83 F

Les prix ci-dessus s'entendent pour les granulats pris sous trémies,

dans les ports fluviaux situés sur la Seine, entre les écluses de Port-à-

l'Anglais et de Suresnes. Ce sont les prix "plafond" pour dös granulats

naturels.

Les prix des bétons "prêts à l'emploi" sont :

A Paris, béton traditionnel : 50 à 60 F/m3

béton léger : 110 à 120 F/m3

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A Lille, béton traditionnel : 70 à 80 F/m3

béton léger : 90 à 100 F/m3

A Paris, les granulats naturels existent en grande quantité.tandis que

les granulats légers, en provenance du Nord, doivent voyager; à Lille, par

contre, les granulats naturels sont plus rares et doivent être transportés,

3.3. Attitude des utilisateurs et des producteurs

Bénéficiant d'un climat tempéré, n'étant pas obligés à une recherche

très poussée des conforts thermique et acoustique, les promoteurs, construc-

teurs, maîtres d'ouvrages, architectes, bureaux d'études et entrepreneurs

de construction avaient de plus, depuis la fin de la deuxième guerre mondiale,

leurs carnets de commandes toujours très remplis.

Pourquoi alors remplacer les granulats naturels, en quantité

suffisante sur le marché, d'un prix de vente plus intéressant, par des

granulats artificiels mal connus ?

Il n'y avait donc pas de demande de production de granulats légers.

En 1970, une seule usine, le Comptoir tuilier du Nord, à Watten,

fournissait en France des granulats d'argile expansée. Mais ces granulats,

bien que de faible densité, n'étaient pas toujours de bonne qualité malgré

la recherche apportée par des ingénieurs très qualifiés. De plus de nombreuses

pannes ont immobilisé l'usine de production créant ainsi une certaine méfiance

des utilisateurs éventuels.

Ceci était d'autant plus vrai que ces derniers ne pouvaient

bénéficier d'expériences nombreuses de construction en béton léger et que,

faute de règles de calcul et de normes officielles, aucune garantie décennale

ne pouvait être apportée.

La première norme officielle - P 18.309 - concernant les granulats

légers est apparue en août 1973 et la première enquête du C.S.T.B. a été

lancée en janvier 1974.

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Les producteurs, eux aussi, ont eu de nombreux problèmes. Certes

l'augmentation de production des granulats légers dans différents pays et

les avantages que ces granulats procurent ont intéressé deux familles de

profession différentes. Mais les investissements pour la production de

granulats légers sont importants et leur rentabilité difficilement pré-

visible. Les deux groupes professionnels qui ont étudié le problème sont les

sociétés cimentières et les tuiliers briquetiers.

- en 1968-1969, les sociétés cimentières se sont penchées,

avec beaucoup de soin sur les problèmes de recherche

de gisements d'argiles expansibles et sur les essais de

cuisson. POLIET et CHAUSSON, Ciments LAFARGE, LAMBERT etc.

ont découvert des gisements de matériaux expansibles et

leurs essais ont souvent été couronnés de succès. Cepen-

dant, la restructuration de la profession cimentière

(concentration, investissements dans des usines nouvelles]

a stoppé^pendant plusieurs années, la recherche de pos-

sibilités de rentabiliser une production de granulats

légers ;

- les tuiliers briquetiers, proches de par leur profession

de la cuisson des argiles, ont pris le relais mais dans un

cadre d'usines plus modestes (400 à 800 m3/j ) que celles

prévues par l'industrie cimentière (1 500 m 3/j). La con-

naissance du marché de la construction de logements per-

mettait une pénétration plus active de cette nouvelle

production. La construction de panneaux légers, de

maisons préfabriquées en béton léger, fait suite à

la construction en briques creuses qui sera de moins

en moins demandée. Un gros effort d'information des

entrepreneurs, des maçons et même du public est à faire.

Des petites usines de production de granulats légers,

diversement implantées, devraient atteindre ce but

d'autant plus facilement que leurs productions tuilières

ou briquetières étaient déjà honorablement connues.

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3.4. Absence de production en région parisienne

Dans le bâtiment, les entrepreneurs de travaux publics et de

construction font figure de promoteurs à Paris et dans la région parisienne,

La centralisation en matière de construction est fort importante. Aucune

usine de production de granulats légers n'a suscité la demande des entre-

prises importantes dans un rayon de 120 à 150 Km autour de Paris. L'emploi

des granulats légers dans un béton nouveau n'a pas été "mis à la mode" par

ceux qui sont en tête de la promotion du bâtiment.

4 - AUTRES PRODUITS CONCURRENTIELS

4.1. Bétons cellulaires :

Constitués d'agrégats de fine granulométrie et de bulles d'air ayant

un diamètre de l'ordre du millimètre, ils sont obtenuspar différents procédés :

- par l'adjonction de carbure de calcium qui donne naissance à

un dégagement gazeux. L'ensemble est coulé et alors se produit

la levée du mélange> après la prise, on procède à l'égalisation

par sciage ;

- par l'adjonction de produits moussants (savons, résines) sous

l'effet d'un malaxage. Ces produits sont mêlés au béton puis

coulés dans le moule.

Ces procédés nécessitent des contrôles constants à tous les

stades de la fabrication. Il faut par exemple éviter la sé-

grégation des bulles d'air ;

- une autre préparation consiste à mélanger au béton des poudres

d'aluminium^ ce sont alors, en fait, des mortiers contenant une

forte proportion de bulles.

Néanmoins les qualités ne sont pas les mêmes que celles des bétons

légers : les bétons cellulaires BETQCEL de densité 0,6 n'ont que 20 kg/cm2

à l'écrasement. Pour atteindre 50-60 Kg/cm2 de résistance à la compression,

il leur faut une densité de 1.

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Pour une densité de 0,6, la résistance à la compression du SIPOREX

est de 40 kg/cm2. D'une manière générale, c'est un béton aux propriétés

mécaniques faibles mais ses qualités d'isolation thermique le font utiliser

pour des éléments comme les cloisons, panneaux de façades préfabriqués et

remplissage dans la construction. Comme beaucoup de bétons légers, le béton

cellulaire ne bénéficie pas en France d'une large utilisation. Il fait appel

à des techniques différentes de celles utilisées traditionnellement ainsi

qu'à une qualification particulière. Par exemple sa mise en oeuvre nécessite

souvent le sciage et le clouage.

Néanmoins, une recherche d'implantations d'usines de production

semble importante actuellement : le groupe DUROX prépare trois unités de

production.

4.2 Bétons de mâchefer et d'autres produits minéraux légers :

Préparés avec mâchefers, ponce ou pouzzolane, ils sont de plus

en plus abandonnés en France j les bétons de perlite ou de vermiculite

sont trop chers : perlite 60 F/m3 ¡ vermiculite : 100 F/m3 H.T. départ.

Cependant les plaques isolantes à base de perlite et vermiculite sont

actuellement bien vendues sur le marché de la construction, car les sociétés

productrices ont développé leurs services de promotion.

4.3. Bétons de résines :

D'un prix de revient élevé (environ quatre fois celui d'un béton

d'hydraulique) ils ont cependant une excellente adhérence avec l'acier

ainsi qu'avec la plupart des matériaux, ce qui permettrait de les utiliser

dans des structures de renforcement pour des pièces ayant a subir des

contraintes importantes.

Cependant, malgré une excellente résistance à la corrosion,

ces bétons résistent mal à une élévation de température. L'influence de

la température sur les déformations lentes d'un béton de résine époxyde

est considérable. Des essais ont été effectués par le Centre expérimental

du bâtiment et des travaux publics (C.E.B.T.P.) avec des contraintes de

50 et 100 Kg/cm2 et aux températures de 20 et 50°C. Les résultats prouvent

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que ces bétons sont très sensibles à la chaleur. Les liants synthétiques

se décomposent autour de 150°C (résines époxydes et polyesters] mais,

en deçà d'une telle température, les résistances à la traction de ces

bétons tombent de 25 à 85 % lorsque la température passe de 20 à 70°C.

Les bétons de résine ne semblent pas offrir la moindre tenue

à 1'incendie.

4 . 4 . Laines de roches :

Préparées à partir de roches extra-alumineuses, elle paraissent

apporter à l'isolation thermique des habitats une solution intéressante.

Leur prix est élevé : une laine de roche réfractaire (1300°C) est vendue

H.T. départ : 40.000 F la tonne. Des laines résistant à 1000°C, moins chères,

vont être préparées et tissées dans deux usines nouvelles. Un autre avantage

paraît être leur non-toxicité, contrairement à l'amiante utilisée souvent

pour les mêmes usages d'isolation.

