Un matériau innovant, durable et aux multiples applications: le béton cellulaire

C’est en Allemagne, vers la fin du 19e siècle, que le béton cellulaire a fait son apparition. Bien que cette technologie ne soit pas nouvelle, elle est toujours considérée comme novatrice, du fait qu’elle permet aujourd’hui de bâtir des maisons individuelles à très haut rendement énergétique.

On vous invite à en apprendre plus sur ce matériau aux qualités béton qui tarde encore à connaître le succès sur les chantiers québécois.

Le béton cellulaire : qu'est-ce que c'est?

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On l’appelle coulis cellulaire, béton léger ou béton mousse. Le béton cellulaire est en fait un béton sans agrégats dans lequel on a incorporé des bulles d’air par millions. Une fois durci, le mélange forme des microcellules fermées qui empêchent les remontées capillaires.

Le béton cellulaire présente de nombreux avantages qui en font un matériau de choix, non seulement pour la construction résidentielle, mais également pour la mise en chantier de projets d’envergure. On peut l’employer à l’intérieur comme à l’extérieur où il permet de réaliser murs, cloisons, plafonds, murets, linteaux, poutres, etc.

Quelle est la composition du béton cellulaire? 

Savant dosage de matériaux, le béton cellulaire se compose de microcellules de béton fermées, séparées par de fines parois freinant les remontées capillaires. 

Si les pourcentages des ingrédients varient, la composition demeure toujours la même. Le sable (entre 44 à 65 %), la chaux (entre 10 % et 15 %) et le ciment (entre 3 % et 20 %) sont mélangés avec de l’eau (41 %) pour former une pâte qui gonflera sous l’effet de la poudre ou de la pâte d’aluminium ajoutée (0.6%).  Les alvéoles ainsi formés emprisonneront l’air – d’où le terme cellulaire – augmentant considérablement le volume. 

Une fois la pâte moulée et chauffée à 180°C, on obtiendra des blocs solides. L’air inerte, piégé dans la matière, occupera 80 % du volume du bloc, le dernier 20 % représentant la masse solide. 

Qui aurait cru que l’on réaliserait un jour des structures composées à 80 % de bulles d’air?

Des propriétés d'isolation acoustique

Le béton cellulaire est apprécié pour les propriétés isolantes phoniques que lui confère sa composition. Il peut ainsi servir de base isolante sous une dalle structurale afin de remplacer les panneaux de polystyrène expansé.

L’isolation phonique augmente selon la masse. Si sa qualité n’est pas optimale avec des blocs de béton cellulaires plus minces, on peut facilement ajouter un isolant acoustique. 

Quelle est l'épaisseur du béton cellulaire? 

Le béton cellulaire se présente sous forme de blocs, de carreaux ou de panneaux, dont l’épaisseur varie entre 5 et 30 mm. 

Toutefois, ce qui est le plus étonnant, c’est son poids! La masse volumique du béton cellulaire varie entre 1 100 et 2 000 kg/m3 (celle du béton classique est d’environ 2 300 kg/m3). À titre de comparaison, il sera quatre fois plus léger que l’eau. Si l’on jetait un bloc de béton cellulaire à l’eau… il flotterait!

La fabrication du béton cellulaire

La fabrication du béton cellulaire requiert la réalisation des quatre étapes suivantes :

1. La préparation, le dosage et le mélange des matières évoquées précédemment;

2. La préparation des moules, la coulée, la levée et le durcissement de la pâte;

3. Le découpage au fil d’acier;

4. La cuisson, soit le passage de la matière en autoclave sous une chaleur de 180 degrés Celsius durant 10 à 12 heures. 

Quels sont les avantages et les inconvénients du béton cellulaire? 

Le béton cellulaire offre d’excellentes caractéristiques qui en font un matériau exceptionnel. 

AVANTAGES

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Excellent isolant thermique

Grâce aux milliers de petites bulles d'air qu’il contient, le béton cellulaire présente une capacité isolante étonnante. Il permet de tempérer la température à l’intérieur de la maison individuelle pour un confort accru et une économie en matière de climatisation et de chauffage. Dans un contexte de réchauffement climatique, il offrira une excellente performance durant l'été, permettant d’amortir les pics de température. 

