Procédé et fabrication
Première étape : broyage de sable siliceux et production de boue de sableLe béton cellulaire se compose de 80% d’air et de 20% de matières solides qui sont à l’origine des parois porteuses des cellules. Cette structure se compose de cristaux de tobermorite qu’on retrouve dans la nature sous forme de roche. Le composant de base de la tobermorite est la silice (Si). Le sable blanc se compose de plus de 90% de silice. Pour la formation des milliards de cristaux, une silice très fine est nécessaire. Pour cela, le sable est broyé à une finesse élevée dans un broyeur à boulets. Ce broyeur a une longueur de 6 mètres et un diamètre de 2,5 mètres. Il est rempli de 20% de boulets en acier qui cassent les grains de sable lorsque le broyeur est en fonctionnement. A la sortie du broyeur, on obtient une boue de sable, mélange de sable et d’eau, dont environ 80% a une finesse supérieure à 0,09 mm ou 90 microns. Elle est la composante principale dans la production de béton cellulaire. La consommation d’électricité lors de la production de béton cellulaire est tres faible grâce au faible poids spécifique du matériau. 75% environ de cette électricité est consommée pour le broyage du sable. | |
Deuxième étape : dosage des matières premières
La production de Cellumat est soumise à des règles Européennes très strictes. Des contrôles systématiques de la production et des produits finis sont réalisés par des organismes Français (AFNOR) et Belges (BENOR). Les tolérances de production sont très limitées. De plus, la production de cristaux de tobermorite est un processus délicat dont tous les aspects sont surveillés de façon électronique. A chaque classe de densité correspondent des caractéristiques bien définies. Pour obtenir ces caractéristiques, des « recettes » biens appropriées sont mises au point. Des facteurs d’environnement comme la température dans les silos de matières premières jouent un rôle déterminant. A l’usine Cellumat, des dizaines de paramètres de processus sont mesurés en ligne. La production se fait en batches d’environ 6 m³. Pour la production de chaque batch, la recette est optimisée en prenant en compte toutes les mesures. Les matières premières sont dosées individuellement et de façon très précise dans des balances de précision. | |
Troisième étape : malaxer et couler
Le mélange est coulé dans des moules de 6 m sur 1,5 m. | |
Quatrième étape : le gonflementEn boulangerie, on ajoute un peu de levure à la pâte pour la faire gonfler. Dans la production de béton cellulaire, quelque chose de très similaire se passe. A chaque batch de mélange de béton cellulaire, ce qui correspond à environ 5.000kg, 2 kg de pâte d’aluminium moulu sont ajoutés. Cette quantité minime réagit avec la chaux dans le mélange et génère une petite quantité de gaz H2. Celle-ci suffit pour faire gonfler le mélange. Lors du gonflement, des millions de bulles d’air de 0 à 2 mm de diamètre sont créées. Le gaz qui s’y échappe est remplacé par de l’air. Environ après 30 minutes, le gonflement est terminé. Les réactions chimiques sous forme simplifiée sont les suivantes :
Le gonflement se déroule dans une « chambre de chaleur » maintenue sous certaines conditions de température. En fin de réaction de la chaux, la température du mélange monte environ à 80°C. Grâce à ces températures élevées, le ciment absorbe l’eau du mélange plus vite et rend le gâteau stable et près à être démoulé après 2 heures. | |
Cinquième étape : basculer et décoffrerAussi tôt que le gâteau à une consistance suffisante (après environ 2 à 3 heures dans la chambre), il est basculé et décoffré. Le moment de décoffrage est très important : le gâteau doit avoir une dureté suffisante pour être décoffré sans s’écrouler et doit être suffisamment doux pour être coupé de façon précise. | |
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Septième étape : durcissementLe durcissement du béton cellulaire (= cristallisation) est une phase très importante du produit fini. Elle est fort différente de la cuisson de beaucoup d’autres matériaux où elle ne constitue qu’un séchage forcé. Dans le cas du béton cellulaire, la résistance du matériau est obtenue par la formation de cristaux de tobermorite, cristal naturel à résistance très élevée. La réaction de « formation de tobermorite » est la suivante : 6 SiO2 + 5 Ca(OH)2 —> 5 CaO • 6 SiO2 • 5 H2O.