5 - NOUVELLES UNITES DE PRODUCTION EN FRANCE

5.1. Production et potentiel de production en France en 1973(description des usines : Annexes II et III

Production Potentiel de production

Comptoir tuilier du Nord

Surex [Hulluch

usine-pilote stoppée courant 1973

Argilexpan

Etablissements RIVIERE-LETORT

Tuilerie-briqueterie française

GELIS et Cie

usine stoppée en 1973

Us ine s _e xp_or t ant _ver s _ la_Fr anee

Compagnie des ciments belges ISOL

Agral

50 000 t/an

9 000 t/an

15 000 t/an

60 000 t/an

30 000 t/an

5 000 t/an

65 000 t/an

9 000 t/an

25 000 t/an

130 000 t/an

65 000 t/an

5 000 t/an

169 000 t/an 299 000 t/an

100 000 t/an

60 000 t/an

En Belgique

300 000 t/an

100 000 t/an

160 000 t/an 400 000 t/an

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5.2 . Projets d'implantation en France d'usines nouvelles de production

Bien que la plupart des projets de nouvelles implantations d'usines

productrices de granulats légers soient entourés d'une discrétion proche du

secret, plusieurs recoupements d'informations permettent d'avoir une idée de

l'emplacement des futures unités de production.

5.2.1. Schistes expansés

Les houillères du bassin du Nord et du Pas-de-Calais ont pour

projet, après la mise en route de l'usine SUREX dans le Nord, faisant

suite au pilote d'Hulluch, d'installer des usines très proches en pro-

duction, mais peut-être plus importantes (1 500 mVjour) dans la région

Rhône-Alpes en premier lieu (schistes des puits des mines de Saint-Etienne],

puis en Aquitaine Languedoc-Roussillon (schistes de Carmaux). Les années

d'implantation prévues sont pour Surex-Rhône-Alpes 1980 et pour Surex-

Aquitaine Languedoc-Roussillon 1985.

Un projet, en Basse Normandie, d'une usine de production de schistes

simplement concassés puis expansés intéresse des sociétés de cimentiers et

de production de matériaux nouveaux (Denain-Anzin Minéraux). Ces granulats, fort

connus aux Etats-Unis, sont un peu plus denses que ceux expansés après une

préparation en poudre fine, mais ont un prix de revient beaucoup moins élevé.

Les schistes "carton" ou argilites du Toarcien, s'ils sont exploités

pour la récupération d'huiles minérales, pourront certainement être étudiés

pour une production de granulats expansés et une implantation d'usine importante

dans la région du plateau de Langres est possible. C'est une argile du même

étage géologique qui est expansée en Suisse par A.G. HUNZIGER et Cie :

140 000 m3/an.

5.2.2. Argiles expansées

Au Sud-Est de Paris, dans la région avallonnaise, un gisement d'ar-

giles déjà étudiées par des cimentiers, il y a plusieurs années, paraît

intéresser un groupe d'associés franco-allemands. L'usine étudiée

actuellement serait de 1 500 mVjour de production.

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Les usines déjà productrices pensent également à une extension

possible.

Le Comptoir tuilier du Nord pense doubler sa production, en

l'améliorant qualitativement, en montant un four rotatif plus élaboré, du

type "LECA". Les usines des Etablissements RIVIERE-LETORT et de la Tuilerie-

briqueterie française peuvent doubler leurs productions en ajoutant pour le

premier, un second train de préparation et un four nouveau, et, pour le second,

un deuxième four.

Un gisement d'argile expansible au Sud de Rennes intéresserait

également de nouveaux producteurs (1 DOD mVjour).

Futures usines en France

Surex Nord (1975] 15G 0D0 t/an

Sud de Rennes (1975] 150 000 t/an

Sud-Est de Paris (1975) 220 000 t/an

Surex Rhône-Alpes C19B0] 150 000 t/an

Extension CTN (1980) 65 000 t/an

Surex Aquitaine (1985) 150 000 t/an

Extension T.B.F. (?) 65 000 t/an

950 000 t/an

6 - MARCHES POTENTIELS IMPORTANTS

Ainsi que la carte précédente le démontre, certaines régions sont

actuellement, et seront encore dans un futur proche, sous approvisionnées

en granulats légers. De plus, ce sont des régions où la construction est très

importante et où les granulats naturels risquent de manquer ou d'être d'un

prix élevé dans les années à venir.

6.1. Région parisienne

Déjà, pour alimenter la région parisienne en granulats, les

instances gouvernementales se posent la question : granulats de la Loire

moyenne, de la Manche ou de l'Alsace ?

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L'urbanisation le long de la Seine, les villes nouvelles (en par-

ticulier Marne-la-Vallée), vont bloquer des exploitations locales possibles

d'agrégats naturels, déjà très contestées sur le plan de l'environnement. Les

constructions nombreuses de grands ensembles dans ces villes nouvelles,

de logements résidentiels autour de Cergy-Pontoise, Marne-la-Vallée, Melun-

Sénart, Evry et Saint-Quentin-en-Yvelines vont réclamer des tonnages de plus

en plus importants de granulats. Une étude confidentielle de la Société

centrale pour l'équipement du territoire révèle qu'en outre 80 % des loge-

ments prévus dans les sept ans à venir sont situés hors des villes nouvelles

dans le cadre de zones d'aménagement concerté, ce qui causera de nouveaux gels

de gisements de granulats naturels.

6.2. Marseille - Lyon

40 000 logements nouveaux par an dans la région Provence-C6te-

d'Azur, autant dans le Lyonnais, sont construits à base de bétons tradi-

tionnels. En Provence, où une plus grande isolation thermique des logements

(actuellement béton - terre cuite) serait appréciée et dans le Lyonnais où

l'emploi du béton est encore plus répandu, des groupes de tuiliers-briquetiers

seraient intéressés par des découvertes d'argiles ou de schistes expansibles.

Il faut citer Tuileries et briqueteries du Lauragais, GUIRAUD frères à Toulon,

GELIS et Cie à Colomiers, Tuileries de Marseille et de la Méditerranée

(4, place Félix Baret, 13291 Marseille Cedex 2).

6.3. Bordeaux-Toulouse

Une quantité de logements du même ordre qu'à Lyon ou Marseille est

construite près de chacune de ces métropoles régionales. En 1985, les granulats

naturels consommés dans la région de Toulouse se verront pénalisés d'un

transport plus long (sur 150 km ?) et plus onéreux ; ils seront extraits de

régions plus difficiles à atteindre (vallées encaissées). De plus, leur

extraction sera gênée par la protection des nappes aquifères. A Bordeaux,

les besoins en bétons légers seront nombreux : isolation thermique, panneaux

préfabriqués pour résidences secondaires, massifs et contreforts, qui demandent

une grande quantité de granulats, dans une région où les granulats naturels

deviennent de plus en plus difficiles à exploiter. Il faut noter cependant

qu'en 1973 la Tuilerie-briqueterie française n'a pu vendre des granulats

légers alors que l'implantation de la Tuilerie-briqueterie d'Aquitaine

(association, pour la vente de produits et de béton banché entre GUIRAUD

Frères, GELIS et Cie et T.B.F. MAURY-LARIBIERE) était effective.

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6.4 . Possibilités d'implantation

II a été établi précédemment que les argiles s'expansant naturel-

lement ont une analyse chimique permettant d'être inscrite dans le couloir

représenté ci-contre.

En France, nombre d'argiles peuvent a priori être expansibles :

il faut citer les argiles et argilites de l'Yprésien, du Lutétien, du

Toarcien. Certaines vases silteuses de l'Holocène sont également expansibles ¡

des rejets issus du lavage de sables de construction (Bessin), de l'exploitation

des ardoises (Trélazé) seront des matières intéressantes pour l'avenir.

Sur le plan de l'environnement, l'exploitation des matériaux

expansibles sera toujours intéressante ; en effet pour 1 mètre cube de

granulats pour bétons, il convient d'extraire entre 250 et 500 Kg d'argiles

expansibles contre deux tonnes de granulats naturels. En terme de dégradation

du paysage, 1 m3 d'argile expansible peut remplacer 2 à 4 m3 de sables et

graviers ou de roches à concasser pour un même volume de béton (ciment +

granulats).

Dans le cas de schistes provenant de terrils ou de lavoirs, il

est bien évident' que le terrain n'est plus à acquérir, qu'il n'y a pas de

carrière à ouvrir et que l'environnement gagnera à la disparition de ces

déchets inesthétiques, trop souvent en surcharge, colorant et polluant les

rivières en aval.

7 - NOUVELLES POSSIBILITES D'UTILISATIONS

Bien que la production française actuelle ne soit pas entièrement

consommée, les usines productrices font évoluer la commercialisation des

granulats légers. Pour les producteurs ayant un autre moyen de production

rentable (tuilerie, briqueterie, fabrique de panneaux, de blocs légers,

etc.), la nécessité de vendre au mieux la production de granulats légers,

sans pour cela "casser" les prix incite à une meilleure information des

consommateurs, a une meilleure présentation des produits. De nouvelles

productions et utilisations sont certainement très prochaines.

