3.     PRINCIPAUX MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION ET POMPES

3.0   Introduction

1. Outre le sol de l'étang proprement dit, sans doute utiliserez-vous toutes sortes de matériaux différents pour construire votre ferme piscicole, par exemple pour les fondations, pour les installations d'alimentation en eau et pour les dispositifs de régulation correspondants. A cet égard, le choix peut porter aussi bien sur les matériaux disponibles sur place, tels que le bambou et le bois, que sur la brique, les parpaings, le béton et les matières plastiques (pour les tuyaux), pour lesquels vous devrez vraisemblablement vous adresser à des fournisseurs spécialisés.

Choix des matériaux

2. Le choix des matériaux de construction dépend essentiellement de leur aptitude à répondre à vos besoins, de leur disponibilité locale et du budget que vous êtes prêt à y consacrer.

3. Si vous débutez et si votre ferme est très petite, il est préférable de limiter les dépenses de matériaux et donc de prévoir des ouvrages simples. A la faveur de l'expérience acquise et lorsque vous souhaiterez développer vos installations, vos investissements pourront être plus importants et vous pourrez construire des ouvrages à caractère plus durable et de meilleure qualité.

4. Si vous avez l'intention de construire une grande ferme piscicole, choisissez d'emblée les ouvrages permanents les plus appropriés.

     

Poids spécifique des matériaux

5. En règle générale, les matériaux doivent être transportés sur le chantier. Pour organiser correctement cette opération et pour vous aider à évaluer le coût de transport et de manutention, consultez le tableau 5 qui indique le poids par unité de volume (kg/m3) des matériaux de base courants.

TABLEAU 5
Poids spécifique de divers matériaux de construction

Matériau
Poids spécifique (kg/m3)
Bambou
300-500
Bois
500-1100
Briques
1500-1800
Parpaings
1500-2000
Briques concassées (pour fondations)
950-1250
Pierre équarrie, sèche et en vrac
1400-1600
Terre, sèche et en vrac 
1300-1500
Terre, humide et damée
1750-1850
Gravier
1300-1500
Sable, de sec à humide
1450-2000
Ciment 
1250-1400
Argile, sèche et compactée
1400-1500
Béton au ciment 
2100-2400
Mortier au ciment
2000-2200
Béton armé (5% d'acier)
2600-2700

Note: Dans le cas de matériaux granuleux, il s'agit de la densité apparente, c'est- à-dire dont la mesure inclut les vides entre particules. La densité réelle est plus élevée.

 
Fers à béton pour armature (voir également le tableau de la page 135)

Diamètre (mm) 

Poids (kg/m)

6

0.222

8

0.395

10

0.617

12

0.888

3.1   Bambou et bois

Caractéristiques spéciales du bambou

1. Le bambou est une graminée vivace ligneuse dont la durée de vie en nombre d'années est indéfinie. Sa croissance est rapide et il pousse naturellement dans toutes les régions du globe, mais en particulier dans les zones tropicales d'Asie. Le bambou chinois ou «bambou jaune» (Bambusa vulgaris) a été introduit dans plusieurs pays d'Afrique et d'Amérique latine, où il est maintenant très répandu depuis le niveau de la mer jusqu'à 1 500 m d'altitude.

2. Les tiges de bambou sont cylindriques et divisées en segments par des noeuds saillants, à partir desquels poussent les branches. Au niveau de chaque noeud, il y a une cloison qui isole complètement la cavité d'un entre- noeud de celle de l'entre-noeud suivant. Une pellicule cireuse et dure recouvre l'intérieur et l'extérieur des tiges, leur conférant une très forte résistance à l'absorption d'eau, en particulier après un séchage approprié. Le bambou acquiert sa solidité maximale à l'âge de 3 ou 4 ans. Du fait de ses aptitudes très variées, ses usages sont multiples, notamment comme matériau de construction, pour fabriquer des canalisations d'eau et pour lutter contre l'érosion des sols.

 

Fabrication de tuyaux de bambou de bonne qualité

3. Il convient d'éviter de laisser sécher trop longtemps le bambou récolté à l'état de bois vert. En effet, au fur et à mesure du séchage, le bois subit un retrait et de petites fissures apparaissent; elles risquent de réduire sa résistance s'il doit servir par la suite à réaliser des canalisations d'eau.

4. Procédez comme suit pour obtenir des tuyaux de bambou de bonne qualité:

    a) Coupez des tiges de bambou parvenues à maturité et transportez-les hors de la forêt.

    b) Si nécessaire, stockez les bambous à l'ombre en les recouvrant de branchages ou de grandes feuilles.

    c) Rompez ou percez les cloisons à l'intérieur des tiges (voir paragraphes 6 et 7).

    d) Dès que possible, immergez sous l'eau les bambous fraîchement coupés, dans une retenue, une rivière ou un étang.

    e) Laissez-les tremper de six à huit semaines, pour extraire les substances chimiques contenues dans les parois des tiges (dessévage) et accroître ainsi la durabilité des tuyaux.

    f) Une fois le dessévage terminé, débarrassez les tuyaux de bambou de tous les fragments résiduels des cloisons intérieures.

    g) Les tuyaux de bambou sont alors prêts à être utilisés.

Note: Si vous récoltez les bambous pendant la saison sèche ou au début de la saison des pluies, le dessévage sera plus facile et les tuyaux seront de meilleure qualité.

 
 
 

Suppression des cloisons intérieures des tiges de bambou

5. Il y a deux façons simples de supprimer les cloisons des tiges de bambou: en les perçant ou en les découpant. Si les cloisons sont très dures, il se peut qu'il soit trop difficile de les percer.

6. Percez les cloisons à la main avec une mèche ronde facile à confectionner vous-même, en procédant ainsi:

a) Evasez une extrémité d'un petit morceau de tuyau d'acier pour en augmenter le diamètre.

 

b) Aiguisez le rebord à la lime.


     

c) Enfoncez dans le tuyau un morceau de bambou de diamètre suffisamment petit qui vous servira de poignée.

 

d) Fixez ce morceau de bambou au tuyau en perçant un petit trou à travers le montage ainsi réalisé et introduisez-y un clou.

     

e) Pliez le clou pour le maintenir en place, en veillant à ce qu'il ne dépasse pas trop et ne risque pas de coincer la mèche.

 

f) Pour chaque bambou, utilisez d'abord la mèche de plus petit diamètre et percez un trou dans chaque cloison.


g) Ensuite, par exemple après le dessévage des tuyaux, élargissez progressivement ces trous avec des mèches de diamètre plus important.

     

Note: Il vous faudra sans doute plusieurs mèches pour les différentes tailles de bambous. Peut-être devrez-vous demander l'aide d'autres personnes pour réussir à percer ou à briser les cloisons.


7. Pour découper les cloisons, procédez de la façon suivante:

a) Bloquez la tige de bambou au sol, par exemple entre deux piquets solides, pour l'empêcher de tourner.

 

b) Découpez à la scie une fine entaille de chaque côté du premier noeud, à l'emplacement normal de la cloison.

     

c) Avec un ciseau à bois bien tranchant, découpez un petit morceau carré de la partie supérieure de la tige. Enlevez-le aussi proprement que possible.

 

d) Conservez bien tous les petits carrés découpés car ils vous serviront par la suite.

     

e) Par le trou ainsi pratiqué, découpez la cloison au ciseau à bois.


 

f) Procédez de la même façon pour chaque cloison, en veillant à ce que le trou carré soit toujours découpé le long d'une même ligne située à la partie supérieure de la tige.

     

g) Lorsque la dernière cloison a été enlevée, placez le bambou à la verticale et débarrassez l'intérieur de tous les débris.

h) Replacez dans les trous correspondants les petits morceaux carrés que vous avez mis de côté et fixez-les avec de la ficelle ou du fil de fer.

 

i) Coupez en biais une extrémité de la tige de bambou. Votre tuyau est maintenant terminé.





Utilisation du bambou comme matériau de construction

8. Les perches de bambou utilisées comme matériau de construction sont coupées, trempées et stockées comme celles qui doivent servir à faire des tuyaux, bien que la découpe des cloisons internes soit alors moins importante. Toutefois, si les bambous doivent servir de pieux (enfoncés dans le sol), la suppression des cloisons est préférable, puisqu'elle permet un meilleur ancrage.

     

9. Dans toute la mesure possible, il y a lieu de réaliser les assemblages de bambous avec des cordes ou des attaches, car les clous et les vis fendront les tiges, ce qui aura pour effet d'affaiblir la structure.

Différentes caractéristiques du bois

10. Les différentes caractéristiques du bois, en particulier sa densité*, sa dureté et sa durabilité naturelle, sont extrêmement variables. Il est préférable de choisir la variété de bois en fonction de l'usage prévu (voir tableau 6).

  • Un bois très durable peut être exposé en permanence à l'humidité et rester au contact du sol. Il résiste d'ordinaire au pourrissement, aux termites et autres insectes forant le bois.
  • Un bois durable résiste bien à l'humidité atmosphérique, mais ne doit pas être laissé en permanence au contact du sol sans avoir reçu au préalable un traitement de conservation.
  • Un bois non durable ne doit pas, de préférence, être employé dans un milieu humide ni se trouver au contact du sol. Les produits de conservation peuvent, dans certains cas, servir à traiter le bois, bien qu'en général la protection ainsi offerte ne soit pas permanente.

TABLEAU 6
Caractéristiques de certaines variétés de bois

 Variété de bois: noms communs 
Densité
Dureté
Durabilité naturelle*
Ako, antiaris, bonkonko (Antiaris)
< 0.50
Très léger
0.2-1.5
Très léger
1
Okoume (Aucoumea)
1
Fromager, fuma (Ceiba)
1
Samba, obeche, wawa, ayous (Triplochiton)
1
Abura, bahia (Mitragyna)
0.50-0.64
Léger
1.5-3
Tendre
1
llomba, lolako (Pycnanthus)
1
Limba, afara (Terminalia)
1
Framire, idigbo (Terminalia)
1-2
Acajou (Khaya)
2
Sapelli, aboudikro (Entandrophragma)
0.65-0.79
Semi-dur
3-6
Semi-dur
2
Sipo, utile (Entandrophragma)
2
Teck (Tectona)
2
Bete, mansonia (Mansonia)
3
Bilinga, opepe (Nauclea)
3
Iroko (Chlorophora)
3
Makore, douka (Tieghemella)
3
Mukulungu (Autranella)
3
Moabi (Baillonella)
3
Doussie, afzelia (Afzelia)
0.80-0.95
Lourd
6-9
Dur
3
Tali (Erythrophloeum)
2
Niové (Staudtia)
2-3
Azobé, ekki, bongossi (Lophira)
>=0.95
Très lourd
9-20
Très dur
3

       *1 = non durable; 2 = durable; 3 = très durable.

Utilisation et traitement du bois

11. Le bois utilisé comme matériau de construction pour des ouvrages permanents doit être débarrassé de l'écorce; il ne doit pas contenir de trous trop gros, ni avoir trop de noeuds. Il doit être convenablement séché et ne doit être ni vrillé, ni fendu. Il doit être entreposé à plat, dans un lieu sec et bien aéré.


12. Pour un usage temporaire, par exemple pour confectionner des coffrages à béton (voir section 3.4), utilisez un bois léger et à bon marché. Si les coffrages servent plusieurs fois, vérifiez bien que les surfaces au contact du béton ne présentent ni clous, ni échardes. Pour les ouvrages de régulation d'eau, prenez des bois plus lourds, si possible de type très durable, comme l'iroko ou le makoré.

13. Pour accroître la durabilité du bois, surtout s'il est au contact permanent du sol, appliquez-lui l'un des traitements de surface suivants.

a) Brûlez la surface du bois (par exemple l'extrémité inférieure des poteaux).



 

b) Appliquez une couche de goudron (par exemple à l'extrémité inférieure des poteaux ou à la surface extérieure d'un ouvrage proche du sol). Si possible, appliquez le goudron à chaud.

     

c) Appliquez une couche d'huile de vidange diluée dans un solvant comme du pétrole, qui pénétrera le bois et contribuera à chasser l'humidité.