La performance thermique d’un mur réalisé avec des blocs de béton cellulaire d’une épaisseur de 20 cm, doté d’un isolant de 10 cm, sera supérieure à celle d’une paroi de même épaisseur réalisée en maçonnerie classique. Bien qu’intéressante, cette performance thermique ne sera toutefois pas suffisante pour faire face aux basses températures auxquelles sont confrontés les pays nordiques.

Léger

Étonnamment léger, le béton cellulaire pèse deux fois moins que d’autres matériaux similaires, ce qui en diminue les coûts de transport et de mise en œuvre.  

Montage rapide

Léger, il sera facile à manipuler, à couper, à assembler.  Selon les experts, cela permettrait de réduire de 30 % le temps requis pour la construction d’un bâtiment (en comparaison avec une construction en maçonnerie traditionnelle).

Économique

Tel qu'énoncé précédemment, l’utilisation du béton cellulaire permet de réduire les coûts de construction.

Faible empreinte carbone

Le béton cellulaire se compose majoritairement de matériaux naturels et recyclables, ce qui en fait un produit respectueux de l’environnement.

Impliquant de petites quantités de ressources naturelles et de combustible fossile, le processus de fabrication du béton cellulaire est non polluant. La quantité de déchets résiduelle peut être réutilisée à 90 %. La fabrication nécessite enfin peu d’énergie et l’eau peut être réutilisée.

Durable

Contrairement à d’autres matériaux dont la durée de vie utile est limitée, le béton cellulaire est aussi durable que la roche. Il ne se détériore pas avec le temps.

Bon isolant phonique

Le béton cellulaire permet au son de rebondir vers son lieu d’origine. Une petite partie sera également absorbée par le béton, ce qui fait que, somme toute, le bruit qui parvient à entrer dans le bâtiment est minime.

Polyvalent

Facile à fabriquer, le béton cellulaire est mis en marché sous différentes formes. Au-delà des cubes et des panneaux, on peut se procurer des formes originales (arcs, pyramides, angles, etc.). Cela permet de mettre en œuvre des constructions qui se démarquent.

Résistant au feu

Ininflammable et incombustible, le béton cellulaire permet de réaliser des constructions coupe-feu. Avec un point de fusion à environ 1200°C, il est classé A1 sur l’échelle d’inflammabilité. Exposé à une chaleur intense, le matériau n’éclatera pas, ne fendra pas.

En raison de sa faible conductivité thermique, il est idéal non seulement pour la construction de maisons individuelles, mais également pour celle de bâtiments industriels, agricoles ou administratifs.

Étanche

Parce qu’il ralentit l’absorption de l’eau, le béton cellulaire permet de réguler le taux d’humidité pour un plus grand confort dans la maison.

Il limite également les ponts thermiques du fait qu’il ne présente pas d’ouvertures susceptibles de laisser l’air pénétrer. Cela contribue à offrir une meilleure isolation thermique et à réduire les coûts énergétiques.

Résistant à la moisissure

Le béton cellulaire respire. Contrairement à d’autres matériaux, il est étanche à l’air, mais laisse passer la vapeur d’eau produite à l’intérieur du bâtiment. Ceci diminue les risques d’être confronté à des problèmes de moisissure et de champignons.

Résistant à la compression et réduction de la charge morte

Plus la densité du matériau sera élevée, plus sa résistance le sera également. En utilisant un matériau léger comme le béton cellulaire pour la réalisation de la structure porteuse d’un édifice, on peut augmenter la hauteur de l’immeuble et le nombre d’étages. 

On peut également construire le bâtiment sur une semelle plus petite, utiliser moins de pieux ou des chapeaux de pieux plus petits, avoir recours à moins de renforcement… Cela se traduit à la fois par une réduction des coûts de construction et une augmentation de l’espace.

Nivellement automatique

Le béton cellulaire léger est naturellement autonivelant ou autocompactant. Il permet de remplir les cavités les plus minimes.

INCONVÉNIENTS

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Fragile

Le béton cellulaire est toutefois fragile et malheureusement friable, ce qui rend sa pose délicate. Pour éviter de le dégrader, on doit obligatoirement utiliser des chevilles de fixation et du scellant spécifiques à ce type de matériau.