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7.1. Revêtement de routes

Les produits expansés peuvent être utilisés en revêtement de

surface pour les routes. Ainsi, aux Etas-Unis, nombre de routes sont

construites en utilisant des schistes expansés comme granulats dans les

revêtements. L'emploi de ce type de matériau permettrait de diminuer forte-

ment le phénomène d'aquaplanning sur les routes très mouillées. Les granulats

légers, cassés dans le bitume ou le ciment, permettent à l'eau, sous la

pression des pneus, de pénétrer : momentanément dans les alvéoles et de ne

pas rester en surface glissante non compressible.

Il faut noter aussi les essais réalisés en Allemagne pour la

protection contre les effets du gel des routes per une sous-couche en

granulats légers.

Enfin les granulats légers seraient moins abrasifs que les granulats

naturels actuellement utilisés dans les revêtements de surface. Il est cependant

permis de s'interroger sur leur résistance à l'usure.

7.2. Usages agricoles

Si les Etablissements RIVIERE-LETQRT vendent déjà des granulats

légers pour l'amendement des sols, la culture sans terre, l'assainissement,

l'épuration, etc. d'autres pays ont déjà utilisé l'argile expansée pour

alléger les sols tassés par l'exploitation agricole intensive effectuée

a l'aide d'engins de plus en plus lourds. En Allemagne, les mousses plas-

tiques seront remplacées dans l'avenir par des granulats légers beaucoup

moins chers. Or, leur utilisation, lorsque les problèmes de prix des dérivés

du pétrole n'étaient pas encore posés, était déjà compétitive.

7.3. Thermomousse

C'est un matériau nouveau susceptible d'être fabriqué en éléments

de grandes dimensions. Les premiers essais ont été effectués par C.E.R.I.C.

et C.T.T.B.. L'argile expansible est séchée et broyée finement. Deux préparations

sont alors possibles :

7.3.1. - La poudre obtenue est versée dans un moule réfractaire,

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cuite dans un four jusqu'à 1 100°C à raison de 3G0°C/heure en vitesse de

montée en température, puis jusqu'à 1 350°C à raison de 75°C/heure. (Certaines

argiles peuvent être expansées à 1 200°C). Le palier est maintenu de 15 à

45 minutes suivant la densité désirée.

7.3.2. - On prépare des granules d'argile et, à la sortie du séchage,

ces granules sont versés dans un moule réfractaire. Après cuisson et

refroidissement, on obtient des produits en forme de plaques allégées, présentant

dés caractéristiques intéressantes :

Densité : entre G,3 et 0,7.

Porosité ouverte 2

fermée 79

Capillarité sous pression : nulle ou faible. Le matériau est étanche.

Comportement à l'humidité atmosphérique : reprise d'humidité nulle.

Dilatation thermique : coefficient de dilatation : 40 x 10 7.

Résistance au feu : ce matériau^cuit à très haute température,

est ininflammable, thermo-chimiquement stable, n'émet

aucun dégagement gazeux et conserve ses qualités physico-

chimiques jusqu'à aOO°C.

Isolation thermique : pour une densité de 0,4, la valeur du X sec

à 28°C est de 0,11 Kcal/h/m/°C, ce qui conduit à des

coefficients K. (voir Annexe IV]

Carácter

Epaisseurs en cm

8

12

16

25

•istiques mécaniques

la densité :

Densité

0,65

0,43

0,30

K en Kcal/h/m/°C

1,07

0,78

0,60

0,40

: elles sont directement fonction de

Résistance à la compression

52,9 bars

25,6 bars

22,8 bars

Formes : parallélépipèdes divers, plaques, blocs, panneaux de

grandes dimensions (jusqu'à 2,50 m).

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. -...2 a.

Couleurs : brun, noir.

Précisions dimensionnelles : matériau dimensionné à la fabrication

et susceptible d'être usiné sur chantier.

Il faut noter que de nombreux essais pour abaisser la densité et

augmenter la résistance mécanique sont en cours : des essais ont été faits

pour obtenir une densité de 0,3 et une résistance à la compression de 80 bars.

Il n'est pas nécessaire de prévoir toutes les utilisations possibles

de ce nouveau matériau pour assurer à l'avance son succès si le prix de sa

cuisson n'est pas trop élevé. En effet l'isolation et l'étanchéité de Thermo-

mousse l'orientent vers les protections de terrasses, vers la préparation de

panneaux émaillés isolant thermiquement et très esthétiques, de murs ou

cloisons monolithes de hauteur d'étage, d'éléments de façade de série,

d'éléments de toiture et de matériaux isolants dans le domaine du génie

chimique (containers à gaz liquéfiés, chambres froides, etc.].

Monsieur GUIRAUD (Tuileries et briqueteries du Lauragais] et

un entrepreneur de basse Bretagne, Monsieur CHUPÍN s'intéressent très

vivement à ce matériau d'avenir.

7.4. Industrie nucléaire

L'industrie nucléaire cherche déjà à utiliser, d'une part, les

qualités de résistance aux chocs thermiques des bétons légers, d'autre

part, ses propriétés absorbantes des rayonnements.

8 - LES AVANTAGES DES GRANULATS LEGERS D'ARGILES ET DE SCHISTES EXPANSES

Les nouvelles orientations qui seront probablement

réglementées en mars 1974 pour une isolation thermique effective et

obligatoire des nouvelles constructions de logements vont inciter les

Utilisateurs de matériaux à étudier de près les bétons légers. En effet,

dans une première étude (chauffage électrique intégré], le coefficient de

transmission thermique utile qui a été prévu pour les nouvelles constructions

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est de K. = 0,45 ; ce coefficient est très difficile à approcher sans résines,

ces résines qui font courir un risque grave lors d'un incendie. Le coefficient

volumique de déperdition calorifique G = G,80 va être sans doute retenu.

Les granulats d'argile expansée pourront donc; en tout premier lieu, être

employés dans les bétons caverneux ou semi-porteurs. La protection

acoustique des logements a été arrêtée par un décret du 14 juin 1969. L'arrêté,

pris en application de ce décret, fixe les règles générales de construction

des logements. Mais ces textes de loi ont été suivis par un arrêté du 10 février

1972 et une circulaire ministérielle du 29 juin 1972 définissant le "Label

acoustique". Le coefficient d'isolation phonique paraît lié au coefficient

d'isolation thermique. Les granulats légers d'argiles et de schistes expansés

auront ainsi leur place. Déjà des essais de panneaux en plâtre-granulats

d'argile expansée sont très avancés et vont permettre de remplacer des matériaux

sandwich à base de résine, en éliminant le danger qu'ils réprésentent.

La Société Eternit recherche des implantations près d'usines productrices

d'argile expansée pour préparer ces panneaux légers, résistants au feu,

dans lesquels le clouage peut être plus facile que dans des bétons caver-

neux et le tapissage plus simple pour un prix peu élevé. Insensibles au

feu, isolants thermiques et phoniques de première valeur, les granulats

de schistes et d'argiles expansés seront à la base des bétons légers

d'un futur très proche si les usines qui commencent leur production peuvent

passer le dur cap d'une rentabilité désaxée par les nouveaux prix des

hydrocarbures.

9 - CONCLUSIONS

Les granulats d'argiles et de schistes expansés sont désormais à

la base des préparations de bétons légers. Ils apportent de grandes qualités

à l'emploi de ces bétons : isolation thermique et acoustique, ignifugation,

bonne résistance mécanique. L'orientation actuelle de la législation dans la

construction fait plein appel à ces qualités.

En France, un certain nombre d'usines ont vu le jour et ainsi

un marché nouveau est prospecté, ouvrant de grandes perspectives : besoins

nouveaux dans la construction, en agriculture, pour la construction de routes,

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alors qu'on assiste, par ailleurs, à une raréfaction des granulats naturels et

à une obligation de remplacer les résines et matières plastiques dans la

construction des logements,

Certes les augmentations très lourdes du prix des hydrocarbures

pénalisent durement l'industrie des granulats expansés.

L'abaissement, constamment recherché, de la densité des granulats

compensera en partie cette augmentation et les avantages de confort ther-

mique, de confort acoustique, de sécurité d'incendie, d'environnement même,

devront être pris en compte pour faire accepter une augmentation du prix

de vente de ces matériaux.

Les gisements de matériaux expansibles doivent donc être recherchés

avec assiduité, car l'implantation d'usines nouvelles favorisera, de par

leur dynamisme commercial nécessaire, une meilleure connaissance des granulats

légers par les utilisateurs. Un marché consistant pourra être crée dans

chacune des zones importantes : région parisienne, Lyon - Marseille, Bordeaux -

Toulouse, mais seules des usines nouvelles pourront créer ce nouveau marché.

