Crescendo, le béton au confin de tous les défis

hors-série
Le béton,
aux confins
de tous les défis

CRESCENDO HORS-SÉRIE | LAFARGE | OCTOBRE 2008 | PAGE 3
ans les marchés émergents, la demande de logements, d’équipements, d’infra-
structures croît de façon exponentielle. Pour faire face à ces gigantesques
besoins, il n’existe pas, aujourd’hui, d’alternative crédible au béton. Est-ce un
argument suffisant pour en justifier l’usage ? Sûrement pas. Mais face aux
nouveaux enjeux de notre époque, le béton a bien d’autres arguments à faire
valoir que les propriétés mécaniques ou le prix compétitif qui ont fait son succès.
À l’heure de la lutte contre le changement climatique et de la nécessité de conce-
voir des bâtiments à haute efficacité énergétique, ce fantastique matériau ouvre
des perspectives insoupçonnées pour répondre à cette question de société. Il
est d’abord accessible au plus grand nombre, et peut être produit partout, facile-
ment. C’est également un matériau d’une durabilité exceptionnelle et inégalée.
Un matériau versatile, offrant une infinité de propriétés et d’usages possibles.
S’il est simple à produire, la complexité scientifique de son contenu lui confère
un potentiel d’innovation technologique presque
infini. Enfin, il s’agit d’un matériau naturel, utilisant
des ressources largement disponibles. Un matériau
totalement recyclable, dont la production nécessite
peu d’énergie et s’effectue toujours à proximité des
sites où il est utilisé, donc transporté uniquement sur de très courtes distances.
Pour tout cela, le béton est reconnu comme un matériau “vert”, bien en phase
avec son époque. Une époque où les architectes doivent concilier des contraintes
environnementales, urbanistiques, techniques, esthétiques de plus en plus
grandes pour donner vie à leurs projets. Pour relever ce défi permanent, le
béton leur offre un espace de liberté quasiment sans limite. Nous travaillons à
l'améliorer sans cesse par nos efforts de recherche et à diffuser chaque jour
plus largement les innovations qui révèlent un potentiel inégalé de progrès.
Nous sommes fiers de leur proposer un matériau chaque jour plus performant,
un matériau qui stimule leur créativité, un matériau dans l’air du temps.
d
BRUNO LAFONT
Président-
Directeur général
de Lafarge
BRUNO LAFONT
Le béton, un matériau
dans l’air du temps
© Jacques Grison
04 Voyage au cœur de la “matière grise”
06 Le béton, matériau vert !
08 Le béton au cœur de la construction durable
10 Matière d’architecture…
LA MATIÈRE, LE MATÉRIAU,
L’EXPLOIT
14 Zaha Hadid défie la matière
16 Marrec & Combarel :
Modestie radicale et amour du béton
20 Villa Navarra, une véritable révolution structurelle
22 L’Église de Le Corbusier enfin couverte
de son dôme de béton
L’ÉMOTION, LE RÊVE,
LES SENS
26 Christian de Portzamparc:
Rêve d’une architecture de musique
28 Rudy Ricciotti: Rêve de matière
30 Frédéric Borel:
L’architecture, un parcours multisensoriel
32 Rémy Marciano construit la mémoire de demain
LE MONDE DE DEMAIN, LA RÉFLEXION,
LA VISION
36 Les tours atteignent des sommets
40 Hypergreen, la tour capable de capter le soleil
42 Maîtriser la croissance urbaine
46 Le défi du “zéro énergie net”
48 À la pointe de l’innovation
50 Bétons nouvelle génération
© Médiathèque Lafarge - Eric Tourneret - Le Corbusier (architecte) - José Oubrerie (architecte)

Des technologies de pointe
De telles innovations ont été rendues possibles
grâce à des techniques telles que la résonance
magnétique nucléaire ou la microscopie électro-
nique à balayage… “Des outils de pointe per -
mettent d’observer et de mieux comprendre les
phénomènes physico-chimiques qui se pro -
duisent dans les matériaux à l’échelle nanomé-
trique.” La construction d’ouvrages tels que le
viaduc de Millau, authentique prouesse techno-
logique, a largement bénéficié de ces avancées.
Capable d’épouser toutes les formes, en préfa-
brication comme sur les chantiers, présentant
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Précurseur de l’étude des matériaux à l’échelle
nanométrique, Lafarge fait de la compréhension
de l’infiniment petit la pierre angulaire de ses recherches.
