Faisant partie des principaux appareils destinés au travail du béton, l’aiguille vibrante offre de nombreux avantages. Encore faut-il comprendre de quoi il s’agit, dans quels contextes l’utiliser, comment s’en servir correctement et surtout, comment choisir le modèle adéquat. Suivez le guide pour un topo complet sur l’aiguille vibrante.
Qu’est-ce qu’une aiguille vibrante et à quoi ça sert ?
L’aiguille vibrante est un appareil qui exploite la technique de vibration pour permettre un travail impeccable sur le béton. Elle est principalement utilisée pour le serrage, en amont du traitement de surface. Plus concrètement, l’aiguille vibrante est insérée dans le béton frais pendant le coffrage. Lorsqu’il est activé, des vibrations sont automatiquement générées. Cette phase consiste à homogénéiser le béton et d’éliminer les poches d’air pour que le matériau soit parfaitement compact en séchant.
Il est important de savoir que la vibration optimise la mise en place du béton, notamment autour des armatures. L’évacuation des espaces gazeux réduit la porosité du béton. Les propriétés mécaniques et physiques du matériau sont de ce fait optimisées grâce à cette technique requérant l’utilisation d’une aiguille vibrante. En effet, un béton homogène et compact possède automatiquement une meilleure densité, ce qui bénéficie à sa durabilité. Cela implique une meilleure résistance des ouvrages.
Les aiguilles vibrantes, comme celles proposées sur TRCONSEIL, permettent d’effectuer une vibration interne dans le sens où le procédé implique une intervention dans le béton frais. Cette vibration interne s’oppose à d’autres méthodes qui consistent à appliquer la technique de vibration à l’extérieur des coffrages et des moules, via des appareils différents de l’aiguille vibrante. A titre d’exemple, la règle vibrante permet de réaliser une vibration externe (ou en surface) du béton.
De quoi est composée une aiguille vibrante ?
L’aiguille vibrante se compose d’un tube en métal de forme cylindrique dont l’extrémité peut être conique ou demi-sphérique. Ce tube qui correspond à l’aiguille proprement dite se prolonge par un flexible dont la longueur varie suivant les modèles. C’est ce flexible qui relie l’aiguille au système d’alimentation.
Pour vibrer du béton, l’aiguille doit être introduite dans le mélange frais. La source d’énergie que l’on appelle également unité d’entraînement génère une énergie qui est transmise à l’aiguille via le flexible. Le tube en métal transmet alors les vibrations au béton.
Il faut savoir que différentes unités d’entraînement sont disponibles.
Dans le cas d’une aiguille vibrante à unité mécanique, l’appareil est équipé d’un moteur thermique. Il est peu fréquent que ce type d’appareil soit utilisé sur les chantiers BTP. Cependant, les modèles de dernière génération gagnent en performance, ce qui leur permet de répondre à des besoins relativement importants.
Une aiguille vibrante à unité pneumatique est alimentée par un système d’air comprimé. C’est un modèle fortement plébiscité par les constructeurs dans la mesure où les performances sont cohérentes avec les utilisations intensives.
Concernant l’aiguille vibrante à unité électrique, c’est un mini compresseur qui transforme la puissance mécanique générée en énergie électrique. Ce type d’appareil est également apprécié des professionnels du BTP pour ses capacités à couvrir les besoins des chantiers de moyenne à grande envergure.
Apprenez à bien vibrer le béton
La vibration interne du béton doit être suffisante tout en évitant les excès. Plusieurs critères doivent ainsi être pris en compte en amont et pendant l’opération.
Pour commencer, il est primordial de choisir un tube de vibration dont le diamètre s’adapte aux spécificités des travaux, ce qui varie de 25 mm à 200 mm. Les modèles de 25 à 60 mm de diamètre sont conçus pour vibrer un maximum de 10 m3 de béton, à une cadence maximum de 20 000 vibrations par minute. Au-delà de 60 mm de diamètre, le tube de vibration permet de travailler plus de 10 m3 de béton, à une cadence maximum de 10 000 vibrations par minute.
La cadence (ou la fréquence) de vibration doit être ajustée à la taille des granulats. Les fortes sections de granulométrie admettent de 1 000 à 10 000 tours par minute. On parle alors de vibration à basse fréquence. Les granulats plus fins peuvent être travaillés à haute fréquence, c’est-à-dire jusqu’à 20 000 tours par minute.
Il faut également tenir compte de l’énergie que l’appareil peut transmettre au béton frais. A taille égale, il sera donc judicieux de prendre l’aiguille vibrante la plus puissante.
La durée de vibration n’est pas la même selon le type de béton travaillé. Pour du béton fluide, l’aiguille vibrante sera utilisée pendant 5 secondes. L’application est portée à 20 secondes pour du béton plastique et dure jusqu’à 60 secondes pour du béton ferme. Globalement, il faut arrêter de vibrer le béton dès que le mélange ne se tasse plus et que la laitance se met à briller. L’opération doit également être stoppée lorsqu’il n’y a plus de bulles d’air migrant à la surface. Le bruit émis par l’appareil offre également de bonnes indications. Au début, vous entendrez un bruit saccadé. Une fois que le béton est vibré, le son devient uniforme.