10 - BIBLIOGRAPHIE SOMMAIRE

SOLOVIEVA O.V. (1966] - De la composition et de l'aptitude à l'expansion

des roches argileuses. Keramzite i agloporite Kak stroïtel'nyi

material. Moscou 1966, p. 17 à 26.

BLOCH C , ARLE G. (1967) - Fabrication et utilisation de l'argile expansée.

Revue Arts et Manufactures n° 181. Décembre 1967.

BEAUVILLE J.L. (1968) - Compte rendu de visite de l'usine-pilote du centre

d'études et de réalisations industrielles et commerciales

(C.E.R.I.CD. BRGM, VDM, juin 1968.

ANONYME (1968) - Les bétons légers. Centre d'assistance technique et de

documentation du bâtiment et des travaux publics. C.A.T.E.D.,

mars-avril 1968.

Page 28: SGN 012 BSS - InfoTerreinfoterre.brgm.fr/rapports/74-SGN-012-BSS.pdf · La résistance au gel est excellente", la résistance au feu est celle des produits de terre cuite, c'est-à-dire

- 23 -

ANONYME (1968) - Les bétons légers en France. "Quoi de neuf ?" N.I. 141.

Centre d'assistance technique et de documentation du bâtiment

et des travaux publics. C.A.T.E.D., octobre 1968.

DEMANDER M. (1969) - L'argile expansée. Ses propriétés, son traitement,

ses emplois. Rapport BRGM 69 SGL 190 BGA. Août 1969.

Doc. WAMPFLER J. et Cie (1969) - La préparation de béton d'argile expansée.

L'équipement mécanique n° 86. Juin-juillet 1969, p. 39 à 42.

CHABREL L. (1970) - Application des bétons de granulats légers au bâtiment.

Revue des matériaux de construction n° 662. Novembre 1970, p. 350 à

352.

RASSE M. (1970) - L'argile expansée, matériau d'avenir. Céramiques indus-

trielles, n° 6, p. 45 à 50.

VENUAT M. (1970) - Fabrication et caractéristiques de certains granulats

légers. Revue des matériaux de construction n° 662. Nov. 197Q,

p. 343 à 349.

VIRONNAUD L. (1970) - Propriétés physiques des bétons de granulats légers.

Revue des matériaux de construction n° 662, novembre 1970, p. 338

à 342.

ANOMYNE (1970) - Light weight aggregates. Out put of expanded clay, shale

and slate continues rise. Rock Products. December 1970, p. 59-60.

BAUDET G. (1971) - LBS matières premières expansibles. Bull. BRGM, 2ème série,

section II, n° 5, p. 1 à 8.

BEAUVILLE J.L. (1971) - La place de l'argile expansée dans les bétons de

granulats légers. L'équipement mécanique n0'103, mai 1971, p. 86.

BERGER T.R. (1971) - Light weight aggregate. Newest concrete material.

Rock Products. October 1971, p. 118, 170, 174.

ERSKINE F.G. (1971) - Light weight aggregate. Accelerates systems construction

in building. Rock Products. October 1971, p. 120, 178, 180, 182

Page 29: SGN 012 BSS - InfoTerreinfoterre.brgm.fr/rapports/74-SGN-012-BSS.pdf · La résistance au gel est excellente", la résistance au feu est celle des produits de terre cuite, c'est-à-dire

- 24 -

HANQUEZ E., BOUTRY (1971) - La valorisation des cendres volantes et des

schistes houillers dans le bassin du Nord et du Pas-de-Calais.

Annales des Mines. Mars 1971, 18 pages.

KEES A., MEIER E. (1971) - Le béton léger prêt à l'emploi, en Suisse.

L'équipement mécanique n° 103, mai 1971, p. 71-72.

SCOB A. (1971) - Le béton s'allège. Phase zéro n° 4, avril 1971, p. 41 à 46,

Anonyme (1971) - Light aggregate. Rock Products. October 1971, p. 84-85.

Anonyme (1971) - Light weight aggregates : construction demand expectred

to rise in 72. Rock Products, december 1971, p. 60-62.

Anonyme (1971) - Industry news. Rock Products december 1971, p. 84.

DEMANDER M. (1972) - Méthode pratique de classification préliminaire des

argiles et roches aptes à l'expansion. Note interne. BRGM Jeddah.

VENUAT M. (1972) - Granulats légers artificiels pour bétons de structure.

Moniteur n° 18, 29 avril 1972, p. 53 à 57.

Anonyme (1972) - Argile expansée pour béton ultra-léger, léger-porteur,

semi-lourd et béton-mousse. Moniteur n° 49, 2 décembre 1972.

ALVISET L., HUET C., ALBENQUE M. (1973) - Produits nouveaux à base de terre

cuite. Industrie céramique n° 666, octobre 1973, p. 693 à 700.

CHEMILLIER P. (1973) - Le label "Confort acoustique". Industrie céramique

n° 666, p. 706.

RAUC (1973) - La protection acoustique des logements. Bâtir n° 26 (Centre

de recherche d'architecture d'urbanisme et de construction).

Novembre 1973, p. 53 à 62.

UNICEM (1973) - Mercuriales. UNICEM n° 486. 15 décembre 1973.

Anonyme (1973) - Les bétons de granulats légers. Bâtir n° 15, p. 49 à 60.

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A O E X E S

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- 1 -

ANNEXE I - Investissements et coûts de fonctionnement. Prix de vente desgranuiats légers

En janvier 1972, un des plus importants fournisseurs de fours

pour préparation d'argiles expansées, d'usines pour leurs fabrications,

avait envisagé plusieurs types d'usines compte tenu de la situation du

marché de granulats légers en France ; parmi celles-ci :

a] usine 100 tonnes/jour,

b] usine 250 t/j.

Les prix de décembre 1971 ont été conservés pour l'évaluation des

investissements (voir tableaux ci-après].

Ces chiffres proviennent d'une étude de CERIC (Centre d'études

et de réalisations pour l'industrie et le commerce, 4, rue Richepanre

Paris].

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- 2 -

Investissements pour des usines complètes

Traitements thermiquesMécaniqueRéfractaireChauffeElectricitéRégulationTransportMontage

Amélioration+ 25 t/j

FabricationPréparationterreGranulationElectricité

Génie civilTraitementthermiquePréparation

AménagementsDivers

BâtimentBureauAtelierMat. CarrièreTransfo.

Divers

Total (F)

100 t/j

2 250 000

780 000

360 000

620 000

4 010 000

400 000

4 410 000

250 t/j

4 300 000

1 155 000

500 000

850 000

6 805 000

680 000

7 485 000

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- 3 -

Comptes d'exploitation prévisionnels et résultats pour différentstypes d'usines - Chiffres 1971 -

EXPLOITATION (F)

Combustible

Force motrice

Matières consommables

Personnel

Entretien

Frais gestion

Frais commerciaux

Frais financiers

Provisions

Amortissements

Totaux (F)

RESULTATS

Densité 0,40prix 35 F/m3

Chiffre d'Aff. H.T. (F)

Résultats avant impôts

Densité 0,45prix 35 F/m3

Chiffre d'aff. H.T.

Résultats avant impôts

Pour un investissement de (F)

et une production de (t)

100

455

144

80

510

210

100

200

215

100

630

2 645

2 887

242

4 410

33

t/j

500

500

000

000

000

000

000

000

000

000

000

500

500

000

000

1

4

J2

6

1

7

250

990

270

170

600

450

150

300

419

150

070

569

218

649

353

783

485

82

t/j

000

000

000

000

000

000

000

500

000

000

000

650

650

000

000

000

500

On doit cependant noter que le fuel en 13 mois (1/01/73-1/01/74]

a augmenté de 193 % dont 108 % en janvier 1974, ce qui cause une augmenta-

tion de 30 % du prix de revient (exactement 29,87 % ) .

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- 4 -

Eléments de calcul des coûts de production- Chiffres 1971 -

COMBUSTIBLES (150 F fut

Usine

Production (t)

fuel/t (kg)

Consommation/an (t)

Coût (F)

FORCE MOTRICE (8,!