Celles-ci trouvent leurs applications dans la mise au
point de nouvelles gammes de bétons ultra-performants.
“matière grise” qu’est le béton. Grâce aux
nouvelles technologies, l’exploration de la
matière à l’échelle nanométrique a mis en
lumière de nombreuses propriétés mécaniques
du béton, ainsi que leur évolution dans le
temps. La compréhension de l’empilement
granulaire du béton a permis de réduire sa
teneur en eau, et de le rendre ainsi extrême-
ment résistant aux agressions extérieures
(climat, pollution, pluies acides…). “Le résultat,
c’est plus de compacité et des performances
mécaniques améliorées pour un matériau
encore plus durable”, explique Paul Acker.
ésistance, ductilité, longévité, durabilité… On
assiste à une véritable révolution dans le monde
du béton, où des matériaux hautement perfor-
mants font leur apparition, qui améliorent le
rendu esthétique des ouvrages, révolutionnent
les capacités de résistance mécanique et
assurent une meilleure isolation thermique et
acoustique.
Leur mise au point a quitté le stade empirique
pour investir le champ scientifique. “On est loin
du béton à la truelle, plaisante Paul Acker, direc-
teur scientifique du Centre de Recherche de
Lafarge. Nos bétons sont aujourd’hui formulés
par ordinateur pour une précision au gramme
près. Une immense évolution technologique
s’est opérée en dix ans, permettant une révolu-
tion des modes constructifs.”
L’étude de l’infiniment petit offre un voyage au
cœur de la matière, qui permet de comprendre
l’alchimie complexe qui régit les relations entre
les pores, les filaments et les grains de cette
r
© DR
Voyage au cœur
de la “matière grise”
PARTENARIATS
SCIENTIFIQUES
Les progrès de la recherche fondamentale
ont permis de développer une
connaissance approfondie de la matière
à l’échelle de l’infiniment petit. Le Groupe,
qui emploie plus de 500 personnes d’une
dizaine de nationalités différentes pour
la recherche et le développement, porte
donc un intérêt particulier aux dernières
découvertes scientifiques et à la formation
des ingénieurs et futurs chercheurs.
Soucieux de soutenir la recherche
fondamentale, Lafarge travaille en étroite
collaboration avec les plus prestigieuses
universités et écoles d’ingénieurs au
monde. Aux États-Unis, le Groupe a noué
des partenariats avec le Massachusetts
Institute of Technology et les universités
de Berkeley (Californie) et de Princeton
(New Jersey). Au Canada, l’université de
Toronto et l’université Laval à Québec sont
associées à des programmes similaires.
En Europe également, Lafarge collabore
avec l’Imperial College de Londres, l’École
Polytechnique fédérale de Lausanne,
et a créé, en 2006, la chaire “Science des
matériaux pour la construction durable”
avec l’École Polytechnique et l’École
des Ponts. En Chine enfin, Lafarge
est partenaire de CBMA et de l’université
de Tongji à Shanghai.
Viaduc de Millau, France,
par l’architecte Norman Foster.
des propriétés structurelles inégalées, le béton
est devenu un matériau du futur. Aux États-
Unis, le premier pont auto routier construit en
Ductal®, ou la villa Navarra en France, dont la
très fine toiture s’étire sur 40 mètres de long,
ont su tirer pleinement parti des possibilités
offertes par une nouvelle génération de bétons.
Matériau composite dont l’usage s’est imposé
progressivement tout au long du XXesiècle, le
béton est aujourd’hui le produit le plus
consommé au monde après l’eau. Et son évo -
lution se poursuit, offrant des possibilités
décuplées. Moderne, respectueux de l’environ-
nement, parfaitement malléable et versatile, le
béton se prête, dans le monde entier, à toutes
les audaces architecturales. ■
Vue d’un béton
non poli grossi
1 000 fois.
Vue d’un béton sain poli et grossi
1 000 fois dans lequel le ciment
est bien hydraté et les composants
bien répartis.
Vue d’un béton Ductal®poli grossi
1 000 fois qui montre la densité du
matériau.
