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A quoi servent-ils ?
Les granulats sont indispensables pour la construction :
– des routes,
– des trottoirs et places publiques,
– des voies ferrées et de tramways,
– des zones industrielles,
– des plates-formes commerciales…
Ils servent aussi à construire :
– les maisons d’habitation,
– les immeubles de bureau,
– les ateliers et les usines,
– les écoles,
– les hôpitaux…
La carrière (au fond du dessin)
Les sables et graviers sont extraits dans une carrière. Puis, ils sont transportés par camion, bateau ou train vers les usines de transformation ou directement vers les chantiers.
L’usine de transformation (au centre à gauche)
Les sables et graviers sont mélangés à un liant (ciment ou bitume) ou à de l’eau pour produire du béton, des produits préfabriqués en béton (parpaings, tuyaux, bordures de trottoir, …), et des enrobés pour les routes.
Les chantiers de construction de route et de logements (au premier plan)
Les routes
Les routes sont composées à 80 – 90 % de granulats. Qu’il s’agisse d’une petite route de campagne ou d’une autoroute, trois couches de granulats sont mises en place, sur une épaisseur de 20 à 70 cm.
La couche de roulement, la seule visible, permet l’écoulement de l’eau, tout en maintenant une adhérence avec les pneumatiques des véhicules par tous les temps, sans être trop bruyante.
Au-dessous, les couches de fondation et de base assurent la solidité de la chaussée.
L’évolution des techniques de construction a permis de réduire l’épaisseur des chaussées mais de grandes quantités de granulats restent nécessaires aujourd’hui pour alimenter l’ensemble des chantiers d’entretien et de construction de nouvelles infrastructures.
Chaque année, il faut plus de 200 millions de tonnes de granulats pour assurer l’entretien des routes existantes, la construction de nouvelles voiries, et les travaux liés aux réseaux (assainissement, câbles électriques enfouis, adductions de gaz…).
Environ 30 000 tonnes de granulats sont nécessaires pour construire un kilomètre d’autoroute.
Les chantiers de rénovation routière pratiquent couramment le recyclage des matériaux déjà utilisés dans la chaussée préexistante.
En savoir plus sur la construction des routes
Les surfaces de roulement sont le plus souvent constituées par des enrobés, c’est-à-dire par un mélange de granulats avec un liant : le bitume. Elles sont exécutées avec des granulats de surface rugueuse (issus de roches massives) qui permettent une bonne adhérence des pneus. Le type de matériau utilisé dépend de l’importance du trafic et notamment du passage répété de camions.
Les couches de base et de fondation requièrent également des granulats concassés dont la forme anguleuse permet un auto-blocage des matériaux. Des granulats « roulés » (ronds) ne seraient pas assez stables.
Plus de détails sur les caractéristiques techniques requises pour les granulats utilisés dans la construction routière
Les voies ferrées
Les rails sont posés sur des traverses qui les maintiennent au bon écartement.
Ces traverses reposent sur le ballast constitué de granulats concassés très durs de 20 à 55 millimètres.
Le ballast (couche superficielle) recouvre plusieurs couches de granulats. Cet ensemble constitue une assise de matériaux granulaires de grande épaisseur et de haute résistance, mais cependant relativement souple pour absorber les vibrations répétées et les chocs dus au passage des trains.
Pour le TGV, on utilise les roches les plus résistantes (quartzites, micro-diorites, andésites…) : ces granulats sont donc produits dans des carrières spécifiques.
Pour construire un kilomètre de voie ferrée, il faut 10 000 tonnes de granulats.
Les bâtiments d’habitation
La construction d’une maison d’habitation classique en béton nécessite 100 à 300 tonnes de sables et graviers.
– Les fondations sont réalisées en béton armé : il s’agit d’un mélange de sables, graviers, ciment et eau, associé à une armature métallique.
– Les murs sont constitués de parpaings, c’est-à-dire de blocs de béton préfabriqués en usine à partir de granulats, ciment et eau.
– Les parpaings sont jointoyés à l’aide de mortiers qui sont produits à partir de sables, ciment et eau et recouverts d’enduits également constitués de mortiers.
En savoir plus sur le béton et le ciment
Le béton est une véritable « pierre reconstituée » qui résulte du mélange de granulats, d’eau et d’un liant : le ciment. Les granulats apportent la consistance et la résistance. Le phénomène de prise n’est pas un simple séchage, mais une réaction chimique entre l’eau et le ciment. Cette réaction assure le durcissement du mélange, la cohésion de l’ensemble et sa durabilité. Le ciment, lui-même, provient de la « cuisson » d’un mélange de calcaire (80 % environ) et d’argile (20 %).
On peut réaliser les bétons avec des granulats de diverses natures : alluvionnaires, éruptifs, calcaires. Pour des facilités de fabrication et de mise en œuvre, on utilise en général des éléments arrondis ; les surfaces roulent ainsi les unes sur les autres et assurent une bonne maniabilité du mélange en phase liquide. Cependant, on fabrique également des bétons avec des granulats concassés, soit pour des raisons géologiques locales (rareté des alluvionnaires), soit pour des raisons purement techniques.