 

d) Utilisez des produits spéciaux de conservation du bois. Ces derniers sont plus coûteux et généralement constitués de composés de cuivre, de plomb, de zinc ou d'étain dilués dans un solvant. Il s'agit de substances toxiques qu'il convient de manipuler avec les plus grandes précautions.


Note: Si l'on veut obtenir les meilleurs résultats en cas d'utilisation de goudron, d'huile ou d'autres produits de conservation, il y a lieu d'appliquer le produit en quantité largement suffisante et d'attendre tout le temps nécessaire pour le laisser pénétrer. Appliquez plusieurs couches ou trempez le bois dans une auge ou un bidon rempli de produit pendant 30 minutes au moins. Assurez- vous que le bois de bout est bien traité, puisque c'est souvent à cet endroit qu'il commence à pourrir.

3.2   Briques, parpaings et pierres

Briques d'argile

1. Il existe toutes sortes de briques. Les briques creuses légères ne sont généralement pas suffisamment solides pour des ouvrages piscicoles. Les briques pleines d'argile cuite sont couramment utilisées pour les ouvrages des fermes piscicoles; elles sont faites en argile, puis séchées à l'air et cuites dans un four spécial. Leur qualité dépend principalement de leur cuisson. Renoncez à vous servir de briques trop inégales, fissurées et dont la cuisson est soit excessive, soit insuffisante.

2. Si vous pouvez vous en procurer, les briques industrielles, pleines ou comportant un léger creux sur chaque face ou encore avec deux ou trois trous de préhension, conviennent également. Les "briques pour mur portant", généralement de couleur jaune ou noire, servent aussi à la construction des fondations et des parties soumises à de fortes charges, puisqu'elles sont étanches et nettement plus résistantes.

3. Les briques fournies ont généralement des dimensions normalisées, qui varient d'un pays à l'autre, par exemple:
4 x 10,5 x 22 cm; 6 x 10,5 x 22 cm; 7,5 x 10 x 20 cm; 10 x 10 x 20 cm.

4. Les briques sont utilisées avec un mortier au ciment (voir section 3.3). Il faut les stocker et les manipuler avec soin pour éviter d'en casser une proportion excessive. Il convient de les laisser tremper dans l'eau au moins 30 minutes avant usage.

Parpaings

5. Les parpaings (blocs de ciment ou de béton) sont en béton coulé puis pressé dans un moule spécial. Il est possible de les fabriquer sur place, si nécessaire, mais il faut bien s'assurer qu'ils sont moulés correctement (voir section 3.4). Ils doivent avoir été fabriqués au moins 28 jours avant d'être utilisés.

6. Les parpaings peuvent être de type creux ou plein. Il en existe de plusieurs dimensions normalisées, pour une longueur (de 40 à 50 cm) et une hauteur (20 cm) identiques; l'épaisseur (ou largeur) varie de 5 à 20 cm. Les dimensions normalisées sont par exemple: 5 x 20 x 40 cm; 10 x 20 x 40 cm et 20 x 20 x 40 cm. Il est parfois possible de se procurer des blocs plus ou moins lourds: leur solidité est fonction de leur poids. Ils sont utilisés avec un mortier au ciment (voir section 3.3). Il convient de les stocker et de les manipuler correctement. Mouillez-les suffisamment avant usage.

7. Les briques et parpaings standard ont une faible résistance à l'humidité. Aussi convient-il si possible de ne pas s'en servir pour des fondations ou pour des constructions sous terre. Si ces matériaux sont au contact de l'eau, il y a lieu de bien les protéger par une couche de surface imperméable constituée d'un mortier richement dosé (voir section 3.3).

     

Pierres

8. Les pierres sont utilisées dans certaines régions pour la construction d'ouvrages, généralement pour des murs et pour constituer le revêtement de canaux, de digues et de déversoirs. Elles ont des propriétés différentes, suivant le type de roches dont elles proviennent. Ces roches sont les suivantes:

  • Roches sédimentaires: grès, microgrès, schistes, calcaires. Elles sont lisses, régulières, souvent relativement tendres et sans arêtes vives. Elles se prêtent bien à la fente ou à la découpe et donnent des blocs réguliers.
  • Roches éruptives: granite, basalte, rétinite, pierre ponce. Elles ont des propriétés variables et sont souvent très dures, résistantes et de structure irrégulière. Il est difficile de s'en servir pour fabriquer des blocs. Quant aux roches volcaniques tendres, elles sont très légères et peu résistantes.
  • Roches métamorphiques: marbre, quartzite. Elles sont fréquemment irrégulières, dures, très résistantes et difficiles à façonner. Il est possible d'en cliver des feuilles, qui serviront de dalles pour faire obstacle au passage de l'eau.

9. Les pierres sont mises en oeuvre soit «à sec», sans aucun mortier ou liant, en les choisissant et en les ajustant soigneusement, soit, plus couramment, "au mouille" en les scellant au mortier.

10. Pour édifier des murs, à moins de disposer de pierres de taille, il convient généralement d'avoir un assortiment de tailles, de façon à se servir des pierres les plus petites pour remplir les vides et maintenir en place les plus grosses pierres.

 11. Il vous faudra également de plus grandes pierres aux angles, et à intervalles réguliers le long du mur et dans son épaisseur, pour lui conférer la résistance et la stabilité requises.

12. D'ordinaire, les murs les plus résistants sont faits de pierres aux contours rugueux et irréguliers. Pour les revêtements de canaux, il est préférable de choisir de petites pierres, lisses et arrondies, car elles facilitent l'écoulement de l'eau.

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3.3   Mortiers au ciment

1. Un mortier au ciment est un mélange convenablement dosé de sable, de ciment et d'eau. Il sert généralement de liant et de couche de surface pour des matériaux tels que pierres, briques et blocs de béton. Un bon mortier est homogène, mou et luisant; son aspect est lisse et sa consistance plastique.

2. Pour préparer un mortier de bonne qualité, il est très important de bien choisir les ingrédients et de les mélanger soigneusement suivant le dosage approprié.

Choix du sable

3. Il est recommandé d'utiliser un mélange propre et convenablement dosé de plusieurs types de sable, dont la grosseur des grains varie de 0,2 à 5 mm. Il convient, si possible, d'éviter d'employer du sable provenant du littoral ou des dépôts sableux contaminés par des sels. S'il n'y a pas d'autre solution, le sable doit alors être soigneusement lavé.

4. On trouve parfois des dépôts de sable naturels à une distance raisonnable du chantier, par exemple dans le lit des cours d'eau, au voisinage de rivières ou de lacs asséchés ou dans des carrières, mais leur granulométrie est rarement adéquate. Dans nombre de cas, il vous faudra passer le sable dans un tamis de 0,2 mm pour en éliminer les grains les plus fins; s'il contient des grains de plus de 5 mm, vous devez également les éliminer en le passant au tamis de 5 mm.

Contrôle de la propreté du sable

5. Le sable ne doit pas contenir de limon, d'argile ou de substances organiques.

 

6. Une façon simple de contrôler la propreté du sable consiste à procéder comme suit:

    a) Procurez-vous une bouteille en verre transparent, munie d'une large embouchure.

    b) Remplissez le fond de la bouteille d'une couche de 5 cm de sable.

    c) Ajoutez de l'eau propre jusqu'à ce que la bouteille soit remplie aux trois quarts.

    d) Ajoutez, si vous en avez, deux cuillerées de sel de table ordinaire par litre d'eau.

    e) Fermez la bouteille et secouez-la vigoureusement pendant une minute.

    f) Laissez reposer pendant trois heures.

    g) Examinez la surface du sable. S'il contient du limon, celui-ci formera une pellicule à la surface.

    h) Si la couche de limon a plus de 3 mm d'épaisseur, le sable doit être lavé comme décrit ci-dessous.

 

7. Une autre façon simple de contrôler la propreté du sable consiste à procéder comme suit:

a) Prenez une poignée de sable et écrasez-la dans la main.

 

b) Jetez le sable.

 

c) Si votre main est propre et si aucune poussière n'y reste collée, le sable est propre.

d) Si votre main est sale et collante, le sable est sale et doit être lavé.



Lavage du sable

8. Si le sable contient trop de limon, vous devrez le laver avant de l'utiliser. Procédez à plusieurs reprises aux opérations ci-dessous, jusqu'à ce que tout le sable soit bien propre.

a) Placez du sable dans un récipient propre de grande capacité, par exemple un fût métallique de 200 l.

 

b) Recouvrez le sable d'une certaine quantité d'eau propre (eau douce).

 

     
c) Mélangez énergiquement.
d) Laissez reposer quelques minutes.

  e) Jetez l'eau sale.
f) Recommencez jusqu'uà ce que l'eau reste propre.

g) Placez le sable propre à l'abri, pour éviter de le souiller à nouveau.

9. Il est possible d'entreposer du sable propre sur les lieux du chantier, par exemple sur un plancher de madriers, derrière des cloisons basses en planches comme illustré ci-dessous.

Choix du ciment à utiliser

10. Il convient d'utiliser du ciment Portland ordinaire, qui est le ciment standard le plus courant. Il a la propriété de prendre et de durcir en présence d'eau, tout en dégageant de la chaleur et en subissant un retrait.

11. Il ne faut pas oublier qu'un mortier trop riche en ciment se fissure en durcissant.

Note: Le ciment Portland connaît une nette détérioration de ses propriétés en présence d'eaux riches en sulfate de calcium (teneur supérieure à 0,5 g/l ou en chlorure de sodium (teneur supérieure à 4 g/l). En pareille circonstance, par exemple dans des sols à sulfates acides ou à proximité d'eaux saumâtres, il est préférable de se servir de ciment résistant aux sulfates pour construire les ouvrages (voir Le sol, section 1.8). Ce type particulier de ciment ne doit jamais être mélangé avec du ciment Portland. Faute de ce produit, il convient d'employer un mélange légèrement enrichi à base de ciment Portland (voir paragraphe 19 ci-dessous), mais en procédant avec le plus grand soin au mélange, à la mise en place et à la prise, et en s'assurant de la parfaite maturation du ciment avant de le laisser au contact du sol ou de l'eau.

12. Le ciment Portland est classé habituellement en fonction de sa résistance potentielle en compression. Celle-ci est normalement soit de 250 kg/cm2, soit de 325 kg/cm2. Pour les ouvrages de pisciculture, on se sert généralement du ciment dit de «qualité 250».

13. Le ciment Portland est vendu en sacs de papier fort, dont le poids et le volume varient suivant le pays considéré:

  • sac européen: le poids est de 50 kg et le volume d'environ 40 l;
  • sac américain: le poids est de 42,6 kg et le volume d'environ 28 l.

14. Vérifiez attentivement le type de sac disponible dans votre pays, pour ne pas vous tromper dans la préparation des dosages.

15. Pour vous assurer de l'utilisation d'un ciment de qualité supérieure, vous devez prendre les précautions suivantes.

    a) Vérifiez, avant de l'acheter, que le ciment a été fabriqué récemment. Il ne doit pas contenir de mottes impossibles à écraser entre le pouce et l'index.

    b) N'apportez sur le chantier que le nombre de sacs nécessaires pour une courte période.

    c) Protégez votre ciment de l'humidité. Conservez-le à une certaine distance au-dessus du sol (une simple plate-forme en bois convient à cet effet), dans un endroit sec et bien abrité.

    d) Utilisez vos stocks de ciment le plus rapidement possible et veillez à en assurer une rotation adéquate.

    e) N'utilisez jamais un ciment durci, mais jetez-le.

Choix de l'eau à utiliser

16. L'eau doit être propre et chimiquement neutre ou légèrement alcaline (pH de 7 à 8,5). Elle doit être exempte de matières organiques, d'huile, d'alcalis ou d'acides. Evitez l'utilisation d'eau salée ou d'une eau trop riche en sulfates (plus de 250 ppm).

17. Si vous devez utiliser une eau saumâtre ou une eau sale, ajoutez une cuillerée à soupe de savon en poudre par sac de ciment. Dissolvez le savon dans un peu d'eau et ajoutez-le au mélange.