© Photothèque Eiffage - Daniel Jamme - Norman Foster (Architecte)

La Terre étant couverte de calcaire, le béton est
un matériau disponible partout. Cela constitue
un atout dans un contexte de croissance accé-
lérée dans les pays émergents où les besoins
en infrastructures sont immenses pour assurer
le développement économique et social. Parce
qu’il est aussi un produit abor dable, le béton
est le seul capable de répondre à cette
demande et peut être utilisé par le plus grand
nombre, comme le prouvent les programmes
de logements à bas coût construits à grande
échelle en Afrique du Sud pour faire face à un
manque d’habitations décentes. Enfin, c’est un
matériau de proximité, produit localement et ne
nécessitant pas ou peu de transport.
Inerte, le béton est sain en comparaison d’autres
produits de construction (isolants type compo-
sés acier, fibres de verre ou de roche, mousse)
ou pour les canalisations d’eau et les aqueducs.
Et il est 100% recyclable. Tous ces arguments
s’ajoutent aux propriétés du matériau lui-même:
une durabilité inégalée, une composition
presque intégralement naturelle, une résistance
mécanique et au feu unique, des capacités d’iso-
lation acoustique performantes.
Et au-delà de ces qualités intrinsèques, l’ana-
lyse du cycle de vie du bâtiment, depuis la pro-
duction du matériau jusqu’à la destruction de
l’édifice, place le béton comme un produit réso-
lument compétitif et permettant des économies
d’énergie (inertie, étanchéité à l’air). Sans aucun
doute, le béton est bien un matériau vert ! ■
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iment, eau, granulats… Au-delà de l’apparente
simplicité de sa composition, le béton est en réa-
lité un matériau complexe qui révèle depuis
quelques années l’étendue de ses possibilités.
Autrefois analysé de manière empirique, il a fait
l’objet de recherches scientifiques qui ont bous-
culé les idées reçues, amélioré la compréhension
de ses comportements et favorisé le développe-
ment de nouvelles formules, souvent révolution-
naires. Face aux enjeux actuels de la construction
durable, à l’heure où les besoins en matière de
logement, de mobilité et d’infra structures sont
considérables, le béton a de nombreuses quali-
tés environnementales à faire valoir.
Engagé dans une démarche responsable et
citoyenne, Lafarge s’appuie aujourd’hui sur sa
longue expérience du métier du béton et sur les
nombreuses données, études et formules éla-
borées au sein de son Centre de Recherche pour
développer les usages d’un produit en phase
avec son époque, respectueux à la fois de
l’homme et de son environnement.
Le matériau de
la construction durable
Véritable pierre liquide, mélange de substances
naturelles extraites de la terre, le béton est un
matériau naturel et durable par excellence, inté-
gralement recyclable. En comparaison avec
d’autres matériaux de construction, son bilan
CO2et énergétique lui est très favorable (bilan
intrinsèque au kg).
Évidence pour les uns, découverte pour les autres : le béton est vert !
En plus de ses étonnantes performances mécaniques,
ce matériau naturel possède de nombreuses qualités environnementales
qui en font un produit de construction incontournable du XXIesiècle.
c
Le béton, matériau vert !
TABLEAU
COMPARATIF DES
MATÉRIAUX
Consommation énergétique
par kilogramme de matériau
produit (en mégajoules)
Acier : 43 MJ/kg
Bois : 27 MJ/kg
Brique : 3 MJ/kg
Béton : < 1 MJ/kg
Émissions de CO2
par tonne de matériau
produite
Acier : 1 à 2 tonnes
Brique : < 1 tonne
Béton : < 0,1 tonne
Bois : – 1 tonne
Source : WBCSD.
© DR Médiathèque Lafarge
LE RESPECT
DE L’ENVIRONNEMENT :
ACTIONS ET
ENGAGEMENTS
Entreprise créée en 1833,
Lafarge cherche à concilier
la croissance et le respect
de l’environnement.
Économies des ressources,
réhabilitation des carrières,
réduction des émissions de CO2,
préservation et développement
de la biodiversité, prévention
des risques sanitaires…
L’engagement du Groupe
cherche à répondre de manière
responsable et innovante
aux défis de la construction
du XXIesiècle.
Palais de justice de Pontoise,
réalisé avec le béton Agilia®,
Pontoise, France, par l'architecte
Henri-Édouard Ciriani.
Village de Lam Kruet
reconstruit après le tsunami,
de décembre 2004,
Lam Kruet, Indonésie.
© Médiathèque Lafarge - Éric Tourneret - Henri-Édouard Ciriani (Architecte)

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Matériau incontournable de la construction,
le béton offre une immensité de possibilités
pour répondre aux défis présents et à venir.