ConsommationFabrication (KW)

ConsommationFours (KW)

Divers (KW)

Total consommation (KW)

Coût (F)

Arrondi à (F)

;1 à la tonne

100 t/j

33 000

90

2 970

455 000

3 centimes le

1 020 000

560 000

120 000

1 700 000

144 500

144 500

0

250 t/j

82 000

80

6 600

990 000

; kW)

2 000 000

1 000 000

180 000

3 180 000

270 300

270 000

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- 5 -

Personnel (Chiffres 1971)

^"\^^ Production

Personnel "^-\

Ingénieur

Contremaître

Employé

Entretien

Cuiseurs

Surveillants

Aides

Carrière

Parc

Frais direction

Frais administratif

Total

Arrondi à (F)

1

2

1

3

4

3

1

1

1

17

100 t/j

54 000

84 000

24 000

72 000

87 400

64 800

20 400

21 600

21 600

40 000

20 000

509 800

510 000

1

2

2

4

4

3

2

2

2

22

250 t/j

66 000

84 000

24 000

72 000

87 400

64 800

20 400

43 200

43 200

65 000

30 000

592 400

600 000

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- 6 -

FRAIS FINANCIERS (Chiffres 1971)

Escompte

2 % du chiffred'affaires

Intérêt des emprunts

(8,5 % de 40 % de1'investissement)

TOTAL

100 t/j

66 000

149 000

215 000

250

165

254

419

AMORTISSEMENTS

Calculés sur la base d'un amortissementlinéaire en 7 ans.

t/j

000

400

500

Des usines de production plus importantes se construisent

désormais : de 800 m3/jour à 1 500 m 3/j.

Les prix de ces usines sont, en 1973, approximativement les

suivants : 800 m3/j : 9 millions de francs

1 000 m3/j : 11 millions de francs

1 500 m3/j : 13 millions de francs.

Par ailleurs, les prix des granulats sont très influencés par

la présence d'une tuilerie accolée à l'usine (carrière mixte], ou par la

possibilité»dans une carrière, de valoriser une couverture d'argile expansible

jusqu'alors non utilisée et mise aux déblais (ISOL, TBF). Il est alors évident

que le prix de la matière première n'apparaît que pour très peu dans le prix

de revient.

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- 7

La préparation des granulats coûte cher et l'humidité de l'argile

ne doit pas être trop élevée au sortir de carrière. La teneur maximale en

eau est rencontrée dans une usine de Bratislava : l'argile utilisée a une

teneur en eau de 18 à 30 % à l'arrivée à l'usine ; mais si, au début de la

marche de l'usine, la préparation humide paraissait la meilleure, depuis

plusieurs années l'argile est séchée avec l'air chaud récupéré à la sortie

du four, jusqu'à avoir une teneur en eau de 4 %. Elle est broyée et façonnée

en granules. Ceux-ci sont ensuite réhumidifiés jusqu'à contenir 12 % d'eau ..

Il apparaît donc que les exigences d'énergie importantes, pour le

séchage, pénalisent désormais très lourdement les argiles très humides. Les

argiles actuellement employées en France ont des teneurs en eau à la sortie

de carrière de 16 à 23 %.

Les prix à la vente des granulats d'argiles et de schistes expansés

ont assez peu varié depuis 1970. En effet le prix proposé par la première (en

date) usine française (C.T.N.) n'était pas très élevée et ceci à cause d'une

production de granulats de qualité très moyenne : 30 F/m3 en 1969.

En 1973, les prix s'échelonnnent entre 35 et 45 F/m3 hors-taxe,

départ usine. Certes, des productions telles qu'ISOL (C.C.B.) peuvent être

vendues moins cher, puisque le prix de revient est beaucoup plus bas

(granulats produits à partir d'une argile de couverture dans une carrière

de calcaire à ciment), 20 F/m3 hors-taxe, départ usine.

Cependant, on doit s'attendre à très court terme à une augmentation

générale d'environ 7 % c'est-à-dire que les granulats seront vendus aux prix

d'environ 40 à 47 F/m3.

Il faut noter qu'en Allemagne Fédérale le prix moyen H.T. départ

usine est actuellement de 50 F/m3.

Il est difficile de prévoir les prix futurs] toutefois^ avant les

hausses très importantes des hydrocarbures, les prix de vente suivants

étaient envisagés pour 1980 :

50 F/m3 pour granulats légers,

40 F/m3 pour granulats naturels.

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- ö -

ANNEXE II - LES USINES DE PRODUCTION FRANÇAISES

En dehors de l'usine de production "LECA" du Comptoir tuilier du

Nord et de l'usine-pilote des Houillères du Nord et du Pas-de-Calais à

Halluch, plusieurs producteurs de granulats légers se sont lancés dès

1971 en différents points de France : il faut toutefois remarquer qu'en

1972 et 1973, les usines nouvelles ont été montées par des tuiliers et

briquetiers.

1. Le Comptoir tuilier du Nord (C.T.N.)

Le C.T.N. a son siège, 117 rue Nationale, 5970G Marq-en-Baroeul (Tel :

(203 55.62.70) et son usine de production à 59143 Watten. C'est la première

usine de production de granulats d'argile expansée en France (1963]. C'est

le procédé LECA (Light Expanded Clay Aggregate] qui a été choisi, surtout

à cause des énormes gisements d'argile yprésienne. Cette argile ressemble

beaucoup par ses caractéristiques à l'argile Danoise, du même niveau stra-

tigraphique, de LECA (World] Ltd. 16 Vestergade Copenhague K. Danemark,

première usine de production en Europe.

Les qualités de l'argile sont les suivantes :

- hautement colloïdale et d'une "texture grasse",

- pourcentage de calcaire faible (< 4 % CaQ],

- pourcentage en fer élevé (> 6 % Fe203],

- température moyenne de cuisson (1 150 à 1 200°C].

La préparation des granulats légers à partir des argiles yprésiennes

emploie un train de préparation de terre très comparable à ceux utilisés dans

l'industrie briquetière. L'argile est homogénéisée et des ajouts d'adjuvants, ;

fuel et hyposulfite de sodium, sont apportés pour améliorer l'expansion.

Puis l'utilisation d'un granulateur-sécheur type "cylindre rotatif" dans

lequel l'argile avance à contre-courant d'un flux de chaleur provenant du

four, permet aux granules de conserver une forme favorable par attrition.

Dans le prolongement de ce sécheur, le four rotatif porte, en moins de

trente minutes, les granules secs à 1 200°C (environ) et provoque expansion

et grésage. Les recherches pour une absence de collage entre les granules

ont été très nombreuses et le Comptoir tuilier du Nord, qui voudrait doubler

son potentiel de production et atteindre 400 mVjour, s'oriente vers un

nouveau four "LECA" plus élaboré.

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- 9 -

Les granulats sont présentés sous trois granulométries :

0/2 mm - 3/10 mm - 10/20 mm (400 kg/m3h

II faut également noter la production par broyage d'un sable

"LECA" (B00 kg/m3).

3 O CO

C < et-X ÍD O

-S 3

n»o

0»<o

• - 5

CD

po

rti

lu

- -5

- -sfD* CO(/) íDi—•. r+ons

tan

t

Densité

600 K g / m 3

1 100 K g / m 3

1 600 kg/m 3

Composition type

LECA 10/20 1 100 1Ciment 150 kg

a) Composition à 3granulats :

LECA 10/20 650 1LECA 3/10 297 1Sable de LECA429 1Ciment 300 kg

b) Composition à 2granulats :

LECA 10/20 910 1Sable de LECA460 1Ciment 350 kg

LECA 10/20 500 1LECA 3/10 445 1

Sable de Selne468 1Ciment 350 kg

Résistance àla compres-sion à 28jours

20 à 35kg/cm2

120 à 200kg/cm2

±280 kg/cm2

IsolationX utile en

Kcal/m/h/°C

0,22

0,40

0,75

Type d'emploi

Isolation de terrasseIsolation de solCoisons intérieures

Préfabrication

Béton banché

Murs porteurs

Béton armé courant

de bâtiment

Les granulats:du Comptoir tuilier du Nord vendus aux prix de

30-35 F/m3, produits en 1973 à raison de 50 000 tonnes environ^ ont permis

des realisations intéressantes parmi lesquelles :

C.E.S. Anzin (Entreprise G.T.E.).

Résidence Bois d'Achelles à Bondues (Entreprise P. LAUQUART).

Résidence universitaire à Nancy (Entreprise PERTUY),

2. Les houillères du bassin du Nord et du Pas-de-Calais,rue Bollaert B.P. 67, 62303 Lens (Tel : (21] 28.16.90), ont, pour valoriser

les sous-produits de l'industrie houillère, créé plusieurs sociétés filiales.

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- 10 -

La société SURCHISTE, service commercial : usine d'Hulluch, route

de Vermelles, Hulluch 62410 Wingles (Tel : (21] 29.51.66] est créée, à

l'origine, pour une fabrication de briques, en 1960, à Hulluch.

Après un beau succès de ces briques (production de 1 600 000 t

en 1970], la société SURSCHISTE (Société d'utilisation rationnelle des

schistes], en collaboration avec CERIC et CERCHAR, a étudié dans ses

laboratoires de Vendin-le-Vieil (Pas-de-Calais] l'expansion des schistes

houillers de lavoir.

