Les prémices d’une standardisation des ciments
*l’article suivant mentionne différents jalons historiques relatifs à la définition, l’appellation et la standardisation des ciments en France, mais sans pouvoir prétendre à l’exhaustivité.
| Standardiser : Définir des types/catégories, selon des compositions/propriétés contrôlées par des méthodes d’essais, et les nommer |
Entre appellations, compositions et propriétés
Des Cahiers des Charges
Lorsque les décisions ministérielles des 13 mars 1879 et 7 février 1881 firent établir un Cahier des charges pour le port de Boulogne prévoyant des capacités de résistance du ciment, l’on peut dire que s’engageaient alors les prémices d’une normalisation des ciments.
En effet, jusqu’alors, c’étaient la réputation des usines et les possibilités d’approvisionnement qui conditionnaient le choix du matériau.
Les dénominations des ciments ne répondaient à aucune nomenclature définie ; par exemple, la société Poliet et Chausson appelait « coq » ou « super coq » suivant le degré de mouture, son ciment portland artificiel, « bœuf » un ciment à 30% de laitier.
Un autre cahier des charges ne désignant pas les usines productrices, permettant ainsi à tout fournisseur de présenter ses produits, fut établi en 1885 par Guillain et Vétillard. Des méthodes d’essais y étaient fixées ainsi que des valeurs minimales attendues des résultats.
Des Nomenclatures
En 1883, la Société centrale des architectes répertoriait les ciments de la manière suivante :
- Chaux hydrauliques (en poudre)
- Chaux naturelle (de St Quentin)
- Ciment dit romain, ordinaire à prise rapide
- Ciment dit de Vassy à prise rapide
- Ciment dit de Portland, à prise lente
- Ciment dit de Portland
- Ciment dit de Portland, à prise très lente
En 1881, avait été créée une Association internationale pour les essais des matériaux, qui organisa une série de congrès dont le Congrès de Dresde (1886) où fut définie une nomenclature des ciments :
- Chaux hydrauliques : calcination de calcaires plus ou moins argileux et susceptibles d’extinction
- Ciments romains : marnes argilo-calcaires. Ne s’éteignent pas.
- Ciments de Portland : marnes calcaires naturelles ou artificielles, broyage nécessaire
- Gangues hydrauliques : ne durcissent pas seules, mais doivent être mélangées avec de la chaux : pouzzolane, terre de Santorin, trass, tuffs volcaniques, laitier de haut-fourneau, argile cuite, etc.
- Ciments de pouzzolane : mélange intime de chaux hydratée en poudre avec des gangues hydrauliques en poudre
- Ciments mixtes : mélange de ciments lents et de matières appropriées.
Des Méthodes d’essais
La Commission des Méthodes d’essai créée en France en 1891, rédigea un rapport sur les chaux et les ciments qui décrivait des méthodes d’essais, mais sans indiquer de valeurs spécifiques. Il incombait aux rédacteurs des Cahiers des charges de les définir.
Des Cahiers des charges types
Mais en 1902, plusieurs arrêtés ministériels définirent des Cahiers des Charges types pour les différents types de ciments, en indiquant les compositions chimiques, les résistances minimales à la traction, des essais etc.
- Type n° 1 : Pour les fournitures de ciments Portland destinées à des travaux prise à la mer
- Type n° 2 : Pour la fourniture de chaux hydraulique destinée à des travaux en prise à la mer
- Type n° 3 : Pour les fournitures de ciment non en prise à la mer
- Type n° 4 : Pour les fournitures de ciment de grappiers
- Type n° 5 : Pour la fourniture de ciments et chaux hydrauliques ne rentrant pas dans les catégories précédentes
La standardisation des ciments
• Le Comité permanent de la standardisation
Le terme de standardisation se fait jour avec le Comité permanent de la standardisation (C.P.S.) (créé en 1918) qui définit quelques dispositions relatives aux liants hydrauliques et fixa la liste suivante de produits :
- Ciments artificiels (habituellement dénommés portlands)
- Ciments naturels
- Ciments de grappiers
- Ciments mixtes (grappiers et ciment naturel et artificiel)
- Ciments de pouzzolane (ciment ou chaux plus la pouzzolane naturelle ou artificielle) (avec le cas particulier du ciment de laitier à la chaux)
- Chaux hydrauliques
Il n’y eut obligation de suivre les prescriptions du CPS qu’en 1928, suite à la décision de laisser un temps d’adaptation aux fabricants.
