Qu'est-ce que les essais mécaniques sur le béton ?
De la préparation des éprouvettes aux résultats en MPa — tout ce qu'il faut savoir sur les essais de compression, fendage et flexion. Par Ali Maolida, le Cuistot du Béton.
Préparer les éprouvettes
Avant de faire un essai mécanique, il faut d'abord fabriquer des éprouvettes. C'est l'étape que beaucoup sous-estiment — et pourtant, un mauvais prélèvement fausse tout le reste.
Prélèvement dans la brouette
On prélève l'échantillon de béton dans une brouette la plupart du temps — en quantité égale à 1,5 fois le volume nécessaire pour l'essai.
Réhomogénéisation et identification
On réhomogénéise le prélèvement, puis on identifie chaque éprouvette : date de confection et type d'ouvrage concerné.
Choix des moules
En France, les moules utilisés sont principalement :
Cylindres
160/320 mm ou 110/220 mm — moules cartons avec contre-moule admis pour les cylindres.
Cubes
100 mm ou 150 mm de côté.
Prismatiques
Dimensions a × a × 4a, avec a = 4, 7, 10 ou 20 cm.
Mise en œuvre par couches
Le béton est mis en place et serré à refus :
Cylindres 160/320 mm → 3 couches
Cylindres 110/220 & cubes 150 mm → 2 couches
Cubes 100 mm & prismatiques → 1 couche
Compactage au choix : aiguille vibrante ou tige de piquage (25 coups par couche).
Transport
Les éprouvettes doivent être protégées des chocs et de la dessiccation (évaporation trop rapide de l'eau) pendant leur transport.
Conservation
Dans les 3 heures après démoulage, les éprouvettes sont entreposées :
Dans l'eau
À une température de 20°C ± 2°C jusqu'au moment de l'essai.
En chambre humide
À 20°C ± 2°C avec une humidité relative > 95 %.
Rectification des extrémités
Pour obtenir des extrémités planes et perpendiculaires à l'axe, on rectifie à l'aide :
Rectificateur disque diamant
Solution mécanique précise — arase les faces par abrasion.
Surfaçage au soufre fondu
Mortier au soufre fondu placé dans un creuset chauffant entre 120 et 160°C.
Les 4 types d'essais mécaniques
Compression
Fendage
Flexion
Traction
La compression, le fendage et la flexion s'effectuent avec la même presse. La traction est un essai moins courant en pratique courante.
L'essai en compression
La résistance en compression est le point fort du béton. C'est l'essai le plus courant sur les chantiers et en laboratoire.
Centrage de l'éprouvette
L'éprouvette doit être centrée sur la presse avec une erreur inférieure à 1 % de son diamètre. Pour des éprouvettes 11×22 ou 16×32, cela impose une précision millimétrique — un gabarit de centrage prenant appui sur l'éprouvette (et non sur le produit de surfaçage) est indispensable.
1 MPa
Méga Pascal — l'unité de mesure de la résistance du béton
10 kg
exercés sur une surface de 1 cm²
| Classe béton | Résistance cyl. (MPa) | Résistance cube (MPa) |
|---|---|---|
| C8/10 | 8 | 10 |
| C12/15 | 12 | 15 |
| C16/20 | 16 | 20 |
| C20/25 | 20 | 25 |
| C25/30 | 25 | 30 |
| C30/37 | 30 | 37 |
| C35/45 | 35 | 45 |
| C40/50 | 40 | 50 |
| C45/55 | 45 | 55 |
| C50/60 | 50 | 60 |
💡 Pour donner une idée concrète : prenons une éprouvette 11×22 cm et une toupie béton pleine qui pèse 35 t. Il faudrait plusieurs toupies empilées pour casser l'éprouvette en compression — voilà ce que représente la résistance en compression du béton.
⚠️ Rupture au-delà de 60 MPa : la rupture peut être brutale et nécessite un système de protection sur la presse. L'éprouvette rompt avec formation de deux cônes aux extrémités — c'est la zone de frettage. Les plateaux empêchent les déformations transversales à leurs jonctions, créant des fissures longitudinales dans la partie centrale. Pour limiter l'effet de frettage : graisser les plateaux ou utiliser du téflon.
L'essai par fendage (essai brésilien)
L'essai par fendage est aussi appelé essai brésilien — l'origine de ce nom reste un mystère pour le Cuistot du Béton 🤔
Bandes de chargement
Des bandes en contreplaqué neuf, avec une section normalisée et une longueur au moins égale à celle de l'éprouvette.
Moules obligatoirement rigides
Les moules cylindriques ne doivent pas être en carton — ils ne garantissent pas la rectitude des génératrices avec suffisamment de précision.
⚠️ Point faible du béton : la résistance en fendage (et plus généralement en traction) est 5 à 10 fois inférieure à la résistance en compression. C'est pour cette raison qu'il est nécessaire de le renforcer avec des armatures aciers — mais ça, c'est un autre sujet 😉
Testez vos connaissances
Petit quiz pour tester vos connaissances 😉
3 questions — dont une de culture geek.
1. Avec quelle unité mesure-t-on la résistance du béton ?
2. Quel type de résistance est le point fort du béton ?
3. 🎬 Question de culture geek — Quel est le nom de la célèbre série avec le personnage à moto ?
Résultat
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