Grâce à l'expérience céramique acquise par la mise au point de

la transformation des schistes en matériaux de terre cuite, l'emploi de ces

schistes pour la production de granulats légers put être étudié assez rapi-

dement malgré la difficulté due à la présence du carbone, en quantité ir-

régulière dans la matière première. La teneur en oxydes de fer et carbone,

source de C0 et de C02 était capable de provoquer la formation de gaz à

toutes températures. Les essais ont d'abord été conduits dans un petit tube de

1 kg/h, puis dans une installation de 1,5 t/h avant de donner lieu, sans

trop de surprises désagréables, à une usine-pilote de 35 t/jour à Hulluch.

Les teneurs en carbone sont très hétérogènes dans ces schistes

(entre 6 et 12 %] et une technique très particulière de préparation dut

être étudiée. En effet, pour avoir des teneurs en carbone à peu près

régulières, les schistes, à l'arrivée, sont classés en 4 ou 5 calibres,

dosés pondéralement, préconcassés à 30 m/m et réduits en poudre dans un

broyeur à boulets ventilé qui assure le séchage des bruts. La granularité

est très fine, afin d'éviter l'expansion de gros grains non argileux de

sidérite et de quartz. Les schistes sont donc réduits à 500 \i, le séchage

des granulométries fines étant facile. Malaxée ensuite soigneusement avec

de l'eau, cette poudre donne une pâte à 13-14 % d'eau qui est extrudée

sous vide dans une étireuse. Les petits cylindres coupés (suivant les

campagnes à 5,8 ou 10 mm de <j>], à longueurs égales au diamètre ± 25 %

sont ensuite séchés par l'air chaud provenant de l'ensemble thermique.

Le séchoir rotatif à aubes d'injection, tournant très lentement

afin de ne pas briser les nodules en cours de dessication, permet un séchage

poussé "à coeur", Les granules secs arrivent dans le premier four appelé

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- .11 -

"préchauffeur",, ils demeurent 30 minutes environ et sortent à 7DQ°C pour

tomber dans un décarboneur équipé spécialement de soufflages latéraux d'air

frais nécessaire à la combustion du carbone des schistes. En bout de four,

ces soufflages disparaissent et les granules sont grésés à 1 030°C. Dans

le four "expanseur", ils sont brutalement portés et maintenus à 1 35Q°C

par deux tuyères opposées très puissantes.

Les granulats légers sont alors refroidis dans le dernier four.

La consommation thermique^ de l'ordre de 700 à 800 thermies/tonne, représente

environ la moitié de celle qui est nécessaire à l'expansion de l'argile.

Les granulats légers de schistes expansés fabriqués dans l'usine

pilote d'Hulluch sous la dénomination SUREX (société d'utilisation rationelle

des expansés) sont présentés sous deux formes, de composition chimique très

proche de :

%

silice 63.51

alumine 20,86

oxyde ferrique 8,44

" de manganèse 0,15

de titane 1,02

de calcium 0,33

" de magnésium 1,56

anhydride sulfurique traces

soufre des sulfures 0,02

oxyde de sodium 0,79

oxyde de potassium 3,25

perte au feu 0,08

Total 100,01

Analyse Laboratoire central des Ponts et Chaussées. Février 73.

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Caractéristiques des granuláis SUREX

- 12 -

Densité vrac moyenne

Densité du granule

Densité de la matière premièreAbsorption d'eau

Calibres

Résistance à la compression desgranules

SUREX 425

0,425

0,750

2,6505 à 6 % en volume en 72heures

4/10, 6/12, 8/15, 10/20 mm

25 bars

SUREX 650

0,637

1,128

2,6506 à 7 % en volumeen 72 heures

6/12 mm

39,5 bars

Bétons réalisables avec SUREX 425

Densité du béton sec

Résistance à la compression(après 28 jours)

Dosage en ciment

Quantité de granulats par m3 debéton

Bétons caverneux

0,7 à 1,2

35 à 200 bars

150 à 200 kg/m3

1 000 litres par m3

Bétons pleins

1,2 à 1,4

100 à 200 bars

200 à 350 kg/m3

850 litres par m3

Conductivité thermique utile des bétons è l'état sec :

X = 0, 15 à 0,45 Kcal/m/h/°C suivant la masse volumique.

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- 13 -

Exemple de oompos-Ltion de béton avec SUREX 425^ pour 1 m3 de béton

6/

6/

4/

Cal

12

12

10

ibre

ou 8/15

oulO/20

ou 8/15

Poids

500

450

380

granuláis

kg

kg

kg

Poids

175

200

350

ciment

kg

kg

kg

Poids sablenaturel

300 kg

625 kg

Masse

650 à

900 à

1 350 à

volumique

700

950

1 400

kg/m 3

kg/m 3

kg/m 3

Résistance à28 jours

35 à

100 à

250 à

40 bars

150 bars

300 bars

Grâce à sa faible teneur en S03 et en soufre des sulfures, à ses

bonnes caractéristiques physico-chimiques, le granulat SUREX 650 a pu être

employé avec succès dans des structures précontraintes ou en béton armé.

Ainsi étudié par la Compagnie industrielle de travaux (Entreprise

SCHNEIDER), en fonction de l'instruction provisoire du 12 août 1965 (fasci-

cule spécial n° 65-15 bis) pour le calcul des ponts et viaducs, le béton de

composition suivante a été employé pour le tablier du pont de Cheneau sur la

Moselle (renseignements "Compagnie industrielle de travaux) :

- Schiste expansé 6,3/10 mm.y compris 35 litresd'eau absorbée, soit 6,5 % du poids

- Sable de rivière 0,3 mm

- Ciment CPA 325

- Plastiment liquide

- Eau d'apport

- A i r spontanément occlus

kg/m 3

567

599

425.

2

157

-

1 750 kg

1/m 3

449

225

138

2

157

29

1 000 1

C'est ce granulat qui a été utilisé pour la réfection de la

première travée R.G. du pont suspendu de Jargeau sur la Loire.

Le prix de ce granulat n'est pas plus élevé à la vente que celui

d'argile expansée "LECA" (C.T.N.), soit 31 à 33 F/m3 H.T. départ.

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- 14 -

L'usine-pilote d'Hulluch a été stoppée en 1973 et une nouvelle

société SUREX (20, rue des Minimes, 59500 Douai] a vu le jour en cette

même année par apports de capitaux des sociétés suivantes : Charbonnages

de France, Omnium des ciments, Amey Roadstone Corp. Ltd, le groupe belge

Spiers. Cette société lance la construction d'une usine de 1 000 m V j de

schistes expansés située près du lavoir de 62740 Fouquières-les-Lens.

La prévision de vente de granulats s'oriente comme suit :

10 % béton de structure pour ponts,

90 % béton de structure pour planchers et murs.

Forte de l'expérience de la préparation du pilote, la société

SUREX entrevoit l'exploitation de schistes houillers de lavoirs et de ter-

rils dans d'autres régions de France.

3. Les établissements ARGILEXPAN,4, quad du Canal, 67200 Hochfelden (Tél. (88) 91.50.60).

ARGILEXPAN a ¿aneé en juillet 1971 une unité de 200 mVjour d'argile

expansée. Les matières premières nécessaires à la préparation d'argile expansée

sont de deuxr sources :

- argiles schisteuses et limoneuses provenant de la carrière

de Mutzenhouse (marnes à ovoïdes du Charmonthien). Analyses :

kaolinite 50 %, illite interstratifiée 40 %, quartz, calcite,

feldspath -,

- argiles riches en oxydes de fer provenant de la forêt Noire

en Allemagne.

Les mélanges d'essais ont été variés et celui qui paraît le meil-

leur est 95 % Mutzenhouse, 5 % forêt Noire. Le mélange de matériau est broyé

à 500 y, malaxé avec 20 % d'eau, extrudé et désaéré puis les boudins

sont coupés, suivant les campagnes (6, 8, 10 ou 12 mm de <j>), en longueurs

égales au diamètre.

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C'est sur une bande transporteuse séchante (séchoir à bande) que

les granules vont demeurer durant 20 minutes environ à 300°C. Les granules

tombent ensuite dans un four rotatif d'une vingtaine de mètres de long,

construit par KETTENBANER-WJRG [Baden), République Fédérale d'Allemagne.

Dans la première moitié du four, les granules passent progressivement à

la température de 700°C en 10 minutes environ puis dans la deuxième moitié

du four, ils séjournent environ 7 minutes et la température passe de 700 à

1 100°C. Les granulats sont ensuite refroidis sur des bandes où l'air chaud

est récupéré au profit de l'installation de séchage. Un criblage suit la

sortie des granulats :

> 20 mm

20/10 mm

10/3 mm

< 3 mm

La fraction > 20 mm est concassée et fournit le "sable".