Choix du mortier à préparer

18. Il existe trois principaux types de mortier que vous pouvez préparer vous- même, comme indiqué au tableau 7, et dont le choix dépend de l'utilisation prévue. N'oubliez pas que plus un mortier est riche en ciment, plus le retrait sera important et plus il aura tendance à se fissurer.

TABLEAU 7
  Principaux types de mortiers au ciment
  Type de mortier 
 Ciment Portland
 Sable* (l) 

Utilisation

Qualité

kg* 

Maigre
 250
 350
 1000
Maçonnerie normale,joints de tuyaux
Ordinaire 
 250
 450
 1000
Surfaces au contact de l'air
Riche
 325**
 600
 1000
Voile d'étanchéité, rejointoyage de maçonnerie

*   Quantité de matériau nécessaire pour préparer 1 m3 de mortier en ajoutant environ 200 l d'eau.
** Si cette qualité est disponible.


19. En présence de sols à sulfates acides, la proportion de ciment Portland est normalement accrue de 10 à 20 pour cent.

20. Si vous avez simplement besoin de petites quantités de mortier, vous pouvez mélanger des volumes de sable et de ciment dans les proportions suivantes:

  • mortier maigre: une partie de ciment (qualité 250) pour quatre parties de sable;
  • mortier ordinaire: une partie de ciment (qualité 250) pour trois parties de sable;
  • mortier riche: une partie de ciment (de préférence qualité 325) pour deux parties de sable.

21. Il vous faudra environ 200 l d'eau par mètre cube de mélange (environ une partie d'eau pour cinq parties de mélange).

Mesurage des ingrédients du mortier

22. Pour obtenir un mortier de bonne qualité, il est essentiel de mesurer avec précision les quantités de ciment et de sable à mélanger, en observant les proportions requises.

23. Connaissant le poids d'un sac de ciment, il est facile de calculer le nombre de sacs dont vous aurez besoin (voir tableau 7).   

24. Si vous pensez utiliser les proportions mentionnées ci-dessus, il vaut mieux se servir d'un récipient de volume connu, par exemple un seau de 10 l ou une brouette de 50 l. Pour des quantités plus importantes, il vous suffit de fabriquer vous-même une caisse en bois sans fond de 100 l, avec des poignées, comme illustré ci-contre.

25. Vous pouvez également mesurer avec une pelle les quantités de sable et de ciment, mais en veillant à ajouter des pelletées identiques. Il ne s'agit cependant pas d'une méthode très précise.


Comment préparer un mortier de bonne qualité

26. Pour préparer un mortier de bonne qualité, observez soigneusement les instructions suivantes:
 

a) Préparez une aire de gâchage propre, par exemple une tôle ou une plate- forme en bois étanche. A titre d'indication, une surface de 1 m2 est suffisante pour préparer 50 kg de mélange.

b) Mesurez la quantité de sable requise. Si le sable est très sec, mouillez-le un peu auparavant.


   

c) Etalez le sable sur l'aire de gâchage.

d) Mesurez la quantité de ciment requise.

   

e) Etalez le ciment au-dessus du sable.



f) Mélangez soigneusement le sable et le ciment, jusqu'à ce que la couleur du mélange soit bien homogène. Veillez à mélanger les matériaux situés au fond et sur les bords.


g) Formez un creux au milieu du mélange, puis versez-y lentement un peu d'eau et humidifiez une partie du mélange. Faites pénétrer l'eau en déplaçant soigneusement le mélange sec vers le creux ménagé au centre. Attention à ne pas laisser l'eau s'échapper.  
     
h) Recommencez à ajouter de l'eau par petites quantités jusqu'à ce que la totalité du mélange soit humidifiée. Continuez à mélanger soigneusement, en ajoutant juste assez d'eau pour obtenir une consistance plastique. L'aspect du mortier doit être ferme et lisse. Vous devez pouvoir en prélever à la truelle ou à la pelle une tranche nettement découpée; le mortier doit reposer nettement et fermement sur la lame d'une truelle, sans perdre d'eau, et s'étaler facilement.  

27. Faites attention à ne pas ajouter trop d'eau.

Utiiisation d'un mortier au ciment

28. Le mortier doit être utilisé immédiatement après avoir été préparé, jamais après le début de la prise. Vous saurez que la prise a commencé si le mélange se met à durcir et se rompt lorsqu'on l'étale. Evitez d'employer le mortier tombé de la surface de travail.

29. Le mortier doit être appliqué sur des surfaces propres et rugueuses. Il est essentiel de les mouiller au préalable, par exemple en trempant les briques 30 minutes dans l'eau et en mouillant les parpaings, pour éviter qu'ils absorbent l'eau du mortier et altèrent ainsi sa résistance. Si vous travaillez par temps sec, veillez à ce que les briques ou les parpaings restent humides.

30. Protégez le mortier de la chaleur du soleil et de l'effet déshydratant du vent, jusqu'à ce qu'il ait suffisamment pris pour que sa surface ne puisse plus être rayée à l'ongle. A ce stade, la prise est habituellement suffisante. Par temps chaud et sec, il est possible de protéger la prise d'un mortier en recouvrant les surfaces concernées par des sacs mouillés ou, sinon, en leur appliquant un fin jet d'eau. Toutefois, faites attention à ne pas enlever le mortier par lavage.


 

3.4    Béton à ciment

1. Un béton à ciment est un mélange correctement dosé d'agrégats*, de ciment et d'eau. Les agrégats* doivent avoir une bonne granulométrie, de façon que, une fois mélangés, les vides qui les séparent soient réduits au minimum. Ces vides résiduels sont remplis par le ciment, qui lie solidement les agrégats entre eux, après avoir réagi avec l'eau.

2. Aussi les principales règles à observer pour assurer la solidité dubéton sont-elles les suivantes:

  • utilisez des agrégats* bien calibrés, de dimensions et de formes appropriées;
  • ajoutez la quantité d'eau voulue;
  • évitez la présence de particules très fines, qui rempliraient les vides qui doivent être occupés par le ciment.

3. On distingue deux ou trois calibres d'agrégats*, suivant le type de béton requis:

  • les agrégats fins ou gravillons: sable et criblages de galets, de 0,2 à 5 mm de calibre. Qualifiés parfois de «sables mordants», ces matériaux sont généralement plus grossiers que les sables dont on se sert habituellement pour les mortiers;
  • les agrégats grossiers, graviers/galets, briquaillons, de 5 à 25 mm de calibre:
  • les agrégats très grossiers, pierres concassées ou débris de briques, de 25 à 60 mm de calibre.

Comment trouver de bonnes sources d'approvisionnement en matériaux

4. Les bonnes sources naturelles d'approvisionnement en agrégats, en sable et en gravier pour les besoins des chantiers (tableau 8) sont relativement rares. En particulier, il est relativement difficile de trouver des sols dont la granulométrie des différentes particules est satisfaisante. Lorsque les sols contiennent certains limons, leur aptitude à fournir des agrégats est seulement médiocre.

5. Les sols dans lesquels les limons et les argiles sont prédominants n'assurent pas un approvisionnement naturel de qualité en agrégats. Les sols inadéquats à cet égard sont tous ceux classés dans les autres groupes du Système unifié de classification des sols (USC) (voir Le sol, section 11.1).

TABLEAU 8
Aptitude des sols* à fournir des agrégats pour les
travaux généraux de construction

Bonne

Moyenne

Médiocre

Nulle

SW

SW-SM

SM

ML

SP

SP-SM

SW-SC

CL

GW

GW-GM

SP-SC

OL

GP

GP-GM

GM

MH

 

 

GP-GC

CH

 

 

GW-GC

OH

 

 

 

Tourbe

W: matériaux bien calibrés; P: matériaux mal calibrés; S: sable; G: gravier; C: argile; M: limon; 0: organique; L: faible ou H: forte plasticité/compressibilité.
* Les sols sont définis d'après le Système unifié de classification des sols (USC) (voir Le sol, section 11.1).
** Cette classification est applicable en vue de l'utilisation des agrégats pour la fabrication des bétons et pour l'obtention d'agrégats secs (par exemple la réfection des routes).

6. Un bon béton est un mélange homogène, sans excès d'eau. Lisse et plastique, il n'est ni trop humide, ni trop fluide; il n'est par ailleurs ni trop sec, ni trop friable.

7. Pour préparer un béton de bonne qualité, vous devez utiliser les ingrédients appropriés et les mélanger soigneusement dans les proportions voulues.Vous avez déjà appris à choisir le sable, le ciment et l'eau (voir section 3.3). Les sections qui suivent vont vous donner les indications nécessaires en ce qui concerne les agrégats grossiers et le bétonnage.

Choix des graviers et des matériaux concassés à utiliser

8. La résistance de votre béton repose entièrement sur celle des agrégats grossiers qu'il contient. Vous devez donc rechercher des graviers et des pierres dures, denses et durables. N'utilisez jamais d'agrégats de sol latéritique (voir Le sol, section 1.8).

9. Si vous doutez de la résistance des agrégats grossiers dont vous pensez vous servir, vous pouvez effectuer le test suivant:

a) Cassez quelques pierres au marteau.


 

b) Cassez des morceaux de béton de dimensions similaires et comparez la difficulté de ces deux opérations.

c) Les pierres sont suffisamment dures si elles sont plus difficiles à casser que le béton.

10. De préférence, ces agrégats grossiers ne doivent être ni aplatis, ni anguleux. Les matériaux les meilleurs doivent être arrondis ou de forme cubique, comme les graviers que l'on trouve dans un cours d'eau ou sur une plage.

 

11. Les agrégats doivent être propres, exempts de poussière et de traces de matières organiques. De même que le sable, vous devez les laver si nécessaire (voir section 3.3, paragraphe 8).


12. Le calibre des graviers et des pierres concassées va généralement de 0,5 à 6 cm. Certains ouvrages particuliers, par exemple des murs et des dalles de béton relativement minces, exigent l'utilisation de pierres concassées de plus petites dimensions.

Note: Les dimensions des plus grosses particules d'agrégats ne doivent jamais dépasser le quart de l'épaisseur du béton.


13. Dans le cas des ouvrages en béton plus importants, en particulier les dalles de fondation et des fondations importantes, des pierres et des roches de grandes dimensions peuvent y être intégrées, à condition de pouvoir bourrer le béton tout autour et par-dessus.

14. Dans les régions où il est impossible de se procurer des agrégats rocheux, l'utilisation des débris de briques (briquaillons) est fréquente. Le béton ainsi obtenu n'est pas particulièrement résistant, mais sa qualité est acceptable pour des fondations simples et pour des murs faiblement chargés. Il faut procéder avec le plus grand soin à la préparation, à la coulée et au durcissement du béton, de manière à obtenir la résistance maximale.


Choix du béton à préparer

15. Pour les travaux de bétonnage à caractère général, on utilise trois méthodes élémentaires de détermination des proportions correctes d'agrégats et de ciment:

  • des règles empiriques simples, en fonction du type d'ouvrage, indiquant le poids de ciment par mètre cube de béton;
  • des règles empiriques simples, en fonction du type d'ouvrage, indiquant les rapports volumiques de dosage;
  • une méthode plus précise, fondée sur le volume des vides à l'intérieur du béton.

16. L'une ou l'autre des deux premières méthodes convient aux petits travaux de bétonnage et aux réparations. Pour les travaux plus importants, la troisième méthode est la plus sûre.

17. Les règles empiriques simples sont mentionnées à titre indicatif, pour la préparation de quatre principaux types de bétons, allant d'un mélange maigre à un mélange très riche.

18. Le tableau 9 donne des indications fondées sur le poids de ciment contenu dans les bétons, à raison de 150 à 400 kg de ciment par mètre cube. La quantité d'eau à prévoir dépend dans une large mesure de la teneur en eau du sable et du gravier; elle doit être appréciée au moment de la fabrication du béton.

