Quels sont les essais réalisés sur le béton durci ?

L’essai sur béton durci permet d’évaluer les propriétés mécaniques et physiques du béton après sa prise et son durcissement. Cet essai s’appuie sur des matériels spécialisés tels que les presses à béton, les dispositifs de flexion et les outillages de préparation d’éprouvettes. Ces contrôles permettent de vérifier la conformité du béton aux exigences des normes techniques et pour garantir la sécurité des ouvrages en béton armé, précontraint ou non armé. Ils fournissent des données précises sur la résistance, la durabilité et la structure interne du matériau.

Le premier objectif est la mesure de la résistance mécanique du béton. Les essais permettent de déterminer la résistance à la compression, à la traction indirecte ou encore à la flexion. Ces valeurs traduisent la capacité du béton à supporter les contraintes auxquelles il sera soumis en service. Les résultats obtenus servent à valider la conformité du béton à la classe de résistance spécifiée dans le cahier des charges.

Le béton durci est exposé à des sollicitations environnementales telles que le gel, la chaleur, l’humidité ou l’action des agents chimiques. Les essais permettent de vérifier sa durabilité, c’est-à-dire sa capacité à conserver ses propriétés dans le temps. Ces contrôles contribuent à anticiper les dégradations et à ajuster la formulation du béton en fonction des conditions d’exposition.

Les essais sur béton durci garantissent que le matériau respecte les normes de construction, notamment l’EN 206 et l’EN 12390. Ces référentiels définissent les méthodes d’essai, les conditions de prélèvement des échantillons et les tolérances admises. Les résultats constituent une preuve de conformité pour les maîtres d’ouvrage et les organismes de contrôle technique.

L’essai de compression consiste à appliquer une charge croissante sur une éprouvette cylindrique ou cubique jusqu’à sa rupture. Cet essai permet de déterminer la résistance à la compression du béton, exprimée en mégapascals (MPa). Il est généralement réalisé à 28 jours après la mise en œuvre du béton. La norme EN 12390-3 définit la méthode d’essai, les conditions de préparation des éprouvettes et la vitesse d’application de la charge. Les résultats sont utilisés pour classer le béton selon sa classe de résistance (par exemple C25/30 ou C35/45).

L’essai de fendage, ou essai brésilien, mesure la résistance du béton à la traction indirecte. Ce test est essentiel pour estimer la capacité du béton à résister à la fissuration due aux efforts de traction internes. La norme EN 12390-6 encadre la procédure et les conditions d’essai. Bien que la résistance à la traction soit nettement inférieure à celle à la compression, cet essai fournit des informations utiles sur la cohésion interne et la qualité de la pâte cimentaire.

L’essai de flexion permet de mesurer la résistance du béton à la rupture sous un moment fléchissant.
La norme EN 12390-5 définit les conditions de réalisation et les critères de calcul. La résistance à la traction par flexion est utile pour caractériser les bétons destinés aux dalles, aux pavés ou aux éléments minces. Ce test met en évidence la répartition des contraintes dans la zone tendue et permet d’évaluer la rigidité du matériau face aux charges répétées.

L’essai au scléromètre, ou essai de rebondissement, consiste à projeter une tige métallique sur la surface du béton à l’aide d’un marteau à ressort calibré. Cet essai permet d’obtenir une estimation de la résistance du béton sans prélèvement d’échantillons. Cependant, les résultats sont influencés par la rugosité de la surface, l’humidité et l’âge du béton. L’essai doit donc être interprété avec précaution et, si nécessaire, complété par un essai mécanique direct.

L’essai par ultrasons mesure la vitesse de propagation d’une onde sonore à travers le béton. Deux capteurs, émetteur et récepteur, sont placés sur la surface ou de part et d’autre de l’échantillon. La durée de transmission du signal permet de calculer la vitesse ultrasonore, liée à la compacité et à la densité du matériau. Cet essai, normalisé par la EN 12504-4, est utilisé pour évaluer la qualité du béton en place, détecter des défauts internes et suivre l’évolution du durcissement dans le temps.