Les granulats ont une densité de 400 à 500 Kg/m3 et les bétons

préparés varient de 1 200 Kg/m3 (granulats + sable Argilex pan + ciment)

à 1 700 Kg/m3 (granulats + sables naturels + ciment).

De nombreuses pannes ont marqué cette production de granulats

légers depuis le début de la fabrication.

Les mélanges d'argiles ont été très délicats à mener, car l'argile

de Mutzenhouse était très fondante et avec moins de 5 % de l'argile de la

forêt Noire qui est d'un prix élevé, des collages nombreux entre les granules se

produisaient. Le fait du mélange lui-même causait des insertions de bulles

d'eau dans les granules et donc des éclatements dans les granulats pendant

la cuisson.

La société EITOSA, constructeur responsable de l'usine, remplace

au fur et à mesure les pièce défaillantes, mais Argilexpan paraît en- dif-

ficultés financières. Son prix de vente des granulats, destinés à l'expor-

tation vers l'Allemagne est cependant de 50 F/m3 H.T. départ.

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- 16 -

4. Les établissements RIVIERE-LETORT,

35290 Saint-Meen-le-Grand (Tél. (99) 09.60.05), dirigés par

Monsieur D. RIVIERE.

Ils produisent un agrégat d'argile expansée "ARGI-OUEST" à raison

de 350 à 400 mVjour en 1973, avec possibilité de produire jusqu'à 800 mVjour

dans leur usine très récente (mise en route printemps 1973). C'est un ensemble

CERIC (Licence américaine PELM) "à deux fours et trois brûleurs", spécialement

calculé pour l'expansion

four d« cuisson

Arrivéedis

granuláis

Refroidisseur.

Vtrs

cribUge etstockage.

des argiles des Etablissements RIVIERE-LETORT, d'une longueur de 87 m, il

permet une production de granulats remarquables par leur faible densité. La

matière première est un mélange de deux argiles provenant de deux gise-

ments distincts à 18 % d'humidité : Saint-Jacut-du-Mené, 30 Km de

Saint-Meen, très expansible (Lutétien) et Saint-Meen-le-Grand, peu expansible.

Les variations de mélange permettent de préparer des granulats de densités

différentes. Pour une production de 350 à 400 m3/jour, les prix de revient

approchent les 30 F/m3. L'intérêt d'abaisser la densité des granulats est

évidemment fort intéressante, car si le prix de revient est un peu augmenté

par l'élaboration plus complexe de granulats très peu denses, le prix de

vente est fixé au mètre cube. Le prix de vente usine est aux environs de

42 F/m3 H.T. départ. Les augmentations du prix du fuel pénalisent très

dangereusement cette production d'argile expansée ; une faible augmentation

de 7 \ sera bientôt effectuée sur le prix de vente des granulats mais

l'augmentation du prix de revient est de 30 % .

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Les productions ARGI-OUEST sont les suivantes :

ARGI-OUEST

Sable expansé

(non broyé)

Super léger

Léger

Lourd

. 18.309

Classe A

de-la norme P

Classe B

de la norme

Classes granulairessuivant normeP. 18.309

0/3

3/10

10/20

3/10

10/20

3/10

10/20

Densité vracmoyenne

0,650

0,250

0,400

> 0,400

Absorption d'eau envolume à 48 h suivantnorme P. 18.309

7 à 15 %

suivant densité

Les granulats légers ARGI-OUEST sont actuellement vendus à une

dizaine de clients préparant exclusivement panneaux préfabriqués, panneaux

de béton caverneux "in situ" et blocs creux. Les blocs 20 x 20 x 50

préparés avec ces granulats pèsent 11 Kg et ont une résistance mécanique

de 76 bars.

Les bétons d'argile expansée ARGI-OUEST ont les compositions

conseillées et caractéristiques suivantes :

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CO

COMPOSITION DES

Granulats

ARGI-OUEST 10/20

ARGI-OUEST 3/10

ARGI-OUEST0/3 sable3/10 Densité 0,2510/20 Densité 0,25

ARGI-OUEST0/3 sable3/10 Densité 0,40

10/20 Densité 0,40

Sable siliceux classiqueARGI-OUEST

3/10 Densité 0,2510/20 Densité 0,25

Sable siliceux classiquekRGI-OUEST

3/10 Densité 0,4010/20 Densité 0,40

Sable siliceux classique\RGI-OUEST3/10

Densité > 0,4010/20

BETONS

Dosage cimentpour 1 m 3 debéton

170-180 kg

C . P . A . L . 325

300 à 325 kgC . P . A . L . 325

300 à 325 kgC . P . A . L . 325

350 à 400 kgC . P . A . 400

375 à 400 kgC . P . A . 400

350 à 400 kgC . P . A . 40

Typesde

bétons

Caverneux

Béton plein

léger

Légerporteur

Légerporteur

Porteur

Structure

APPLICATIONS

Remplissage. IsolantCalorifugeageChapes isolantes

Blocs. Eléments manufacturésclassiques. Panneaux et éléments deremplissage. Murs banchés. ChapesBoisseaux de cheminée hauteur d'étage

Panneaux préfabriquésMurs banchésStructures isolantes

Panneaux préfabriquésMurs banchésEléments préfabriqués divers

Préfabrication d'éléments porteursDalles pleines. PlanchersStructures légères

Ossature des bâtimentsPonts. Génie civilDalles. Béton précontraint

CARACTERISTIQUES DES

Résistance àla compressionà 28 jours enbar

20à

30

90a

110

150à

170

150à

180

300à

320

300à

400

Masse volu-mique sèchekg/m 3

600à

800

1 000à

1 100

1 100à

1 200

1 200à

1 300

1 400à

1 600

1 600à

1 800

BETONS

Coefficient deconduct!vitéthermiqueKcal/m/h/°C

0,15à

0,20

0,20à

0,30

0,30à

0,40

0,40à

0,45

0,45à

0,60

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D'autres recherches sont actuellement effectuées pour des matériaux

ou emplois nouveaux (panneaux de plâtre à structure de granulats légers,

granulats légers pour l'agriculture etc.].

5. La tuilerie-briqueterie française (T.B.F.)

16270 Roumazières-Loubert [Tél. [45] 95.62.24], dirigée par Monsieur

MAURY-LARIBIERE.

Elle produit un agrégat d'argile expansée "ARGI-16" à raison de

20Q mVjour en 1973 et verra sa production passer à 400 mVjour en 1974.

L'usine d'argile expansée est très récente (juillet 1972]. Son ensemble

de cuisson-expansion est du type à "deux tubes et trois brûleurs".

Le CERIC a été maître-d'oeuvre de la construction de l'usine

(investissement proche de 5 000 000 F). Le schéma du processus d'expansion

d'ARGI 16 est le même que celui d'ARGI-OUEST.

L'argile, trop ferrugineuse pour l'emploi en tuilerie, provient

du même gisement qui alimente la très moderne usine de production de tuiles

(à noter, en particulier, la presse automatique à impulsions électriques].

Un adjuvant, 0,3 % de fuel, permet une régulation mais n'étant pas de grande

nécessité, il va être supprimé prochainement ; il est ajouté durant l'opération

de malaxage-humidification, avant granulation et séchage.

Les granulats "ARGI 16" sont classés en trois catégories :

Granulometrie

Densité vrac

usuelle

moyenne

Densité du béton obtenu

Résistance àbéton obtenu

ConductivitéKcal/m/h/°C

la compression du(après 28 jours)

thermique utile en

0/3

de

de

de

de

ARGI-16ultra-léger

.3/10.10/20

0,25 à 0,30

0,60 à 1,00

30 à 100 bars

0,2 à 0,4

ARGI-16léger porteur

0/3

de

de

de

de

.3/10.10/20

0,40 à 0,45

1,00 à 1,50

120 à 200 bars

0,4 à 0,7

ARGI-16semi-lourd

0/3.3/10.10/20

? 0,50

> 1,70

> 300 bars

de 0,7 à 1,1

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- 20 -

Un centre de distribution très élaboré permet aux camions venant

se charger de recevoir un mélange demandé, simplement programmé sur pupitre

de commande. Cet ensemble de distribution doit être doublé en 1974.

Le prix de vente des granulats est de 42 F/m3. Le prix de revient

aux environs de 30 F/m3 (avant augmentation du fuel]. La production de 1973

s'est orientée vers deux utilisations principales :

- livraison aux Etablissements GELIS et Cie (tuilerie-

briqueterie] à 31770 Colomiers (près Toulouse] pour une

fabrication de panneaux et planchers précontraints "FABRE" ;

- préparation de blocs légers dans une nouvelle usine T.B.F.-

Précéco (préfabrication céramique du centre-ouest] à

16270 Chasseneuil.

Deux fois plus légers (1 000 Kg/m3] que les blocs de béton normal,

les blocs de béton léger "T.B.F.-ARGI 16", livrés sous housse plastique, se

posent selon les règles relatives aux blocs de béton normal (D.T.U. n° 20].