• L’Association française de normalisation (AFNOR)
Les travaux de normalisation furent pris en charge par l’Association française de normalisation (AFNOR) créée en 1926.
Une commission élabora un Cahier des charges applicable à partir de 1934 où la classification des ciments est la suivante :
- Ciments naturels (prise rapide, prise lente ou demi-lente)
- Ciments composés (grappiers ou mixtes gaize ou pouzzolane)
- Ciments artificiels pour travaux spéciaux (proprement dits à haute résistance initiale (HRI))
- Ciments de laitier (chaux ou clinker)
- Ciments métallurgiques (de fer ou de haut-fourneau)
- Ciments métallurgiques sursulfatés (HRI)
- Ciments alumineux
Les dispositions de 1928 furent harmonisées avec ce cahier des charges en 1938.
• Nomenclature : symbole et mention des valeurs exigées des résistances à 7 ou 28 jours
Des normes spécifiques sont créées par produit (NF P15-301, NF P15-302…).
Après la 2nde guerre
- Ciments Portland artificiel (160-250) CPA et à haute résistance initiale (315-400) (HRI)
- Ciments Portland de fer (160-250) (CPF).
- Ciments de haut-fourneau (100-160) (CHF)
- Ciments de laitier au clinker (100-160) (CLK)
- Ciments de laitier à la chaux (50-100) (CLX)
- Ciments à maçonner (100-160)(CM)
- Liants à maçonner (50-100) (LM)
- Chaux éminemment hydrauliques (30-60) (XEH)
- Chaux hydrauliques lourdes (10-30) (XH)
De nombreuses modifications s’ensuivirent.
1950 : Créations
- Super-ciment (355-500) (Super)
- Ciment métallurgique CMM (250-315)
- CPB à 10% de laitier
1952 : Normalisation du Ciment sursulfaté (CSS 315-400)
1960 : Créations
- CPAL : Ciment Portland Artificiel au Laitier
- CPAC : Ciment Portland Artificiel aux Cendres
- CPAZ : Ciment Portland Artificiel à la pouzzolane
- CPALC : Ciment Portland Artificiel au Laitier et au Cendre.
- CPF : Ciment Portland de fer
- CMM : Ciment métallurgique
- CHF : Ciment de haut fourneau
- CLK : Ciment de Laitier au Clinker
L’ouvrage « Contrôle et essais des ciments, mortiers, bétons » de M. Venuat et M. Papadakis, dont le dépôt légal date du 4ème trimestre 1960, fait apparaître une liste des liants normalisés :
Extrait de : Contrôle et essais des ciments, mortiers, bétons / M. Venuat et M. Papadakis. – Paris : Eyrolles, 1961″ (dépôt légal 4ème trimestre 1960)
1961 : Introduction du CPALZ : Ciment Portland Artificiel au Laitier et à la Pouzzolane
1964 : Appellations avec symboles et classes de résistance :CPA 250, CLX 160…
Début 1973 : Le Centre d’Etudes et de Recherches de l’Industrie des Liants Hydrauliques (CERILH), qui est Bureau de Normalisation, prépare un projet de modification de la normalisation visant à ce que les valeurs de performance des ciments soient comprises dans une fourchette entre un minimum et un maximum.
1976 : la normalisation se base non plus sur la notion de performances minimales, mais sur celle de moyenne garantie, avec un coefficient de variation.
1978 et 1981 : NF P15-301 : Liants hydrauliques : définitions, classification et spécifications des ciments
| NF P15-301 décembre 1978 | NF P15-301 décembre 1981 |
| Principales catégories | |
|
CPA : Ciment Portland artificiel CPJ : Ciment Portland composé CHF : Ciment de Haut fourneau CLK : Ciment de Laitier au Clinker |
|
| CLC : Ciment au laitier et aux cendres | |
| Autres ciments | |
|
CLX : Ciment de Laitier à la chaux (NF P15-306) CM : Ciment à maçonner (NF P15-307) CN : Ciment naturel (NF P15-308) XHN : Chaux hydraulique naturelle (NF P15-310) XHA : Chaux hydraulique artificielle (NF P15-312) CSS : Ciment sursulfaté (NF P15-313) Ciment Pouzzolanique Ciment au laitier et à la pouzzolane Ciment alumineux fondu Ciment prompt |
|
Normalisation Européenne
Une enquête menée dans les années 1970 recensait une vingtaine de types de ciments en Europe occidentale qui relevaient d’une normalisation nationale ; en 1990, une cinquantaine de ciments normalisés au niveau national étaient dénombrés.