La fiabilité des résultats dépend de la préparation correcte des échantillons. Les éprouvettes peuvent être moulées ou prélevées par carottage. Le choix porte sur :

• cylindres 16 × 32 cm ;
• cylindres 11 × 22 cm ;
• cubes 10 ou 15 cm ;
• prismes pour les essais de flexion

Les éprouvettes doivent rester dans le moule entre 16 h et 2 jours, protégées de la dessiccation. Elles sont ensuite conservées en immersion ou dans une chambre humide à 20 °C et HR > 95 %. Les surfaces d’appui doivent être préparées : rectification ou surfaçage au soufre conformément à la norme EN 12390-3. L’épaisseur de surfaçage ne dépasse pas 5 mm, et l’essai ne peut être réalisé qu’après un temps minimal de durcissement de la couche, soit environ 30 min.

L’éprouvette est centrée sur la presse hydraulique. La charge est appliquée de manière continue selon une vitesse prescrite. La presse enregistre la force maximale au moment de la rupture. L’essai permet d’observer le mode de fissuration, qui doit être cohérent avec les exigences normatives.

La résistance est calculée en divisant la force maximale par la section de l’éprouvette. La norme impose un arrondi à 0,5 MPa. L’interprétation prend en compte :

• la régularité du mode de rupture ;
• l’exclusion des valeurs aberrantes ;
• la comparaison avec d’autres essais (traction, flexion).

Des corrélations établissent des relations approximatives entre les résistances :

• traction ≈ 0,1 × compression ;
• flexion ≈ 0,15 × compression

Ces lignes directrices orientent le diagnostic mais nécessitent une analyse adaptée à la formulation et aux conditions environnementales du béton testé.

Les essais mécaniques exigent des presses hydrauliques de grande capacité (souvent 2000 kN à 3000 kN), adaptées aux résistances courantes ou spécifiques. Les dispositifs incluent :

• plateaux d’appui renforcés ;
• systèmes de centrage ;
• équipements de flexion à trois ou quatre points ;
• enregistreurs numériques pour la force appliquée et la courbe de rupture.
  

Les essais physiques et de durabilité mobilisent :

• dispositifs pour infiltration d’eau sous pression ;
• enceintes climatiques capables de cycles thermiques pour gel-dégel ;
• enceintes de carbonatation ;
• bancs de diffusion des chlorures en champ électrique ;
• matériels de mesure de masse volumique ou porosité.

La préparation comprend :

• moules normalisés ;
• carotteuses diamantées pour les prélèvements in situ ;
• dispositifs de cure ;
• équipements de surfaçage.

Les moules normalisés (en acier ou en plastique rigide) servent à la confection des éprouvettes cylindriques de 150 × 300 mm ou cubiques de 150 mm de côté. Des rectifieuses sont utilisées pour assurer la planéité des faces avant l’essai. Des centrages automatiques, plateaux sphériques et capteurs de déplacement complètent le dispositif pour garantir la précision des mesures et limiter les erreurs de positionnement.

La norme EN 12390 est la référence principale pour les essais sur béton durci. Elle se décline en plusieurs parties :

• EN 12390-1 : forme, dimensions et fabrication des éprouvettes ;
• EN 12390-3 : méthode d’essai à la compression ;
• EN 12390-5 : essai de flexion ;
• EN 12390-7 : détermination de la masse volumique ;
• EN 12390-8 : détermination de la profondeur de pénétration de l’eau sous pression.
  

La norme EN 206 complète ce cadre en définissant les classes de résistance, les conditions d’exposition et les exigences de conformité.

D’autres normes encadrent les essais spécialisés :

• NF EN 12390-9 pour les essais de résistance au gel-dégel ;
• NF EN 14630 pour la carbonatation ;
• NF EN 13295 pour la diffusion des chlorures.

Les laboratoires doivent assurer la traçabilité complète des échantillons, depuis leur prélèvement jusqu’à la transmission des résultats. Les rapports d’essai mentionnent la date de fabrication du béton, la composition du mélange, les conditions de cure, le type d’éprouvette, les résultats obtenus et les normes utilisées. Cette documentation est indispensable pour prouver la conformité du béton vis-à-vis des exigences contractuelles et réglementaires.