Le béton cellulaire est également susceptible de se fissurer davantage que d’autres matériaux.

Risqué pour la santé?

Lors de la découpe, le béton cellulaire dégage une poussière dont les particules sont nocives. Porter un masque pour s'en protéger est recommandé. De plus, bien que les études à se sujet se contredisent, le béton cellulaire pourrait causer le cancer ou la maladie d'Alzheimer. 

Écologique, mais…

Sa production nécessite l’utilisation de matières premières non renouvelables et sa fabrication génère des émissions de CO2.

Options de revêtements limitées

Le béton cellulaire ne peut être recouvert que d’un choix limité de produits et de peinture adaptés.

Quel enduit utiliser à l'extérieur?

Le béton cellulaire étant un matériau friable sensible aux fissures, il faudra appliquer un enduit extérieur (enduit adapté aux supports bruts comme le béton cellulaire) afin de le protéger.

Une fois recouvert d’un enduit, le béton cellulaire peut recevoir différents revêtements (peinture, carrelage, etc.). La surface doit être complètement sèche avant d’appliquer la peinture afin d’éviter des problèmes d’adhérence et de fissures. Optez pour une peinture résistante à l’humidité et aux intempéries.

Comment couper des blocs de béton cellulaire?

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En raison de sa composition, le béton cellulaire est facile à découper et ne nécessite pas d’outils spécialisés. Une simple scie manuelle convient, mais il est important de porter un masque afin de se protéger de la poussière nocive.

Les outils à utiliser

• La scie égoïne avec une denture au carbure de tungstène convient pour la découpe des carreaux de 7 à 15 cm d’épaisseur, ou des blocs de 20 à 50 cm d’épaisseur;

• La scie Alligator, scie électroportative avec lame en carbure, permet la découpe des carreaux et des blocs;

• La meuleuse avec un disque diamanté 230 permet de découper les carreaux d’une épaisseur maximale de 9 cm.

Comment procéder?

Pour tracer le trait de coupe sur le béton cellulaire

• Posez le bloc ou le carreau à plat;

• Mesurez la longueur requise et tracez le repère correspondant sur l’élément en béton cellulaire;

• Prolongez le repère sur toute la face du carreau ou du bloc au moyen d’une grande équerre.

Pour positionner l’élément à couper sur un support

• Positionnez le support et l’élément à couper selon l’emplacement de la coupe à réaliser.

Pour couper

• Superposez des blocs ou des carreaux pour former un support;

• Disposez l’élément à couper en porte-à-faux ou à cheval sur le support, selon les besoins de la coupe à effectuer;

• Coupez d’abord du côté opposé, c’est-à-dire le côté arrière de l'élément de béton cellulaire;

• Avec une scie, orientez la lame à 45° vers le bas, puis découpez jusqu’à la sous-face de la pièce;

• Réduisez ensuite l’inclinaison afin de couper moins en profondeur et plus en longueur, de façon à réaliser un repère en relief pour remplacer celui tracé sur l’élément;

• Une fois le bord avant avec la scie rejoint, inclinez la lame à 45° vers le bas pour terminer la coupe.

Peut-on construire sa maison avec ce type de béton au Canada ?

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Le béton cellulaire est de plus en plus populaire à travers le monde. Toutefois, au Canada, le Code national du bâtiment (CNB) rend parfois son usage problématique. Il vaut mieux se renseigner préalablement en regard de l’utilisation que l’on compte en faire.

Actuellement, la faible résistance en MPA du béton cellulaire le rend non conforme aux normes minimales exigées pour le béton standard en ce qui a trait aux fondations, aux dalles sur sol et aux éléments structuraux en béton armé.

Notez également qu’un mur de 8 pouces (20 cm) de béton cellulaire est peu efficace d’un point de vue énergétique au Canada puisqu’il n’offre qu’un facteur R-8, alors que le minimum requis est de R-24. 

Malgré cela, le béton cellulaire peut permettre de belles réalisations, ici comme ailleurs. Il convient de trouver lesquelles.