Au vu du nombre important de ciments à prendre en compte, le CEN (Comité européen de normalisation) décide de réaliser la norme sur les ciments en plusieurs parties.
- Une partie traite des ciments dont le durcissement dépend principalement de l’hydratation de silicates de calcium et qui sont destinés à des usages courants.
- Les ciments ayant des mécanismes de durcissement différents ou des propriétés particulières complémentaires sont traitées dans d’autres parties.
Les ciments dits courants sont traités séparément des ciments dits spéciaux, qui présentent des propriétés supplémentaires ou particulières.
1992 : publication d’une prénorme européenne par le Comité européen de Normalisation (ENV 197-1), qui traite des ciments courants « décrits comme traditionnels et éprouvés par les organismes nationaux de normalisation ».
1993 : Norme européenne ENV 197-1 : Ciment : composition, spécifications et critères de conformité. Partie 1 : Ciments courants
1994 : Révision de la norme française NF P15-301 (P15-301)
• Les ciments définis en 1981 sont maintenus et figurent avec les 2 appellations (française et européenne – CEM)
• Mais les définitions et les caractéristiques sont ceux de l’Euro-norme
• Les classes de ciments sont dénommées à nouveau par la valeur minimale des résistances (et non plus par leur valeur moyenne)
• L’intitulé de la norme NF P15-301 intègre la distinction faite par la prénorme européenne en mentionnant la notion de ciments courants dont elle traite, tout en incluant dans son texte, comme précédemment, le rappel des autres ciments et de leurs normes associées.
1994 : NF P15-301 : Liants hydrauliques : Ciments courants. Composition, spécifications et critères de conformité
2001 : NF EN 197-1 (P15-101-1)
• La norme NF EN 197-1 de février 2001 ne traite que des ciments courants et n’intègre pas de rappel concernant les ciments spéciaux faisant l’objet d’autres textes normatifs.
2001 : NF EN 197-1 (P15-101-1) : Ciment. Partie 1 : Composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants
2012 : Révision de la norme NF EN 197-1 (P15-101-1)
2012 : NF EN 197-1 (P15-101-1) : Ciment. Partie 1 : Composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants
| NF P15-301 (1994) | NF EN 197-1 (P15-101-1) (2001) | NF EN 197-1 (P15-101-1) (2012) | |||
| CIMENTS COURANTS | |||||
| 10 types de Ciments courants | 27 produits de la famille des Ciments courants | 27 produits de la famille des Ciments courants | |||
| Ciment Portland | CPA-CEM I | Ciment Portland | CEM I | Ciment Portland | CEM I |
| Ciment Portland composé | CPJ-CEM II/A
CPJ-CEM II/B |
Ciment Portland au laitier | CEM II/A-S
CEM II/B-S |
Ciment Portland au laitier | CEM II/A-S
CEM II/B-S |
| Ciment Portland à la fumée de silice | CEM II/A-D | Ciment Portland à la fumée de silice | CEM II/A-D | ||
| Ciment Portland à la pouzzolane | CEM II/A-P
CEM II/B-P CEM II/A-Q CEM II/B-Q |
Ciment Portland à la pouzzolane | CEM II/A-P
CEM II/B-P CEM II/A-Q CEM II/B-Q |
||
| Ciment Portland aux cendres volantes | CEM II/A-V
CEM II/B-V CEM II/A-W CEM II/B-W |
Ciment Portland aux cendres volantes | CEM II/A-V
CEM II/B-V CEM II/A-W CEM II/B-W |
||
| Ciment Portland au schiste calciné | CEM II/A-T
CEM II/B-T |
Ciment Portland au schiste calciné | CEM II/A-T