Chez Cellumat, la vapeur pour les autoclaves est fabriquée par un générateur de vapeur à spirale de la marque Clayton (Belgique). Le processus de production de béton cellulaire ne demande de la vapeur que durant 90 minutes. Ce temps correspond à la mise sous pression d’un autoclave. C’est une solution très économique d’énergie.
De plus, le combustible utilisé pour alimenter la chaudière est le gaz naturel. Les émissions de fumées sont propres et limitées. Lors de l’autoclavage, la vapeur se condense sous forme d’eau chaude à 100°C. Ces condensats sont recyclés intégralement dans la production du béton cellulaire frais et participent aux besoins en chauffage. 95% des calories produites sont donc réutilisées. Presque pas de perte d’énergie. Pas une goutte d’eau de production n’est évacuée. | |
Huitième étape : contrôle final et contrôle de laboratoireAvant l’emballage des blocs, ceux-ci sont soumis à une inspection visuelle. Les blocs abimés sont remplacés. Quotidiennement, des blocs sont séparés de la production pour des tests de laboratoire interne, tests effectués selon les réglementations BENOR et AFNOR. Sur base annuelle, des milliers de blocs sont testés et la qualité est ainsi garantie. | |
Neuvième étape : palettiser et emballerLe béton cellulaire reste un matériau sensible aux impacts, surtout si les palettes sont traitées brutalement. Ce phénomène est encore plus renforcé si les blocs sont produits à plat et palettisés à plat.
Debout sur la palette, les blocs peuvent être directement pris par leurs poignées et mis en œuvre. Ce qui est plus agréable pour les maçons et les bricoleurs : plus besoin de les basculer comme c’est le cas pour les produits concurrents. Au niveau de l’ergonomie, c’est une amélioration importante. La palette unique de Cellumat est un plus pour le négociant, le transporteur et l’entrepreneur. Elle peut être prise avec une grue, un chariot ou une transpalette dans toutes les directions. La housse garantit que les blocs sont bien stables sur la palette, propres et secs. | |
Dixième étape : stockage
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Onzième étape : recyclageLes blocs remplacés et les chutes de production provenant des produits finis sont broyés et recyclés dans la production. Des déchets de chantier peuvent également être ramenés à l’usine pour recyclage à condition qu’il ne s’agisse, bien entendu, que de restes de béton cellulaire. | |
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Le béton cellulaire existe en différents poids ou classes de densités (de 300 à 700 kg/m³). Chaque classe possède ses propres caractéristiques (résistance à la compression, valeur d’isolation (lambda) etc. )
Les matières premières dosées sont malaxées parfaitement. Le but est en effet de fabriquer un béton cellulaire le plus homogène que possible (parfaite dispersion des millions de cellules).
Sixième étape : profiler et couper
Après un cycle d’environ 10 heures en autoclave, le béton cellulaire a acquit sa résistance. Pour des raisons d’énergie et de capacité, Cellumat a choisi des autoclaves de grandes dimensions. Ceci représente un investissement très important, mais il en résulte moins de cycles d’autoclavage et donc moins de consommation de vapeur.
Cette chaudière ne fournit de la vapeur uniquement que sur demande. En quelques minutes, elle peut livrer 10 tonnes de vapeur à 16 bar. Contrairement aux chaudières classiques qui tout le temps doivent tenir à 100°C une quantité d’eau importante pour être capable de livrer de la vapeur rapidement.
Cellumat a automatisé son unité d’emballage de sorte que tous les blocs soient tournés et palettisés debout. Ce qui signifie que sur la palette, les blocs sont prêts à être mis en œuvre. La résistance du bloc est dans la bonne direction. De plus, les blocs sont cerclés pour qu’ils ne puissent pas bouger pendant le transport ou lors de la manutention. Il en résulte beaucoup moins de casse en cas de manutention brutale. Ainsi, la qualité optimale qui sort de l’usine se retrouve sur chantier.
2,5 hectares représentent l’aire de stockage. Les palettes y sont stockées à l’aide de chariots élévateurs. Plusieurs milliers de m³ sont en permanence disponibles sur le stock et sont prêts à être livrés.