TABLEAU   9
Quantités de matériaux nécessaires à la préparation de 1 m3de béton

Qualité de béton* 
Ciment Portland (Kg)
Sable 0.2-5 mm (l)
Gravier 5-25 mm (l)
Pierres concassées 25-60 mm (l)
Quantité approximative d'eau (l)
Exemples d'ouvrages
Maigre 
C7-C10
(a)

(b)

(c)
150**

175**

200**
400

375

400
-

1000

600
800

-

300

100

-

150

Base de fondations

Base de fondations, coffrages

Coffrages
Ordinaire 
C15-C20
(a)

(b)

250**

250**

300

400

1000

600

-

300

-

170

Fondations d'ouvrage 

régulateur d'eau et dalles

Riche 
C25-C35
 
350**
450
800
-
200
Fondations immergées, béton armé (moine, pêcherie, déversoir, etc.)
Très riche 
C40-C60
 
400**
500
750
-
-
 Tuyaux,canaux

      * C représente approximativement la résistance à la compression en newtons/mm2
     ** Qualité 250.
    *** Qualité 325, si disponible.

19. Le tableau 10 donne des indications relatives à des types de bétons analogues, en se fondant sur des rapports volumiques. La quantité d'eau à prévoir est d'environ 0,75 l par litre de ciment, mais cette proportion doit être vérifiée lors de la fabrication du béton.

TABLEAU 10
Proportions en volume de dosage du béton

Qualité de béton

Proportions en volume

ciment
:
sable
:
Gravier
Maigre
1
:
4
:
6
1
:
3
:
5
Ordinaire
1
:
2
:
4
1
:
2
:
3
Riche
1
:
2
:
2
Très riche
1
:
1,5
:
2,5

Note: Ces chiffres sont couramment employés pour définir les dosages de béton (par exemple 1:2:4). Les dosages en poids du tableau 9 sont néanmoins plus précis.

Préparation de béton suivant la méthode du volume des pores

20. La méthode dite du «volume des pores» du béton repose sur le fait que le ciment doit remplir les vides laissés entre les agrégats.

21. Le volume de ces vides et la quantité de pâte de ciment requise peuvent être déterminés en procédant comme suit:

a) Prélevez un échantillon des agrégats non calibrés que vous allez utiliser pour préparer votre béton.

     

b) Passez cet échantillon au tamis de 5 mm, pour le trier en agrégats grossiers (de diamètre supérieur à 5 mm) et en agrégats fins (de diamètre inférieur à 5 mm).

     

c) Remplissez un petit récipient de volume V1, par exemple un seau de 15  l, d'agrégats grossiers, secs.

     

d) Ajoutez de l'eau et mesurez (en litres) le volume d'eau V2 qu'il faut verser pour remplir le récipient.

e) Ce volume est égal au volume nécessaire d'agrégats fins et de pâte de ciment pour remplir les vides laissés entre les agrégats grossiers.

f) Mesurez un volume V2 d'agrégats fins égal au volume d'eau déterminé à l'étape précédente et placez ces agrégats fins dans un autre récipient.

 

g) Ajoutez lentement de l'eau dans ce récipient et mesurez (en litres) le volume d'eau V3 qu'il faut y verser pour que le niveau parvienne à la partie supérieure des agrégats fins. Ce volume est égal au volume de la pâte de ciment nécessaire pour remplir les vides restants après que tous les agrégats ont été mélangés.


h) Majorez ce volume de 10 pour cent pour obtenir le volume corrigé V4 de la pâte de ciment.

i) Calculez A en divisant V1 par V4.

j) Calculez B en divisant V2 par V4.

k) Calculez C en additionnant A et B.

l) Le rapport volumique du ciment et des agrégats non calibrés doit être égal à 1:C. Il convient donc d'utiliser une partie de ciment pour C parties d'agrégats de ce type particulier.

22. Déterminez la quantité approximative d'eau requise par sac de 50 kg de ciment suivant le type de béton préparé:

  • béton très riche: 24 l;
  • béton riche à ordinaire: 28 l;
  • béton maigre: 33 l.

Exemple

Vous utilisez un seau de 20 l pour calculer le volume des vides.
a) Remplissez ce seau d'agrégats grossiers: V1 = 20 l.
b) Il faut 13,3 l d'eau pour remplir les vides de ces agrégats grossiers: V2 = 13,3 l.
c) Mettez 13,3 l d'agrégats fins dans un deuxième récipient.
d) Il faut 6,2 l d'eau pour que le niveau de l'eau arrive au sommet de ces agrégats fins: V3 = 6,2 l.
e) Majorez V3 de 10 pour cent pour obtenir V4 = 6,2 + 0,62 = 6,8 l.
f) Calculez A = V1 / V4 = 20 / 6,8 = 2,94 l.
g) Calculez B = V2 / V4 = 13,3 / 6,8 = 1,96 l.
h) Calculez C = A + B = 2,94 + 1,96 = 4,9 ou 5 l.

Dans cet exemple, le rapport des composants doit donc être d'une partie de ciment pour cinq parties d'agrégats non calibrés (1:5).

Note: Vous devrez recalculer ce rapport si vous utilisez un autre type d'agrégat.

Comment mesurer les composants du béton

23. Pour mesurer avec précision les quantités requises de ciment, de sable et de graviers ou de pierres pour préparer un béton de bonne qualité, vous pouvez utiliser l'une des méthodes décrites plus haut (voir section 3.3).

24. Si votre sable est très sec, mouillez-le un peu avant de mesurer la quantité requise.

 

25. Pour mesurer des volumes d'agrégats non calibrés en vous fondant sur un volume de ciment, vous avez tout intérêt à utiliser une boîte confectionnée par vos soins et d'une contenance d'environ 40 l, ce qui correspond sensiblement à celle d'un sac de ciment de 50 kg.

Comment stocker les composants du béton

26. Il est possible de stocker les agrégats en tas ou dans des trémies, mais il faut veiller à ce que les agrégats de calibres différents ne se mélangent pas. Il convient de les entreposer dans des zones distinctes ou de placer un séparateur en bois entre les tas de calibres différents. N'oubliez pas par ailleurs qu'au bout d'un certain temps les particules les plus grosses ont tendance à se trouver à la partie inférieure et sur les côtés de la pile. Vous devez donc choisir soigneusement les matériaux que vous allez utiliser.


Préparation manuelle d'un béton de bonne qualité

27. La préparation manuelle du béton doit se faire sur une aire de gâchage propre et étanche. Il est possible de préparer de petites quantités sur un sol horizontal, avec l'un des accessoires suivants:

  • une tôle (1 x 2 m);
  • une plate-forme en bois (1 x 2 m) construite de façon à être bien étanche;
  • une plate-forme de gâchage transportable faite d'une tôle galva nisée (environ 1 x 2 m) clouée sur deux madriers en bois (5 x 30 x 180 cm). Les extrémités incurvées sont clouées sur un support vertical, de manière à ne pas laisser l'eau s'échapper.
     

28. Il est possible de préparer des quantités plus importantes, contenant environ 50 kg de ciment, avec:

  • une plate-forme en bois (2 x 3 m) fabriquée avec soin de façon à ne pas laisser passer l'eau;
  • une aire de gâchage en béton: si le fond a 5 cm d'épaisseur, avec un diamètre de 250 cm et une hauteur de rebord de 10 cm, il vous faudra environ 200 l de béton maigre pour la fabriquer. Par exemple, mélangez 50 kg de ciment, 120 l de sable, 300 l de gravier (de 5 à 12 mm) et environ 30  l d'eau.
     

29. Déterminez la quantité de chaque composant nécessaire à la préparation d'une certaine quantité de béton et procédez comme suit:

a) Versez le sable sur l'aire de gâchage et étalez-le uniformément.

 

b) Etalez le ciment uniformément sur la couche de sable.

     

c) Mélangez bien le ciment et le sable, en les malaxant à la pelle, jusqu'à obtention d'une couleur homogène, puis étalez uniformément le mélange sur l'aire de gâchage.

 

d) Mouillez le gravier et étalez-le uniformément sur le mélange.


     

e) Malaxez soigneusement jusqu'à obtention d'un mélange homogène.

 

f) Ratelez de façon à créer un tas et formez un creux au centre.

     

g) En utilisant le volume précédemment mesuré, versez lentement de l'eau au centre et mouillez progressivement le mélange.


 

h) Brassez à la pelle vers l'avant et vers l'arrière, de façon à mélanger soigneusement les composants jusqu'à obtention d'un béton d'une consistance plastique homogène.


i) En cas d'obtention d'un béton trop humide ou trop sec, corrigez sa consistance (voir paragraphe 32 de la présente section).

Préparation mécanique d'un béton de bonne qualité

30. La possibilité d'utiliser une bétonnière facilitera considérablement la préparation du béton. La qualité du béton sera en outre vraisemblablement améliorée. La contenance des bétonnières pouvant aller de 150 l à 500 l et davantage, il importe de choisir une machine adaptée à vos besoins. Vous devez connaître la contenance de votre bétonnière et organiser en conséquence la fabrication du béton.

31. Avant de préparer une dose de béton, rassemblez tous les ingrédients nécessaires à proximité de la bétonnière. Procédez ensuite comme suit:

    a) Versez 10 pour cent de la quantité d'eau requise dans le tambour.
    b) Ajoutez la moitié des agrégats grossiers, des graviers et/ou des pierres.
    c) Mettez la machine en marche et commencez à malaxer.
    d) Ajoutez la totalité du ciment prévu pour la dose de béton.
    e) Attendez 30 secondes.
    f) Ajoutez la totalité de la quantité de sable requise.
    g) Ajoutez le reste de l'eau.
    h) Ajoutez le reste des agrégats grossiers.
    i) Mélangez pendant 4 minutes.
    j) Vérifiez la consistance du mélange et corrigez-la si nécessaire (voir paragraphe 32 de la présente section)

Note: Lors de la préparation manuelle ou mécanique du béton:

  • Méfiez-vous des pertes de ciment sec par temps venteux;

 
  • n'utilisez pas trop d'eau;
  • si vous préparez le béton à la main, faites attention que l'eau ajoutée ne chasse pas le ciment;

     
  • rincez et nettoyez bien les outils et la bétonnière à la fin de chaque période de gâchage/malaxage.

   

Rectification de la consistance du béton

32. Un béton frais de bonne qualité doit avoir une consistance plastique. Sinon, sa consistance doit être rectifiée en procédant comme suit:

  • si le mélange est trop humide, ajoutez de petites quantités de sable et de gravier dans la juste proportion, jusqu'à ce que le mélange devienne plastique;

 
  • si le mélange est trop sec, ajoutez de petites quantités d'eau et de ciment dans la juste proportion, jusqu'à ce que le mélange devienne plastique.


33. Notez les quantités de matériaux ajoutées, de façon à connaître les proportions corrigées pour préparer la dose de béton suivante.

Contrôle de la qualité d'un béton frais

34. Sur les gros chantiers ou lorsque la résistance du béton joue un rôle décisif, la qualité du béton frais doit être régulièrement contrôlée avant son utilisation. L'essai au pâté est un moyen simple employé à cet effet. Il donne une mesure relative de la plasticité du béton frais et de sa résistance probable une fois écoulé le temps de prise ou de durcissement.

35. L'essai au pâté exige les accessoires suivants:

  • un seau de forme conique (de 15 à 20 l);
  • un pilon en bois d'environ 60 cm de long et de 15 à 20 mm de diamètre aux extrémités arrondies;
  • un support d'au moins 30 x 30 cm, soit une planche épaisse, soit de préférence une tôle d'acier.
 

36. Procédez de la façon suivante en utilisant du béton récemment préparé:

a) Mouillez le seau et le support.


 

b) Remplissez le seau avec le béton à tester, en le versant par couches d'environ 10 cm d'épaisseur.

     

c) Tassez soigneusement chaque couche au moyen du pilon en bois avant de verser la couche suivante.

 

d) Lissez la surface du béton, pour vous permettre de remplir le seau jusqu'à ras bord.

     

e) Retournez soigneusement le seau sur le support.



 

f) Soulevez lentement le seau du béton, posez-le à côté du cône de béton et mesurez immédiatement la différence (en cm) entre la hauteur du cône et celle du seau (tas de béton original).

g) Cette différence est appelée hauteur d'affaissement ou affaissement.
 