Une fois que ces notions de base sont assimilées, vous pouvez envisager d’utiliser votre aiguille vibrante. Pour ce faire, le tube en métal doit être introduit dans la masse de béton. Pendant l’opération, ce module sera progressivement et délicatement remonté vers la surface jusqu’à ce que le bruit produit par l’aiguille vibrante soit stable. Les bulles d’air cessent de remonter à la surface. En revanche, la laitance se forme. Dès que le béton arrête de se tasser, il est possible d’appliquer le traitement qui confèrera son apparence finale à la surface (béton lissé, béton brossé…).
Attention : le module de vibration ne doit pas entrer en contact direct avec le coffrage et/ou les armatures de l’ouvrage. Un tel contact risquerait d’engendrer la ségrégation du mélange. En outre, de nouvelles zones gazeuses seraient susceptibles de se former dans le béton. Enfin, il ne faut jamais se servir du tube de vibration pour déplacer le matériau.
Comment bien choisir son aiguille vibrante ?
Le marché des aiguilles vibrantes est régulièrement étoffé par des modèles de plus en plus performants. Les caractéristiques ne cessant d’évoluer et de se multiplier, il peut être difficile de choisir l’appareil qui répond vraiment à vos besoins. Ces quelques critères vous aideront à effectuer un choix éclairé.
En fonction de l’unité d’entraînement
La motorisation influence la maniabilité et le rendement d’une aiguille vibrante. C’est pour cela que vous devez la choisir en tenant compte de l’envergure du chantier et des contraintes auxquelles vous ferez face.
Les aiguilles vibrantes électriques ont l’avantage d’être puissantes en plus d’être faciles à utiliser. Elles sont à la fois compactes et légères, d’une grande maniabilité et se révèlent moins bruyantes que les modèles entraînés par d’autres sources d’énergie. De plus, les aiguilles vibrantes électriques sont plus respectueuses de l’environnement dans la mesure où leur utilisation ne génère pas de gaz polluant. Ces appareils fonctionnent sous une tension de 220 V, pour une puissance qui s’étale généralement de 800 W à 3 kW.
La longueur du flexible entre le moteur et le tube de vibration est souvent comprise entre 2 et 6 mètres, tandis que le diamètre de l’aiguille varie de 25 à 65 mm environ. Les cadences vont de 10 000 vibrations par minute à 140 000 vibrations par minute (v/min) pour les modèles les plus puissants. Une aiguille vibrante électrique offre un rendement pouvant atteindre 8 m3 par heure.
Les aiguilles vibrantes pneumatiques sont également d’une grande puissance. Le compresseur offre d’ailleurs suffisamment d’énergie pour alimenter simultanément plusieurs aiguilles vibrantes et éventuellement d’autres outillages pneumatiques utilisés sur le chantier.
Ces appareils sont plébiscités sur les chantiers BTP de grande envergure, notamment dans le domaine de la construction. Les réglages s’effectuent assez simplement puisqu’il suffit généralement de moduler l’arrivée d’air pour adapter les vibrations transmises au béton. L’utilisation d’un modèle pneumatique est évidemment dénuée de tout risque électrique. De plus, le rendement est intéressant, sachant que la cadence de vibration oscille entre 8 000 v/min et 20 000 v/min.
Les aiguilles vibrantes mécaniques sont alimentées par un moteur thermique. Il s’agit des versions les plus basiques qui ont néanmoins subi des améliorations conséquentes au fil des années. Leur utilisation se révèle pratique sur les chantiers n’offrant aucun accès à des sources électriques. De plus, ils se dotent d’une remarquable autonomie. Les aiguilles vibrantes mécaniques de dernière génération s’accordent une large plage de puissance et garantissent une excellente fiabilité. Il est néanmoins conseillé de manier le flexible avec soin pour garantir les meilleurs résultats possibles.
En fonction de l’application
Indépendamment de l’unité d’entraînement, tous les modèles existants peuvent être utilisés pour une vibration interne de l’ensemble des types de béton (de très fluide à ferme). En revanche, les aiguilles vibrantes mécaniques ne s’adaptent pas aux mélanges destinés à la réalisation de digues et/ou des fondations d’une construction.
Par ailleurs, les aiguilles vibrantes pneumatiques et électriques sont celles qui conviennent le mieux si le projet de construction concerne des murs de soutènement ou des ponts. Ces modèles sont également indiqués pour vibrer du béton en vue de réaliser des supports structurels, des prédalles ou encore des poutres. Plus globalement, il est préférable d’utiliser les appareils pneumatiques ou électriques pour travailler du béton exigeant une robustesse et une longévité optimales.
En fonction de la configuration de l’aiguille vibrante
Les caractéristiques de l’aiguille vibrante définissent automatiquement la qualité de la vibration et donc celle du résultat final. Plus concrètement, il est primordial de sélectionner un tube de vibration dans un diamètre compatible avec les opérations à réaliser. Suivant la même logique, la cadence doit s’accorder aux spécificités du matériau. Ce dernier doit par ailleurs recevoir une quantité d’énergie suffisante pour garantir l’obtention d’un béton vibré d’excellente qualité.
Vous l’aurez compris, le choix d’une aiguille vibrante est loin d’être anodine. De même, il est essentiel de respecter les règles de vibration pour que l’opération génère les résultats escomptés.