Les caractéristiques d'isolation thermique des murs finis sont

les suivantes :

Dimensionbloc en

15

17,

20

22,

25

x 30 x

5x30 x

x 30 x

5x30 x

x 30 x

ducm

50

50

50

50

50

Nombre delames d'air

2

2

2

2

3

Caractéristiques physiquesfini

Epaisseuren cm

17,5

20,0

22,5

25,0

27,5

Coefficient =K = kcal/m7h/°

Béton léger

1,55

1,45

1,35

1,25

1,20

Béton

l

1

l

du mur

C

normal

-

-

,70

,65

,63

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La résistance mécanique des blocs est supérieure à 25 bars (L 25)

ou 40 bars (L 40) conformément à la norme NFP 14.304.

L'usine de Chasseneuil "T.B.F.-Précéco" prépare également des

éléments "NORMATEC", en béton d'argile expansée "ARGI-16", pour maisons

individuelles de norme P. 01.101.

La Direction de la tuilerie briqueterie française s'intéresse

également aux essais de préparation de briques "Thermomousse" à pores

très fins et, en association avec les tuiliers-briquetiers GUIRAUD et

GELIS, participe à la direction à Bordeaux d'une usine de béton "prêt

à l'emploi" et d'un magasin de produits de terre cuite (Tuilerie briqueterie

d'Aquitaine, T.B.A.).

6. Les Etablissements GELIS et Cie,société anonyme au capital de 3 000 000 F, 3177G Colomiers,

(Tél. (61) 86-71-65) Télex 52365 gélibriq Colmi. R.C. Toulouse 55 B 273.

Ils ont débuté en 1972 une production très réduite d'argile expansée de l'ordre

de 5 000 t/an. Actuellement cet ensemble de cuisson est stoppé. En effet

l'argile pouvant s'expanser est en trop faible quantité dans le gisement

de la tuilerie-briqueterie. Pour assurer ses fabrications de panneaux

et planchers précontraints "FABRE", les Etablissements GELIS et Cie

s'alimentent en ARGI-16 à Roumazières à raison de 60 à 100 mVjour.

Cette société produit actuellement plus de 40 000 tonnes par mois

de briques creuses, porteuses, de parement et de tuiles, de hourdis, de

boisseaux, etc. dans quatre usines très importantes : Loudet, Dumaine I, II

et III. La carrière qui fournit l'argile s'étend sur 25 hectares. La pros-

pection commerciale porte sur trois régions économiques : Midi-Pyrénées,

Languedoc-Roussi lion, Bordeaux-Aquitaine.

7. Les tuileries briqueteries du Lauragais, GUIRAUD Frères,114 Bd de l'Embouchure 31 - Toulouse (Tél. 47.34.31, 32. 33) Télex 57.806

Elles ont de nombreuses filiales de production de briques et de préfabrications.

Ce groupe très important apparaît comme le n° 1 français de la briqueterie

et la tuilerie. De gros développements sont en cours pour une meilleure

diffusion des panneaux précontraints (plus d'un million de m2 par an) et

de vente de pavillons préfabriqués.

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22 -

Au Laboratoire central de Castelnaudary s'élaborent les produits

futurs, en particulier des éléments en thermo-mousse à base d'argile à

tuile, cuite à 1 250 - 1 300°.

ANNEXE III - LES USINES DE PRODUCTION ETRANGERES, EXPORTANT VERS LA FRANCE

La Belgique, qui a déjà une production potentielle de près d'un

million de tonnes, est susceptible d'approvisionner le Nord et la région

parisienne par la production de deux usines proches de la frontière.

Une de ces usines productrices de granulats légers de bonne

qualité a repris plusieurs fois des marchés laissés sans suite par la

carence de production de l'usine française de Watten.

1. L'argile expansée ISOL produite par la Compagnie des ciments belges

(B.7530 Gaurain - Ramecroix - Belgique Tel : Tournai (69) 466-21, Télex

571.40 CCB) est actuellement rencontrée fréquemment sur le marché français.

La Compagnie des ciments belges "C.C.B.", société anonyme au

capital de 900 millions de francs belges, a été constituée en 1957 suite

à la fusion de quatre sociétés cimentières et carrières du Tournaisis.

Actuellement, son immobilisation brute s'élève à plus de 3 milliards de

francs belges.

Elle exerce ses activités industrielles sur quatre plans :

- l'exploitation des carrières (La carrière de Gaurain qui

exploite un gisement de calcaire dur, à teneur relativement

élevée en silice, atteint un débit horaire de 3 000 tonnes) ¡

- la préparation de ciments ;

- la préparation de granulats légers ;

- la préparation de bétons "prêts à l'emploi".

La matière première de l'ISOL est une argile yprésienne de "recou-

vrement" des calcaires. Après différentes opérations d'homogénéisation, de

broyage et de laminage, l'argile est extrudée sous vide à travers des fi-

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- 23 -

lières et découpée en éléments parfaitement calibrés. Elle passe ensuite

dans un four rotatif où elle est cuite à environ 1 200°C.

Deux classes d'ISOL sont présentées actuellement :

1/ ISOL "léger" qui par tamisage des produits cuits est séparé en 3 calibres :

gros : 16/20 mm masse volumique : 400 kg/m3

moyen : 4/10 mm masse volumique : 450 kg/m3

fin : 0/5 mm masse volumique : 650 kg/m3

2/ ISOL "S" présenté en un seul calibre :

grains 4/12 mm masse volumique : 650 kg/m3.

La possibilité de production de l'usine de Gaurain est de 2 000 m3

par jour mais actuellement les granulats d'argile expansée sont produits de

juin a décembre seulement. La vente est orientée pour sa plus grosse part

vers la France.

2. La société AGRAL,

filiale de S.A. Ciments d'Obourg (1000 Bruxelles, Belgique) et des Houillères

de Belgique, prépare des granulats de schistes expansés.

C'est 1'AGRAL 650 qui a été choisi comme granulat léger pour la

construction des planchers du nouveau centre d'affaires des Hauts-de-Seine

à Nanterre. L'entreprise, chargée de la réalisation de ce centre d'affaires,

consciente de l'avenir réservé aux bétons légers (Fougerolle Construction), a

décidé avec l'accord du maître-d'ouvrage et des bureaux d'étude et de contrôle

(SOFRACIM, Cabinet Jean DARRAS, Omnium technique OTH, Bureau international

d'étude et projets (BIEP), Bureau Veritas) de réaliser les dalles de plancher

en béton de granulats de schistes expansés (Le béton rationel contrôlé

BRC). Ce sont des dalles de 1 400 m2 ayant de 7,30 à 7,50 m de portée, en

24 cm d'épaisseur, dont les surcharges varient de 250 à 400 kg/m2 suivant

les endroits.

Quelques difficultés se sont fait jour au début du coulage, les

ouvriers ayant tendance à trouver le béton trop sec et devant apprendre à

vibrer à l'aiguille et à la règle un matériau ne réagissant pas comme le

béton ordinaire. L'expérience est une réussite et peut-être, forte de cet

essai, l'équipe qui l'a mené à bien franchira bientôt une autre étape vers

la construction systématique d'ensembles d'habitations à base de granulats

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- 24 -

légers.

La production de l'usine d'AGRAL est de 60 000 t/an environ.

Jusqu'à octobre 1973 une grande partie de la production était exportée

vers la France à des prix assez bas ¡ depuis* les prix df' achats plus

élevés en Allemagne Fédérale ont fait supprimer les ventes vers la France,

ANNEXE IV - LES DIFFERENTS COEFFICIENTS DE L'ISOLATION THERMIQUE

X : conductivité thermique utile (pour un matériau)

K : coefficient de transmission thermique utile (pour une surface)

G : coefficient volumique de déperditioncalorifique (pour un volume).

X = W/m.°C (Système Légal) ou Kcal/m/h/.°C (Système ancien usuel)

K = W/m.2oC " ou Kcal/m2/h/.°C

G - W/m3oC " ou Kcal/m3/h/.°C

Les valeurs légales sont numériquement plus faibles que les

valeurs exprimées dans le système ancienlusuel (multiplicateur de passage :

0,860). Pour le système ancien usuel plus élevé en valeur, le multiplicateur

des valeurs du système légal est de 1,163 -

w = watt,

m = mètre

°C = degré Celsius

Kcal = Kilocalorie

h = heure.