37. Comparez la mesure de l'affaissement avec la série de valeurs préconisées en fonction du type de construction (voir tableau 11). D'ordinaire, un affaissement de 25 à 30 pour cent peut être jugé satisfaisant. Il est à noter que certains mélanges standard présentent un risque de cisaillement du béton. S'il en est ainsi, recommencez l'essai ou estimez la hauteur d'affaissement en mesurant à partir du bord supérieur de l'échantillon restant.

TABLEAU 11
Essai au pâté: intervalles de valeurs acceptables du taux d'affaissement*

Type d'ouvrage Taux d'affaissement
Dalles et ouvrages minces en béton armé
Surfaces de travail, conduits souterrains
et ouvrages de vidange
Murs (sans armature)
Murs (avec armature)
25-50%
10-25%

10-35%
20-50%

* Taux exprimé en pourcentage de la hauteur du seau, mesuré à 30 °C.


38. Si la valeur de l'affaissement n'est pas satisfaisante, il y a lieu d'améliorer la qualité du béton en observant des proportions identiques à celles du mélange initial, comme indiqué ci-dessous:

  • pour réduire l'affaissement, ajoutez du sable et du gravier;
  • pour augmenter l'affaissement, ajoutez de l'eau et du ciment.
 

Fabrication de coffrages à béton

39. Le béton est généralement utilisé avec des coffrages (ou panneaux de coffrage), qui déterminent la forme définitive de l'ouvrage à réaliser. Dans de nombreux cas, il s'agit de béton armé (voir section 3.5).

40. Les coffrages permettant de couler le béton sont habituellement en bois léger et à bon marché; ils sont faits de planches et de pièces de bois d'oeuvre clouées ou boulonnées. Pour différentes formes standard, on utilise parfois des plaques métalliques.

41. Les coffrages de bonne qualité doivent avoir les caractéristiques suivantes. Ils doivent être:

  • suffisamment rigides pour conserver leur forme lorsqu'ils sont remplis de béton;
  • étanches;
  • faciles à démonter, sans qu'on abîme le béton;
  • réutilisables lorsqu'il faut construire d'autres ouvrages similaires;
  • adaptés le cas échéant à la mise en place de fers d'armature.

42. Les coffrages doivent être soigneusement renforcés de manière à rester parfaitement en place.

Coulage du béton

43. Le coulage du béton doit s'effectuer lorsque celui-ci est aussi frais que possible, c'est-à-dire en principe:

  • dans les 25 minutes qui suivent l'ouverture du sac de ciment;
  • dans les 20 minutes qui suivent l'adjonction de l'eau au mélange.

44. Le béton étant inutilisable à partir du moment où sa prise a commencé, il importe de préparer tout à l'avance. Préparez chaque dose de béton en fonction de la quantité susceptible d'être coulée dans l'intervalle de temps disponible.

45. Evitez de couler du béton sous l'eau car il est très difficile de réaliser un bon béton dans ces conditions. Si nécessaire, faites un fossé de drainage pour assurer un drainage adéquat du site de bétonnage. La terre doit cependant être légèrement humide. Le support de base doit être bien stable et, dans nombre de cas, la présence d'une couche rocheuse, de débris de briques ou d'autres agrégats sera requise. Si l'on veut réaliser une coulée stable de béton sur un support rocheux, celui-ci doit au préalable être parfaitement nettoyé et séché.  
     
 

46. Evitez de séparer les composants du béton au cours de la coulée, ce qui aurait pour conséquences de réduire sa résistance et d'altérer la qualité des surfaces comme celle des joints entre les couches successives:

  • ne laissez jamais le béton tomber en chute libre de plus de 1,50 m;
  • ne laissez jamais le béton glisser le long d'un plan incliné dont la pente est très forte;
  • ne le transportez jamais sur une longue distance sans poursuivre son malaxage.
 
     
47. Avant de couler le béton dans les coffrages, il convient de huiler ou de graisser leurs surfaces intérieures pour faciliter leur dépose après la prise du béton. N'oubliez pas non plus d'humidifier les coffrages.

48. Coulez le béton par couches de 15 à 20 cm d'épaisseur. Le béton doit être vigoureusement damé afin que les agrégats grossiers se resserrent; il doit présenter une surface supérieure "tendre" de 2 à 3 cm d'épaisseur, de manière à renforcer la liaison avec la couche suivante.

 
     

49. Pilonnez énergiquement en place le béton frais au moyen d'un bâton ou d'un fer à béton de 2 cm de diamètre.



 

50. N'essayez pas d'améliorer les joints avec du béton "humide"; cela aurait uniquement pour effet d'en séparer davantage les composants, l'eau emportant les plus légers d'entre eux et laissant une surface extérieure et des joints de très mauvaise qualité.

 

51. Vous pouvez aussi marteler les surfaces extérieures des coffrages pour faciliter le tassement du béton le long des côtés.

 

52. Si la couche précédente a déjà pris, augmentez la rugosité de sa surface afin d'obtenir une bonne liaison avec la suivante. Vous pouvez aussi appliquer à la brosse une couche de ciment liquide (du ciment dissous dans l'eau), ou appliquer un liant si vous en avez.

     
   

Note: il est toujours préférable de construire un ouvrage de manière continue, sans interrompre la coulée du béton. N'oubliez pas que plus la structure est haute, plus les coffrages doivent être résistants. Si cela pose un problème, il peut alors s'avérer nécessaire d'édifier l'ouvrage par tranches, et d'attendre la prise de chaque tranche avant de couler la suivante.

Durcissement du béton

53. Moins d'une demi-heure après l'adjonction de l'eau au ciment, la réaction chimique entre ces deux composants provoque la prise et le durcissement progressif du béton; il s'agit du processus de durcissement (ou de cure) du béton, au cours duquel il acquiert sa résistance, sa durabilité et son imperméabilité. Le durcissement ne doit cependant pas être trop rapide si l'on veut obtenir la résistance maximale; le délai normalement nécessaire est de 28 jours.

54. Si le béton se dessèche, le durcissement s'interrompt; le processus de cure ne reprend pas lorsque le béton est à nouveau humidifié. Aussi convient-il, aussitôt le coulage terminé, d'empêcher le béton de sécher trop rapidement en observant les instructions suivantes:

    a) Ne laissez pas le béton sécher avant de le couler.

    b) Evitez de couler le béton pendant les heures les plus chaudes de la journée.

    c) Mouillez abondamment les coffrages avant d'y couler le béton. Veillez à ce qu'ils restent humides et ne les enlevez pas trop rapidement.

    d) Protégez le béton du soleil et du vent à l'aide de vieux sacs de toile, de sacs de ciment vides, de bâches, de feuilles de palmier ou de bananier, mouillés au préalable, ou encore en le couvrant de sable humide.

    e) Veillez à ce que ces matériaux protecteurs restent humides, pour éviter qu'ils n'absorbent l'eau du béton.

    f) Aspergez régulièrement d'eau la surface du béton dès qu'il aura suffisamment durci pour ne pas se délaver.

 

55. Empêchez le béton de se dessécher:
  • pendant au moins sept jours en climats tempérés;
  • pendant au moins onze jours en climats chauds.

56. Il vaut mieux laisser les coffrages sur le béton jusqu'à ce que le processus de durcissement ait suffisamment progressé, c'est-à-dire pendant au moins 48 heures. Dans certains cas, il faut parfois attendre 21 jours avant de pouvoir décoffrer entièrement. Lorsque les coffrages ont été ôtés, nettoyez toutes les surfaces rugueuses et, si nécessaire, remplissez au mortier tous les trous ou les vides trop importants.

Fabrication de parpaings

57. Il est possible de fabriquer de simples blocs de béton au moyen d'un coffrage en bois standard réutilisable (voir à la section 3.2, paragraphes 5-7, les dimensions normalisées des parpaings). Employez par exemple un mélange dosé dans des proportions de 1:2:4 à 1:5:8, contenant des agrégats de calibre inférieur à 13 mm. Préparez un mélange relativement humide. Il vous faudra procéder soigneusement au durcissement des blocs, puisqu'ils risquent de se fendre et de se casser en cas de manipulation prématurée ou de dessiccation du béton. En règle générale, leur finition est inférieure à celle des blocs fabriqués mécaniquement, qui sont formés sous pression à partir d'un mélange de béton sec.

3.5   Béton armé

1. On réalise un béton armé en ajoutant un ferraillage à du béton ordinaire. Ce ferraillage fabriqué au moyen d'armatures métalliques sert à éviter la rupture du béton.

Choix des armatures métalliques

2. Il existe trois principaux types d'armature:

  • fers à béton ronds, d'un diamètre normalisé de 5 à 40 mm;
  • treillis à losanges «métal déployé» utilisé comme armature pour des dalles* de béton légères (la diagonale la plus longue du losange est placée perpendiculairement aux supports de la dalle);
  • treillis métallique soudé à mailles rectangulaires de dimensions standard.

3. Le ferraillage d'un ouvrage en béton peut aussi exiger l'utilisation de:

  • fil de ligature (fil d'acier adouci par recuit de 0,7 à 1 mm de diamètre), servant à attacher les fers et/ou les treillis entre eux;
  • entretoises (en métal, bois, matière plastique, etc.) permettant d'assurer le bon positionnement des armatures à l'intérieur des coffrages.
 

Utilisation des armatures

4. Les armatures à prévoir pour un ouvrage donné doivent être calculées par un ingénieur, qui doit en outre indiquer le mode d'installation et l'emplacement précis à observer à l'intérieur de l'ouvrage en béton, pour éviter sa rupture. Plusieurs dispositifs types simples sont indiqués dans la seconde partie du présent manuel.

5. A titre purement indicatif, la quantité d'armature à utiliser s'exprime généralement en pourcentage de la surface brute de chaque section du béton, de la façon suivante:

  • pour des fondations: 1 pour cent au moins;
  • pour des dalles: 3 pour cent au moins;
  • pour des colonnes: 6 pour cent au moins.

Surface d'acier (en mm2) à placer dans une section de béton d'après le diamètre et le nombre de fers à béton
(formule générale = 3,1416 x d2 x n ÷ 4)


Exemple

Vous devez construire une colonne en béton armé de 0,20 m x 0,25 m. L'armature à prévoir peut être estimée de la façon suivante:

a) Calculez la surface brute de la section de la colonne: 0,20 m x 0,25 m = 0,05 m2 = 500 cm2
b) Calculez la surface minimale de l'armature à prévoir: 500 cm2 x 0,06 = 30 cm2 = 3 000 mm2

Si vous prévoyez d'utiliser 10 fers à béton, comme illustré ci-dessus, consultez la colonne de droite «10 fers» du tableau ci-contre. Descendez la colonne jusqu'à ce que vous trouviez une surface au moins égale à 3 000 mm2, ou en l'occurrence 3 141 mm2, Suivez maintenant la ligne horizontalement et vous verrez que cette surface correspond à un fer de 20 mm de diamètre. Pour une colonne en béton de cette dimension, vous devez donc utiliser une armature constituée de 10 fers à béton de 20 mm.

Préparation des armatures

6. Les armatures doivent être propres et exemptes de traces d'huile et de terre. La rouille - à moins que l'état d'oxydation des fers soit suffisamment avancé pour altérer leur résistance mécanique - n'exige aucune attention particulière, quoiqu'il convienne d'enlever à la brosse métallique les traces de rouille non adhérentes.

7. Pour cintrer les fers à béton de façon à leur donner la forme voulue, il vous faut une plaque d'acier ou une planche épaisse solidement fixée, dans laquelle quatre petits piquets en fer à béton de 10 mm de diamètre ont été bien enfoncés ou assujettis. Si vous devez cintrer un nombre élevé de barres, vous préférerez sans doute construire un solide établi.

8. Achetez une pince à cintrer spéciale ou confectionnez-en une vous même en sciant une encoche étroite dans un fer à béton ou une barre en acier de gros diamètre.

9. introduisez le fer à béton entre deux des trois premiers piquets, en vérifiant qu'il est positionné de manière à être cintré au bon endroit; pliezle à l'aide de la pince à cintrer au niveau du piquet isolé.