CEM II/B-T |
||
| Ciment Portland au calcaire : | CEM II/A-L
CEM II/B-L CEM II/A-LL CEM II/B-LL |
Ciment Portland au calcaire | CEM II/A-L
CEM II/B-L CEM II/A-LL CEM II/B-LL |
||
| Ciment Portland composé | CEM II/A-M
CEM II/B-M |
Ciment Portland composé | CEM II/A-M
CEM II/B-M |
||
| Ciment de haut fourneau | CHF-CEM III/A
CHF-CEM III/B CLK-CEM III/C |
Ciment de haut fourneau | CEM III/A
CEM III/B CEM III/C |
Ciment de haut fourneau | CEM III/A
CEM III/B CEM III/C |
| Ciment pouzzolanique | CPZ CEM IV/A
CPZ CEM IV/B |
Ciment pouzzolanique | CEM IV/A
CEM IV/B |
Ciment pouzzolanique : | CEM IV/A
CEM IV/B |
| Ciment au laitier et aux cendres | CLC CEM V/A
CLC CEM V/B |
Ciment composé | CEM V/A
CEM V/B |
Ciment composé | CEM V/A
CEM V/B |
| 7 produits de la famille des ciments courants résistants aux sulfates | |||||
| Ciments courants résistant aux sulfates | CEM I-SR 0
CEM I-SR 3 CEM I-SR 5 |
||||
| Ciments de haut fourneau résistant aux sulfates | CEM III/B-SR
CEM III/C-SR |
||||
| Ciments pouzzolaniques résistant aux sulfates | CEM IV/A-SR
CEM IV/B-SR |
||||
| Ciments courants à faible résistance à court terme | |||||
|
|||||
| AUTRES CIMENTS | |||||
|
La norme NF EN 197-1 de février 2001 ne traite que
des ciments courants et n’intègre pas de rappel
concernant les ciments spéciaux faisant l’objet d’autres
textes normatifs |
La norme NF EN 197-1 d’avril 2012 ne traite que des
ciments courants et n’intègre pas de rappel concernant
les ciments spéciaux faisant l’objet d’autres textes
normatifs |
|||
Projets et prépublication
2019
Projet de révision de la norme NF EN 197-1 (P15-101-1) : Ciment. Composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants
L’objectif de cette révision est de permettre
=> « au prescripteur et/ou à l’utilisateur d’atteindre les objectifs en matière de développement durable »
=> et « au fabricant de réduire au minimum l’utilisation des ressources naturelles en fonction des conditions locales de production ».
| NF EN 197-1 (P15-101-1) (2012) | Projet de révision de NF EN 197-1 (P15-101-1) (2019) | ||
| 27 produits de la famille des Ciments courants | 39 produits de la famille des Ciments courants | ||
| Ciment Portland | CEM I | Ciment Portland | CEM I |
| Ciment Portland au laitier | CEM II/A-S
CEM II/B-S |
Ciment Portland au laitier | CEM II/A-S
CEM II/B-S |
| Ciment Portland à la fumée de silice | CEM II/A-D | Ciment Portland à la fumée de silice | CEM II/A-D |
| Ciment Portland à la pouzzolane | CEM II/A-P
CEM II/B-P CEM II/A-Q CEM II/B-Q |
Ciment Portland à la pouzzolane | CEM II/A-P
CEM II/B-P CEM II/A-Q CEM II/B-Q |
| Ciment Portland aux cendres volantes | CEM II/A-V
CEM II/B-V CEM II/A-W CEM II/B-W |
Ciment Portland aux cendres volantes | CEM II/A-V
CEM II/B-V CEM II/A-W CEM II/B-W |
| Ciment Portland au schiste calciné | CEM II/A-T
CEM II/B-T |
Ciment Portland au schiste calciné | CEM II/A-T
CEM II/B-T |
| Ciment Portland au calcaire | CEM II/A-L
CEM II/B-L CEM II/A-LL CEM II/B-LL |
Ciment Portland au calcaire | CEM II/A-L
CEM II/B-L CEM II/A-LL CEM II/B-LL |
| Ciment Portland composé | CEM II/A-M
CEM II/B-M |
Ciment Portland composé | CEM II/A-M
CEM II/B-M CEM II/C-M (S-P) CEM II/C-M (S-V) CEM II/C-M (S-L) CEM II/C-M (S-LL) CEM II/C-M (P-L) CEM II/C-M (P-LL) CEM II/C-M (V-L) CEM II/C-M (V-LL) |