Le béton, au cœur
de la construction durable
e béton possède tous les avantages pour répondre aux enjeux actuels
d’une construction durable, où les solutions développées doivent satis-
faire à la demande et aux besoins tout en réduisant les impacts sur la
planète. Fort de son expérience de longue date du métier du béton et
s’appuyant sur une stratégie d’innovation aux moyens considérablement
renforcés, Lafarge garde un temps d’avance dans la connaissance et la
compréhension des matériaux pour proposer des solutions adaptées aux
enjeux de notre époque.
Renforcer l’efficacité énergétique des bâtiments
La démarche citoyenne et responsable engagée par Lafarge sur l’évolution
du béton procède d’une réflexion globale menée à l’échelle du bâtiment.
Puisque 85% de l’énergie consommée par un bâtiment sur son cycle de
vie provient de sa phase d’utilisation, c’est sur cet aspect qu’il faut agir
avec détermination et efficacité. Les propriétés d’inertie thermique excep-
tionnelles du béton lui permettent en effet d’absorber la chaleur dans la
journée, de la stocker et de la restituer la nuit, induisant d’importantes
économies de chauffage et de climatisation. Au-delà, le béton étant un
matériau résistant et parfaitement étanche à l’air, il peut aisément être
associé à d’autres matériaux pour une isolation optimisée, offrant de
nombreuses solutions pour limiter les émissions de gaz à effet de serre
liées à l’usage d’un bâtiment. En matière d’urbanisme, le béton permet de
construire des bâtiments compacts, pour des villes plus denses et plus
écologiques. En effet, le coût de chauffage par unité de volume d’une
maison individuelle est près de 30% supérieur à celui d’un logement
situé dans un immeuble de quatre étages. Dans les zones à risque, les
propriétés de résistance du béton permettent de concevoir des bâtiments
offrant une bonne résistance aux catastrophes naturelles (inondations,
l
ouragans, tremblements de terre…). Enfin, loin des clichés du mono chrome
gris et monotone, le béton autorise aujourd’hui toutes les formes, toutes les
couleurs et toutes les surfaces possibles, conférant une identité forte au
bâtiment dans la ville.
Une immensité de possibilités
Dans ce contexte, tous les nouveaux bétons conçus et développés par
Lafarge sont autant de réponses aux problématiques de la construction sur
notre planète. “L’avenir du béton est immense, assure Jacques Lukasik,
directeur scientifique de Lafarge et membre de l’Académie des technologies.
En s’attachant à identifier et comprendre les phénomènes physiques,
chimiques, physico-chimiques qui sous-tendent le comportement du
béton, la recherche sur les matériaux a réalisé d’immenses progrès.”
Produit “traditionnel” de construction, encore souvent conçu comme une
simple commodité – au même titre que le ciment ou le plâtre –, le béton
devient un matériau de haute technologie dont la complexité n’a pas fini
de livrer ses secrets, des tuiles (en béton) au plancher en passant par l’uti-
lisation des bétons prêts à l’emploi autonivelants et autoplaçants… “Son
potentiel est encore largement inexploité, il va devenir le matériau high-tech
du XXIesiècle et ses performances ne pourront que stimuler l’imagination
des architectes, à l’origine de toute la créativité dans la construction.” ■
© Médiathèque Lafarge - Ignus Gerber
LA CONSTRUCTION
DURABLE: UN ENJEU
MONDIAL
“Nous sommes conscients
qu’agir seuls ne saurait suffire
pour garantir les changements
nécessaires”, explique Bruno Lafont,
Président-Directeur général
de Lafarge, à propos de l’initiative
WBCSD (World Business Council
for Sustainable Development)
dont le Groupe est l’un des membres
fondateurs. Ce “Conseil mondial
des entreprises pour le
développement durable” regroupe
plus de 200 entreprises engagées
en faveur du développement durable.
Sous l’égide du WBCSD, Lafarge
a notamment initié, avec d’autres
sociétés partenaires, le projet
EEB (Efficacité Énergétique
des Bâtiments), dont l’objectif
est de promouvoir la vision d’un
monde dans lequel les bâtiments
consomment autant d’energie
qu'ils en produisent.
Fort Osage Education Center,
un bâtiment à haute efficacité
énergétique réalisé en Agilia®
et cendres volantes, Kansas City,
Missouri, États-Unis.