10. Une fois les pièces d'armature coupées et cintrées selon les besoins, le ferraillage est alors réalisé. Les armatures doivent être attachées entre elles de façon solide et stable là où elles se croisent, avec du fil à ligature (voir paragraphe 3 ci-dessus).

 
     
 

Fabrication de dalles en béton armé

11. L'emploi d'armatures en treillis métallique vous permet de réaliser des dalles simples, au moyen d'un mélange à assez forte teneur en eau, dosé dans des proportions allant de 1:2:4 à 1:5:8, à base d'agrégats de calibre inférieur à 13 mm. Pour réaliser une dalle, placez le béton à l'intérieur d'un simple coffrage en bois posé sur une surface plane, ou bien aplanissez le sol, recouvrez-le d'une feuille de plastique épaisse et placez-y le coffrage. Comme pour les parpaings de béton, procédez très soigneusement à la phase de durcissement du béton.

Note: Vous pouvez maintenir en place le treillis à l'intérieur du coffrage en plaçant des lattes de bois sur le dessus du coffrage ainsi que des fils de suspension (voir ci-dessous). N'oubliez pas de laisser au moins 25 mm d'espace tout autour du treillis et entre le sommet et le fond du coffrage. Il est également souvent utile d'installer une ou plusieurs petites boucles en fil de fer qui serviront de poignées pour soulever ou déplacer la dalle.



Fabrication de béton armé

12. Pour ferrailler du béton, procédez comme suit:

a) Fixez bien le ferraillage en observant strictement les indications des plans. Il doit y avoir normalement au moins 25 mm entre les fers et la surface extérieure. Vérifiez la solidité des ligatures et contrôlez que les fers ne sont pas tordus.

b) Placez les coffrages autour du ferraillage. Installez, si nécessaire, des entretoises pour maintenir le ferraillage bien en place.

 

c) Mouillez abondamment le coffrage et le ferraillage.

d) Coulez le béton dans le coffrage, sans déplacer le ferraillage.

 

e) Tassez bien le béton, en particulier autour du ferraillage, sans le déplacer ni l'ébranler.

f) Soignez tout particulièrement l'exécution des joints entre les couches successives.

g) Laissez bien durcir le béton avant de retirer les coffrages.

h) Enlevez les entretoises éventuellement utilisées et procédez au finissage et au remplissage des surfaces extérieures. Vérifiez bien qu'aucun fer d'armature n'est au contact de l'eau.


3.6   Autres matériaux de construction

1. Plusieurs autres matériaux de construction sont couramment employés, en particulier dans les régions où il est difficile de se procurer du ciment ou les ingrédients du béton de qualité standard. Bien que la résistance ou la durabilité de ces matériaux soient généralement moindres, il est néanmoins possible de les utiliser, en l'absence de toute autre option satisfaisante. Il existe aussi toutes sortes de matériaux spéciaux, mais généralement trop onéreux ou d'un usage trop compliqué pour convenir dans la plupart des cas aux ouvrages piscicoles. Parmi les matériaux que vous serez susceptibles d'utiliser, citons notamment:

  • les mortiers de chaux, à base de chaux éteinte*, fabriqués à partir de calcaire broyé et calciné, puis mélangés dans des proportions allant de 1:2 à 1:3 avec du sable. Il faut environ 0,15 à 0,20 m3 de mortier de chaux par mètre cube de maçonnerie. Vous pouvez ainsi obtenir un mortier dont la résistance est relativement forte, bien que la qualité de tous les mélanges à base de chaux dépende des caractéristiques spécifiques de la chaux utilisée. Il convient donc d'en vérifier sur place la qualité avant de l'employer.
  • les bétons de chaux que l'on peut fabriquer en se servant de chaux au lieu de ciment, avec un dosage volumétrique semblable à celui du béton ordinaire (par exemple 1:2:4, 1:3:6, etc.). La chaux étant plus légère que le ciment, il vous en faut un poids réduit de 20 à 25 pour cent pour un volume identique, par exemple 40 kg de chaux au lieu de 50 kg de ciment. La résistance du béton de chaux est inférieure à celle du béton de ciment.
  • le plâtre utilisé pour rendre lisses les surfaces des murs. Plus lisse que le mortier au ciment, sa préparation repose sur des proportions volumétriques allant de 1:1:5 à 1:3:12 de ciment, de chaux et de sable.
  • les géociments/bétons sont constitués de ciment (parfois de chaux) mélangé au sol local. Il convient en principe d'utiliser un sol dont la granulométrie est suffisamment régulière (voir au tableau 8 les types de sol appropriés) et qui ne contient pas de restes de végétation ou de matières organiques. Les rapports ciment/sol varient habituellement de 1:3 à 1:6. Bien qu'en général ils ne soient pas recommandés pour les ouvrages porteurs, leur utilisation est envisageable pour consolider des canaux, des sommets de digue ou des chemins.

3.7    Gabions 

Introduction

1. Un gabion est une cage ou un panier en treillis métallique rempli de pierres. Les gabions sont utiles comme matériaux de construction, par exemple pour protéger des digues de terre, garnir le fond et les parois des canaux, réguler ou dévier le débit d'un cours d'eau et protéger des rives fluviales ou littorales.

2. Vous pouvez acheter des cages en treillis métallique et fabriquer vos propres gabions. Une cage de gabion ordinaire est constituée d'un treillis métallique d'une seule pièce que l'on peut monter de façon à former une boîte rectangulaire munie d'un couvercle.

 

3. Les treillis métalliques destinés à la confection de gabions sont généralement disponibles en deux formats standard. Ils sont destinés à:

  • des gabions standard de 1 m de haut;
  • des gabions «semelles» de 0,50 m de haut (demi-hauteur).

4. La largeur d'une cage standard est habituellement de 1 m et sa longueur peut aller de 2 à 5 m ou davantage.


5. Les treillis de gabions sont en fil de fer d'acier galvanisé. Il s'agit de fil de 3 mm de diamètre, torsadé de manière à former des mailles de 100 à 120 mm d'ouverture. Il existe des treillis à torsade simple ou double, mais les treillis à torsade double sont de meilleure qualité.  

Avantages des gabions

6. Les gabions présentent un certain nombre d'avantages importants pour la réalisation d'ouvrages:

  • homogénéité et stabilité, puisqu'ils sont solidaires l'un de l'autre et qu'ils offrent en permanence une forte résistance aux courants d'eau. Bien qu'elle contienne de petits éléments (roches, pierres), chaque cage se comporte comme un élément unique de dimensions importantes;
  • souplesse, car ils adaptent facilement leur forme à la configuration du sol, même si celle-ci change progressivement;
  • perméabilité, du fait qu'ils laissent passer l'eau et font office de filtre à l'égard des particules plus fines, protégeant ainsi les matériaux moins stables;
  • simplicité, tant par la simplicité de conception que par la facilité et la rapidité de construction;
  • économie, grâce à l'utilisation de pierres, gratuites et disponibles sur place.

Conception des ouvrages en gabions

7. Les ouvrages en gabions comprennent généralement deux parties:

  • les fondations, qui doivent protéger l'ouvrage contre l'affouillement des eaux. Constituées d'ordinaire de gabions «semelles», elles doivent se prolonger bien au-delà du corps principal de l'ouvrage;
  • le corps de l'ouvrage, qui devra résister aux forces en présence. Il est formé de gabions de différentes tailles, empilés sur une ou plusieurs rangées, suivant la hauteur totale requise.
 

8. On peut également installer des gabions «semelles» sur des berges en pente de cours d'eau ou sur des terrasses. Les gabions doivent être posés sur un bon support.

9. Pour la plupart des applications piscicoles, la hauteur des ouvrages se limite à deux ou trois gabions. Le long des berges d'un cours d'eau ou le long d'un canal, la largeur d'une seule rangée de gabions est généralement suffisante. Cependant, des ouvrages comportant en largeur deux ou trois gabions ou davantage deviennent parfois indispensables pour dériver des cours d'eau rapides. Normalement, l'inclinaison des ouvrages en gabions varie de 45° jusqu'à pratiquement la verticale.

 


Construction d'un ouvrage en gabions

10. Les cages en treillis métallique sont construites une par une, installées suivant la disposition choisie de l'ouvrage, puis remplies de pierres. Procédez comme suit:

    a) Commencez la construction de la première cage en dépliant une section de treillis métallique et en l'étendant à plat sur le sol.

    b) Repliez l'avant, l'arrière et les côtés, de façon à former une boîte dont le couvercle est ouvert.

    c) Ligaturez solidement les quatre coins de la boîte, comme indiqué sur le schéma ci-contre. Procédez avec le plus grand soin à cette opération, en utilisant du fil de fer galvanisé, de qualité et de section identiques à celles du treillis. Ne tirez pas le fil avec une pince, car vous risqueriez d'abîmer la cage et de réduire sa résistance.

 

    d) Transportez la cage à l'endroit où elle doit être mise en place.

    e) Lorsqu'une cage est installée, vérifiez qu'elle est d'aplomb et bien d'équerre. A cet effet, tendez bien l'avant, l'arrière et le côté en introduisant un fer à béton de 1,50 m de long dans chaque angle, comme indiqué ci- contre. Quand chacune des arêtes est bien rectiligne et perpendiculaire aux arêtes voisines, enfoncez le fer dans le sol pour fixer la cage dans cette position.

 

11. Chaque cage en treillis métallique doit être munie d'un renforcement supplémentaire de fil métallique,pour contribuer à supporter le poids des pierres lorsque le gabion est rempli. Vous pouvez utiliser comme matériau de renforcement le type de fil déjà employé pour ligaturer les quatre coins de la cage.

12. Les renforcements verticaux sont fixés dès que la cage est en place. Les renforcements horizontaux et d'angle sont ajoutés au fur et à mesure du remplissage.

13. Les croquis reproduits sur cette page vous indiquent où doivent être installés les renforcements verticaux, horizontaux et d'angle, sur un gabion «semelle» et sur un gabion standard.

 

     

14. Chaque renforcement est fixé en faisant passer le fil de fer par l'ouverture de plusieurs mailles du treillis.

 

15. Vous pouvez maintenant commencer à remplir la cage de pierres.

16. Il est préférable de remplir une cage de gabions de fondations avec des pierres rondes ou arrondies d'un calibre au moins égal à une fois et demie le diamètre des mailles du treillis; des pierres trop grosses gênent la déformation de la cage, ce qui l'empêche de s'adapter à des emplacements irréguliers ou incurvés, comme les berges d'un cours d'eau.

Note: Choisissez si possible des pierres qui s'ajustent bien entre elles afin de laisser le moins de vides possible dans la cage.







17. Pour remplir une cage de gabions faisant partie du corps d'un ouvrage, il est aussi préférable d'utiliser des pierres d'un calibre au moins égal à une fois et demie le diamètre des mailles du treillis. Toutefois, si vous manquez de grosses pierres, vous pouvez placer des pierres plus petites au centre de la cage, à condition qu'elles aient au moins 8 cm de diamètre. Si vous vous servez de pierres plus petites, garnissez tout d'abord le fond et les côtés avec de grosses pierres, puis remplissez la partie centrale avec de plus petites pierres et, enfin, placez audessus une couche de pierres plus grosses.

 

18. Vérifiez que les renforcements verticaux restent bien en place pendant le remplissage des cages.   19. Fixez les renforcements horizontaux et angulaires au fur et à mesure du remplissage.
     
 

Note: Utilisez des pierres dures telles que granite, quartzite, grès, latérite et calcaire dur pour remplir les cages de gabions. N'utilisez pas de schiste, de gneiss ou de serpentine; ces pierres trop friables risquent de se briser au contact de courants trop violents et, le cas échéant, d'être entièrement chassées des cages, provoquant ainsi l'effondrement de ces dernières.

20. Lorsque la cage est remplie de pierres, enlevez les fers à béton placés dans chaque angle.

21. Fermez le couvercle de la cage, rapprochez les bords du couvercle de ceux des côtés et attachez-les ensemble tous les 20 cm par du fil de fer d'acier galvanisé, en utilisant comme levier un petit morceau de fer à béton, comme indiqué ci-contre.