| Ciment de haut fourneau | CEM III/A ; CEM III/B ; CEM III/C | Ciment de haut fourneau | CEM III/A ; CEM III/B ; CEM III/C |
| Ciment pouzzolanique | CEM IV/A et CEM IV/B | Ciment pouzzolanique | CEM IV/A et CEM IV/B |
| Ciment composé | CEM V/A et CEM V/B | Ciment pouzzolanique au laitier | CEM V/A et CEM V/B |
| Ciment composé | CEM VI (S-P)
CEM VI (S-V) CEM VI (S-L) CEM VI (S-LL) |
||
| 7 produits de la famille des ciments courants résistants aux sulfates | 7 produits de la famille des ciments courants résistants aux sulfates | ||
| Ciments courants résistant aux sulfates | CEM I-SR 0, CEM I-SR 3 et CEM I-SR 5 | Ciments courants résistant aux sulfates | CEM I-SR 0, CEM I-SR 3 et CEM I-SR 5 |
| Ciments de haut fourneau résistant aux sulfates | CEM III/B-SR
CEM III/C-SR |
Ciments de haut fourneau résistant aux sulfates | CEM III/B-SR
CEM III/C-SR |
| Ciments pouzzolaniques résistant aux sulfates | CEM IV/A-SR
CEM IV/B-SR |
Ciments pouzzolaniques résistant aux sulfates | CEM IV/A-SR
CEM IV/B-SR |
|
Ciments courants à faible résistance à court terme |
Ciments de haut fourneau à faible résistance à court terme | ||
|
|
||
2020
Projet de norme NF P15-101-5 (P15-101-5) : Ciment – Partie 5 : Ciment Portland composé CEM II/C-M et Ciment composé CEM VI
Ce projet de norme indique explicitement qu’il traite du Ciment Portland CEM II/C-M « non couvert pas l’EN 197-1 » et d’un nouveau type de ciment composé CEM VI, qui « n’est pas non plus couvert par l’EN 197-1 ».
| Ciment Portland composé | CEM II / C-M |
| Ciment composé | CEM VI (S-P) |
| CEM VI (S-V) | |
| CEM VI (S-L) | |
| CEM VI (S-LL) |
2021
Prépublication de la norme NF EN 197-5 (E) (P15-101-5) : Cement – Part 5 : Portland-composite cement CEM II/C-M and Composite cement CEM VI
| Portland-composite cement | CEM II / C-M |
| Composite cement | CEM VI (S-P) |
| CEM VI (S-V) | |
| CEM VI (S-L) | |
| CEM VI (S-LL) |
Sources d’information
Boulesteix Ch., L’évolution de la normalisation des ciments. In : Revue des matériaux de construction et des travaux publics, n° 679, avril 1973.
Deloye François-Xavier, Evolution des ciments Portland durant la seconde moitié du XXème siècle. (s. l.) : (s. n.) : (s. d.).
Loits André, Guide des liants minéraux utilisés dans la construction et la restauration. – 2010.
Candlot E., Ciments et chaux hydrauliques: Fabrication, propriétés, emploi, Baudry & Cie., 1891.
Adam A., Guide pratique pour l’emploi des ciments. – Chambre Syndicale Nationale des Constructeurs en Ciment Armé et Béton Précontraint ; Société de Diffusion des Techniques du Bâtiment et des Travaux Publics, 1968. – 59 p.
Venuat M., Papadakis M., Contrôle et essais des ciments, mortiers, bétons. – Editions Eyrolles : 1961, 465 p.
Martinet Gilles, Souchu Philippe, Naissance et triomphe du ciment Portland : Du tâtonnement industriel à la chimie des ciments. In : Ciments, bétons, plâtres, chaux, n° 891, juin-juillet 2008.
Commène Jean-Pierre, Ammouche Abdelkrim, Les ciments aujourd’hui : Evolution normative, adaptation aux usages et approche durabilité. In : Ciments, bétons, plâtres, chaux, n° 892, août-septembre 2008.
Cours sur les matériaux, 1.2. La normalisation du ciment. – Institut Universitaire de Technologie de Grenoble, 2002. – 7 p.