 

22. Terminez le gabion en fixant les renforcements verticaux au couvercle.  

23. Une fois terminés la mise en place et le remplissage de la première cage, installez une par une les autres cages vides conformément à la configuration adoptée pour la structure en gabion.

    a) Attachez avec du fil de fer galvanisé l'arrière et les côtés de chaque nouvelle cage aux cages remplies déjà installées.

    b) Tendez les coins avant de chaque cage vide avec un fer à béton de 1,50 m de long jusqu'à ce que les arêtes soient bien rectilignes et d'équerre. Bloquez ensuite en place la cage en enfonçant ce fer à béton dans le sol ou dans le gabion situé en dessous.

    c) Fixez les renforcements et remplissez la cage de pierres comme décrit précédemment. Enlevez les fers à béton. Attachez le couvercle et fixez les renforcements verticaux.

24. Continuez à ajouter d'autres cages vides, jusqu'à ce que l'ouvrage en gabion soit terminé.

 

3.8   Les tuyaux et leur capacité de débit

1. Les fermes piscicoles sont équipées de nombreux tuyaux, afin de transporter l'eau, par exemple à travers les barrages et les digues ou sous les routes.

Types de tuyaux les plus courants

2. Le type de tuyau qu'il convient d'employer est fonction du calibre ou du diamètre nécessaire pour obtenir la capacité de débit requise:

3. En général, les tuyaux en béton et en céramique sont, à taille égale, moins coûteux. Ces matériaux ne peuvent toutefois pas servir à la fabrication de tuyaux de petit diamètre.

Choix des tuyaux en béton

4. Il existe trois types de tuyaux en béton. Par ordre de résistance croissante, ce sont:

  • les tuyaux en béton non armé;
  • les tuyaux en béton armé;
  • les tuyaux en fibrociment.

5. Les tuyaux en béton non armé sont généralement préfabriqués et disponibles en longueurs standard de 1 m liées entre elles par un joint de mortier au ciment. Le diamètre de ce type de tuyau ne doit pas dépasser 50 cm. Il est préférable de les enterrer à une profondeur d'au moins 50 cm.

6. Les tuyaux en béton armé sont rarement employés en pisciculture et sans doute uniquement lorsque l'utilisation de très gros diamètres est indispensable.

 

7. Les tuyaux en fibrociment sont fabriqués en ajoutant au béton des fibres d'asbeste pour accroître sa résistance. Plus coûteux, ils ont l'avantage d'être plus légers, plus résistants et disponibles en longueurs standard plus importantes (de 3 à 6 m). Cela réduit le nombre de joints à sceller avec du mortier au ciment. Le diamètre intérieur varie habituellement de 15 à 30 cm. Les tuyaux sont posés dans une tranchée suffisamment profonde pour les protéger par au moins 50 cm de terre. Leur fondation de support doit être soigneusement réalisée de façon à pouvoir recevoir et soutenir les manchons de renforcement des tuyaux.  

Choix des tuyaux en céramique

8. Fabriqués en argile cuite au four et généralement dotés d'un fini extérieur vitrifié dur, les tuyaux en céramique ont habituellement de 10 à 20 cm de diamètre; ils sont fournis normalement en petites longueurs, de 50 à 80 cm, avec une extrémité munie d'un manchon de raccordement destiné à être scellé avec du mortier au ciment. Les tuyaux en céramique sont moins résistants et se cassent facilement en cours de manutention. Comme les tuyaux en béton ordinaire, il est indispensable de bien les protéger en les installant sous terre.  

Choix des tuyaux en fer galvanisé et en plastique

9. Les tuyaux en fer galvanisé (diamètre intérieur de 5 à 6 cm) ou en plastique sont utilisés de préférence pour transporter de petits débits. Les longueurs standard disponibles sont en général plus importantes (de 3 à 6 m), ce qui a pour effet de limiter le nombre de joints ou parfois même de les supprimer.

10. Dans le cas des tuyaux en matière plastique, les tuyaux de refoulement sont plus résistants, plus lourds et plus coûteux que les tuyaux d'évacuation; ils conviennent aux pressions plus fortes, par exemple pour les alimentations d'eau par pompage. Les tuyaux d'évacuation sont plus légers et leurs parois sont plus minces; moins coûteux, ils conviennent aux utilisations sous basse pression, par exemple pour des conduites de vidange. Le schéma ci-dessous montre un tuyau de vidange muni d'un anneau en «o» flexible fixé dans le manchon pour former un joint étanche.  

Exemple de tuyau de vidange en plastique dont le manchon est muni d'un anneau en "O" flexible


11. Il est préférable de placer les tuyaux en plastique à l'abri des rayons du soleil, car leur exposition prolongée risque de les rendre cassants.

Détermination des diamètres de tuyaux nécessaires

12. Pour choisir correctement le diamètre des tuyaux dont votre ferme piscicole doit être équipée, par exemple aux arrivées et aux sorties d'eau des étangs d'élevage, vous devez d'abord connaître le débit d'eau nécessaire dans chaque cas (voir manuel no 4, L'eau). Vous devez ensuite déterminer la taille du tuyau offrant cette capacité de débit. Enfin, il est préférable de normaliser les types de tuyaux utilisés et de ne choisir qu'un nombre restreint de diamètres différents.

13. Le débit d'un tuyau augmente en fonction de la charge (mesurée en centimètres) à l'entrée (voir manuel no 4, L'eau, section 3.7). La valeur du débit est également indiquée au tableau 12 pour des tuyaux de différentes tailles.

TABLEAU 12
Capacité de débit de tuyaux en béton sous différentes
charges hydrauliques (en l/s)

Diamètre intérieur 
du tuyau (cm)

Charge hydraulique (cm)

5
10
15
20
25
100
200

20
25
30
35

18,7
29,2
42,0
57,2
26,4
41,3
59,4
80,9
32,3
50,5
72,8
99,1
 37,3
 58,4
 84,0
114,4
 41,8
 65,2
 94,0
127,9
 - -
120
 - -
190
 --
160
 --
320

Estimation de la capacité de débit d'un tuyau

14. Très fréquemment, la charge d'un tuyau est variable, par exemple au niveau de la canalisation d'évacuation d'un étang d'élevage au moment de sa vidange. Aussi est-il préférable d'estimer la capacité de débit par l'une ou l'autre des méthodes simples suivantes.

a) En utilisant le tableau 13 et le graphique 1 de la page suivante, estimez la capacité de débit de tuyaux d'évacuation d'étang de plusieurs diamètres.

b) En utilisant le tableau 14, estimez le diamètre à prévoir pour vider un étang d'une certaine taille, dans un temps donné.

c) Vous pouvez aussi vous servir de formules mathématiques pour estimer:

  • le débit d'eau Q (en l/s) d'un tuyau donné dont le diamètre intérieur est D (en cm) en appliquant la relation

Q = 0,078 D2

ainsi, pour un tuyau tel que D= 20 cm, Q= 0,078 x 202 = 31,2 l/s

  • le diamètre intérieur D (en cm) du tuyau à employer pour assurer un débit Q (en l/s), en appliquant la relation

D = 3,56ÖQ

ainsi, pour Q = 16 l/s, il vous faut un tuyau de diamètre D = 3,56 Ö16 = 3,56 x 4 = 14,2 cm; sans doute utiliserez-vous alors un tuyau de 15 cm de diamètre.

Note: Toutes ces méthodes supposent que vous utilisiez un tuyau droit, de longueur réduite, ne comportant aucun obstacle s'opposant à l'écoulement de l'eau, comme des arrangements complexes de vanne, des grilles, de la vase, ou des salissures logées sur les rebords intérieurs des tuyaux, ou encore sur les bordures ou rebords à l'embouchure ou aux raccords du tuyau. Chacun de ces obstacles a pour effet de réduire le débit. En fonction de leur présence effective ou éventuelle, choisissez un tuyau de diamètre plus important. Si le tuyau est constitué de plusieurs tronçons de différents diamètres, estimez le débit sur la base du plus petit diamètre utilisé.

TABLEAU 13
Capacité de débit approximative de tuyaux de vidange*

Diamètre intérieur
du tuyau
(cm)

Débit d'eau

( l/s) ( l/min) (m3/h) (m3/24h)

  5
10
 15 
20
30
40
50

    1,8
    8
  18 
  31
  70
126
196
   108
    480
1  080 
1  860
4  200
7  560
11760
   6,5
  29
  65
112
252
454
706
     155
     691
  1 555
  2 678
  6 048
10 886
16 934
 
x
60x
3,6x
86,4x

*Pour une charge hydraulique d'environ 15 cm.

 

TABLEAU 14
Temps nécessaire pour vider des étangs
avec un tuyau de vidange de diamètre donné
(en heures)

Diamètre intérieur 
du tuyau
(cm)

Superficie de l'étang (ha)

0,1
     0,2
0,5
       1
  2 

5

 10
 20
 50
100

96
15
  1,5
  -
192
  30
   3,5
   -
480
  75
   8
   2
       -
   150
     16
      3,5
  -
300
  32
    7
  -
  -
80
17,5

 

Note: Ces chiffres sont établis en supposant une profondeur initiale d'eau de 1 m et une vitesse d'écoulement dans le tuyau limitée à 1 m/s; avec deux tuyaux, les temps sont divisés par 2.

Dimensionnement de canalisations plus longues

15. Le dimensionnement d'une canalisation relativement longue (pipeline) exige l'application d'une méthode différente pour déterminer sa capacité de débit, tenant compte de sa longueur et de la perte de charge* observée d'une extrémité à l'autre. En outre, vous devez vérifier que la vitesse de l'eau dans la canalisation ne dépasse pas une valeur critique. Procédez comme suit:

a) Choisissez un diamètre intérieur pour la canalisation et calculez la capacité de débit Q correspondante (en l/s) par la formule

D = KÖ(H ÷ L)

    avec K coefficient de perte en cours de transport (en l/s) (voir tableau 15);
            H perte de charge (en m) sur toute la longueur de la canalisation;
            L longueur totale (en m) de la canalisation.

Exemple

Le diamètre intérieur d'un pipeline de béton est de 20 cm. Sa longueur (L) est de 100 m et la perte de charge totale (H) est de 2 m. Sa capacité de débit est égale à:

Q = 399,7 l/s  Ö(2 ÷ 100) = 399,7   Ö0,02 = 56,53 l/s

b) Calculez la vitesse de l'eau V (en m/s) à l'intérieur de la canalisation, par la formule:

V = M Ö(H ÷ L)

avec M module de vitesse (en m/s) (voir tableau 15);
        H perte de charge (en m) sur la longueur de la canalisation;
        L longueur totale (en m) de la canalisation.

Exemple

Considérons le même pipeline en béton, de 20 cm de diamètre intérieur et de 100 m de longueur totale (L), avec une perte de charge (H) égale à 2 m. La vitesse de l'eau est égale à:

V= 12,729 m/s Ö(2 ÷ 100)  = 12,729 x 0, 141 = 1,79 m/s

c) Comparez la valeur calculée de la vitesse de l'eau V (en m/s) avec la vitesse maximale correspondante recommandée dans la dernière colonne du tableau 15.

Exemple

Pour le même exemple, la valeur calculée de la vitesse de l'eau V = 1,79 m/s dépasse la vitesse maximale recommandée Vmax = 0,90 m/s. La perte de charge totale devra être réduite.


TABLEAU 15
Principaux éléments de conception de pipelines

Diamètre intérieur
du tuyau (cm)

Tuyaux en plastique 
ou en fonte neuve

Tuyaux en béton
ou en vieille fonte
        

Tuyaux d'égout

Vitesse maximale
de l'eau
(m/s)

M (m/s) 
K (l/s)
M (m/s)
K (l/s)
M (m/s) 
K(l/s)
 
5,0
6,405
12,554
5,174
10,14
4,056 
7,950
0,60 
7,5
8,288
36,47
6,779
229,83
5,407
23,79
0,70
10,0
9,883
77,58
8,148
63,96
6,568
51,56
0,75
12,5
11,413
139,24
9,462
115,44
7,688 
93,79
0,75
15,0
12,684
224,51
10,562
186,95
8,632
152,78
0,80
17,5
13,996
335,9
11,696
280,7
9,604
230,5
0,85
20,0
15,188
476,9
12,729
399,7
10,494
329,5
0,90
22,5
16,322
648,0
13,715
544,5
11,345
450,4
0,95
25,0
17,361
852,4
14,619
717,8
12,126
595,4
1,00
30,0
19,432
1 373,9
16,427
1 161,4
13,690
967,9
1,10

Note: M et K sont des constantes


Effets des raccords de canalisations

16. Les formules que vous venez d'utiliser ne sont applicables qu'aux tuyaux droits, le débit est en effet réduit dès que les tuyaux comportent des coudes ou des accessoires quelconques. La façon la plus simple d'en tenir compte consiste à considérer que chacun de ces éléments équivaut à une longueur de tuyau supplémentaire correspondant à une longueur équivalente. Le tableau 16 indique les longueurs équivalentes correspondant à des accessoires types.

Exemple

Supposons que le pipeline considéré précédemment (20 cm de diamètre et 100 m de long) comporte quatre coudes à 90°, deux clapets de non-retour (complètement ouverts) et un raccord de réduction; son débit est donné par la même formule

Q = 399,7 Ö(H ÷ L)

Mais L désigne maintenant la longueur totale équivalente (LTE), c'est-à- dire la longueur de la canalisation augmentée des longueurs équivalentes correspondant aux différents accessoires.

On a donc LTE = 100 m + les longueurs équivalentes (en m) des quatre coudes à 90º, des deux clapets de non-retour et du raccord de réduction = 100 m + 4 (0,4 D) + 2 (0,75 D) + (0,08 D).

Pour le diamètre considéré D = 20 cm, LTE= 100 m + 4 (0,4 x 20) m + 2 (0,75 x 20) m + (0,08 x 20) m = 163,6 m.

On obtient alors Q = 399,7 Ö(2 ÷ 163,6)  =  44,19 l/s, soit moins de 80 pour cent de la capacité de débit du pipeline droit et sans accessoires calculée dans l'exemple précédent.

TABLEAU 16
Longueur équivalente des raccords de tuyaux et des accessoires

Nº réf Raccord / accessoire Longueur équivalente (m)
1
2
3
4
5
6
7
Vanne sphérique (ouverte)
Robinet-vanne (ouvert)
Clapet de non-retour (ouvert)
Raccord angulaire à 45º
Raccord angulaire à 90º ou T
Coude
Raccord de réduction
(trois quarts du diamètre d'origine)

2,5 D
0,05 D
0,75 D
0,15 D
0,2-0,4 D
0,7 D
0,08 D

Note: Les valeurs types indiquées ci-dessus peuvent varier suivant la conception et les détails de fabrication des éléments. D = diamètre intérieur du tuyau (en cm).

3.9 Choix d'une pompe à eau

1. Si vous avez l'intention d'utiliser une pompe, il vous faudra choisir la puissance P requise (en kW) en fonction de vos besoins de pompage. Vous devrez tenir compte de la hauteur d'élévation ou charge totale H (en m), de la capacité de débit Q (en m3/s) et du rendement R (en pourcentage) de la pompe. Vous pouvez appliquer à cet effet la relation simple suivante:

P (kW) = (9,81 x Q x H) ÷ R

avec la hauteur d'élévation H (en m) étant égale à la somme de la hauteur d'aspiration (hs), de la hauteur de refoulement (hd) et de la perte de charge dans les tuyaux (hp).

    a) Pour les pompes couramment utilisées en pisciculture, la hauteurd'aspiration (hs) doit être maintenue aussi faible que possible. Dans la plupart des cas, elle reste inférieure à une valeur de 3 à 5 m.

    b) La hauteur de refoulement (hd) est généralement de l'ordre de 2 à 10 m.

    c) La perte de charge dans les tuyaux (hp) peut être calculée par la formule proposée à la section 3.8,
    Q = K Ö(hp ÷ L). On a  donc:

hp = LQ2 ÷ K2

avec Q débit d'eau connu (en l/s);
L (ou LTE) longueur totale (ou longueur totale équivalente) de la canalisation (en m);
K coefficient de perte en cours de transport (en l/s) (voir tableau 15);
hp perte de charge dans les tuyaux (en m).

 
     
   

2.  Si l'on considère uniquement des segments de tuyau droits et relativement courts, dont les diamètres sont identiques à l'entrée et à la sortie des pompes, la perte de charge peut être négligée.

Exemple

Avec une pompe dont le rendement R est de 60 pour cent, installée au milieu du système de canalisations décrit plus haut et caractérisé par une LTE de 163,6 m, un débit Q de 80 l/s, une hauteur d'aspiration (hs) de 1 m et une hauteur de refoulement (hd) de 2 m, la puissance requise est: P (kW) = (9,81 x Q x H) ÷ R.
La charge totale H = 1 m + 2 m + perte de charge (hp).
La perte de charge dans les tuyaux est donnée par  hp= LQ2 ÷ K2  =  [163,6 m x (80 l/s)2] ÷ (399,7 l/s)2 = 6,55 m.

La charge totale est donc H = 1 m + 2 m + 6,55 m = 9,55 m.

3. Le tableau 17 indique la puissance (en kW) requise pour différentes valeurs du débit (en m3/s) et de la hauteur d'élévation (en m), moyennant l'utilisation d'une pompe d'un rendement type de 60 pour cent (le rendement est compris habituellement entre 40 et 75 pour cent). Pour exprimer ces résultats en chevaux (CV), il suffit de diviser par 0,75 la valeur indiquée en kilowatts.

4. Dans certains cas, les pompes sont définies par le diamètre de leur tuyau de sortie, généralement exprimé en pouces. Vous êtes alors en mesure de déterminer si une pompe donnée peut répondre à vos besoins, en calculant sa puissance par la formule

                CV = 3,14 D2 ÷ 20

    dans laquelle D désigne le diamètre intérieur du tuyau de sortie mesuré en pouces.

Note: Un pouce équivaut à 2,54 cm.

5. Si la pompe doit fonctionner pendant des périodes de temps prolongées, il convient d'augmenter la puissance requise dans une proportion d'au moins 30 pour cent, car la plupart des pompes ne doivent pas être utilisées à plein régime pendant trop longtemps. La puissance du moteur doit être supérieure d'au moins 10 pour cent à celle de la pompe.

Exemple

Puissance de pompe requise (d'après l'exemple précédent);
P = (9,81 x 0,08 m3/s x 9,55 m) ÷ 0,60 = 12,5 kW, soit 12,5 kW ÷ 0,75 = 16,7 CV

Choisissez par conséquent une pompe de 20 CV, dotée par exemple d'un moteur de 25 CV. Si toutefois elle doit fonctionner pendant des périodes de temps prolongées, il faudrait choisir une pompe de 26 à 30 CV, dotée d'un moteur de 30 à 35 CV.

6. Dans de nombreux cas, il est possible de choisir une pompe d'après les renseignements fournis par les constructeurs ou les détaillants. Ces informations sont souvent présentées sous la forme d'une courbe de capacité de débit (Q) en fonction de la charge totale (H)(voir graphique 2) indiquant les possibilités de pompage offertes par chaque type de pompe.  
Graphique 2

TABLEAU  17
Puissance de pompage pour différents débits et pour différentes charges*

(en kilowatts, avec un rendement de la pompe de 60 pour cent)

Charge
totale

(m)

 

Débit requis

l/min:
m3/s:
m3/h:

10 
0,00017
0,60

20
0,00033
1,20

50
0,00083

100
0,00167
6

200
0,00333
12

500
0,00833
30

1 000
0,01667
60

2 000
0,03333
120

5 000
0,08333
300

1

5
10
20
50
100
200

 

0,003
0,005
0,014
0,027
0,055
0,136
0,273
0,545

0,005
0,011
0,027
0,055
0,109
0,273
0,545
1,090
0,014
0,027
0,068
0,136
0,273
0,681
1,363
2,725
0,027
0,055
0,136
0,273
0,545
1,363
2,725
5,450
0,055
0,109
0,273
0,545
1,090
2,725
5,450
10,900
0,136
0,273
0,681
1,363
2,725
6,813
13,625
27,250
0,273
0,545
1,363
2,725
5,450
13,625
27,250
54,500
0,545
1,090
2,725
5,450
10,900
27,250
54,500
109,000
1,363
2,725
6,813
13,625
27,250
68,125
136,250
272,500

*Pour exprimer en chevaux vapeur (CV) ces valeurs indiquées en kilowatts, divisez-les par 0,75.

7. Si vous avez le choix, tâchez d'utiliser la pompe offrant le meilleur rendement pour le type de travail à effectuer; cette option contribuera à limiter vos dépenses de fonctionnement. Le rendement est souvent indiqué en regard de la courbe Q/H mentionnée ci-dessus (graphique 2), sinon il est possible de l'estimer. Le rendement maximal est généralement atteint lorsque la pompe fonctionne à environ 60 à 70 pour cent du maximum de sa hauteur d'élévation ou de sa puissance.

8. La plupart des pompes de chantier à usage général conviennent aux besoins des fermes piscicoles, bien que cela reste à vérifier si l'eau est saumâtre ou très boueuse. Il convient de monter un filtre à l'entrée de la pompe. En ce qui concerne les pompes centrifuges - ce sont les plus répandues -, il est judicieux d'installer un clapet de pied, qui permet de garder de l'eau dans la conduite d'aspiration lorsque la pompe est à l'arrêt. La conduite est ainsi remplie d'eau (amorcée) avant le démarrage de la pompe, lorsqu'elle ne peut pas aspirer d'eau dans la conduite par ses propres moyens.


9. Si vous avez déjà une pompe dont vous ignorez la capacité de débit Q, vous pouvez l'estimer en procédant comme suit:

a) Estimez sa puissance en CV d'après le diamètre du tuyau de sortie (D en pouces), par la formule
CV = 3,14 D2÷ 20.

b) Multipliez CV par 0,75 afin d'obtenir la puissance P en kilowatts.

c) Vérifiez sa hauteur d'élévation maximale H (en m) en faisant fonctionner la pompe et en surélevant l'extrémité du tuyau de sortie jusqu'à ce que l'eau cesse de couler. D'ordinaire, la pompe fonctionne pour une hauteur d'élévation de l'ordre de 30 à 70 pour cent de cette valeur maximale.

d) Estimez la capacité de débit Q (en m3/S) en fonction des valeurs obtenues pour la puissance (P) et la hauteur d'élévation (H), en appliquant la formule

Q = (PR) ÷ (9,81 H)

dans laquelle R représente le rendement de la pompe en pourcentage.

Exemple

Supposons qu'une pompe ait un diamètre de tuyau de sortie de 3 pouces (7,5 cm):

  • Valeur approchée de P(cv) = 3,14 D2 ÷ 20 = 1,4 CV.
  • Puissance de la pompe, P(kw) = 1,4 x 0,75 = 1,1 kW.

Si la hauteur d'élévation maximale H est de 8 m, la hauteur d'élévation effective atteint habituellement 30 à 70 pour cent de cette valeur, c'est- à-dire environ 2,5 à 5,5 m. La capacité de débit, par exemple à une hauteur de 4 m et en supposant un rendement de 70 pour cent, est Q = (PR) ÷ (9,81 H) = (1,1 x 0,7) ÷ (9,81 x 4) = 0,77 ÷ 39,24 = 0,02 m3/s = 20 l/s.

10. Vous pouvez aussi vérifier la capacité de débit de la pompe Q (en m3/s) en mesurant le temps qu'il faut pour vider ou remplir un volume d'eau donné. D'après l'estimation de la hauteur d'élévation totale, il est possible de déterminer la puissance de la pompe.

Exemple

Si une pompe remplit un fût de 50 l en 10 secondes, sous une hauteur d'élévation totale estimée à 10 m, le rendement est estimé à 30 pour cent, puisque la pompe a alors pratiquement atteint sa hauteur d'élévation maximale (déterminée égale à 12 m). Q (en m3/s) volume ÷ temps = 0,05 m3 ÷ 10 s =0,005 m3/s = 5 l/s.