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PROCÉDURE DE CONTRÔLE DES BÉTONS SUR CHANTIER Y. BENNA Centre National d‘Etudes et de Recherches Intégrées du Bâtiment (CNERIB), Souidania, Alger [email protected] Ministère de l’Habitat et de l’Urbanisme Ministère de l’Habitat et de l’Urbanisme Centre National d’Études et de Recherches Intégrées du Centre National d’Études et de Recherches Intégrées du Bâtiment Bâtiment

Controle du béton sur chantiers

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Page 1: Controle du béton sur chantiers

PROCÉDURE DE CONTRÔLE DES BÉTONS SUR CHANTIER

Y. BENNACentre National d‘Etudes et de Recherches

Intégrées du Bâtiment (CNERIB), Souidania, [email protected]

Ministère de l’Habitat et de l’UrbanismeMinistère de l’Habitat et de l’UrbanismeCentre National d’Études et de Recherches Intégrées du BâtimentCentre National d’Études et de Recherches Intégrées du Bâtiment

Page 2: Controle du béton sur chantiers

INTRODUCTION

Béton matériau destiné à réaliser des ouvrages dans le domaines des BTPH.

Sa fabrication sur chantier nécessite des moyens de mise en œuvre appropriés pour s’assurer qu’il possède les performances nécessaires : Contrôle continu du béton

Quelle est la procédure de contrôle et quelles sont les exigences demandées?

Page 3: Controle du béton sur chantiers

Procédure de contrôle

• Phase avant fabrication • Phase en cours de fabrication• Phase en cours de mise en œuvre

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Procédure de contrôle

• Phase avant fabrication

– Essai d’ étude de composition – Essais de convenance– Essais de contrôle

Page 5: Controle du béton sur chantiers

Dossier d’étude

• Essai réalisé en laboratoire avec constituants utilisés sur le chantier

• Définit la formulation du béton appropriée en tenant compte à la fois des caractéristiques demandées et des conditions de mise en œuvre.

• Permet de déterminer d’après la formulation appliquée le dosage précis de chaque constituant entrant dans la composition du béton envisagée.

• Les dosages établis sur des matériaux à l’état sec.

Page 6: Controle du béton sur chantiers

Dossier d’étude

• Principaux facteurs à prendre en compte:

– nature de l’ouvrage (massif, élancé et de faible épaisseur, etc.)

– Classe d’exposition ( choix des constituants)

– Résistance caractéristique– Dimension maximale des granulats – Densité du ferraillage – Mode de mise en place (béton pompé ou coulé en place.).

– Durée du transport – Consistance du béton

Page 7: Controle du béton sur chantiers

Épreuve de convenance

• Essai ayant pour but de vérifier qu’avec les moyens du chantier, on peut réaliser la composition de béton réalisée lors de l’essai d’étude.

• Il a également pour but de vérifier que

les quantités des constituants prévues correspondent bien à un mètre cube de béton mis en oeuvre.

Page 8: Controle du béton sur chantiers

Essai de contrôle

• Vérifier la régularité de la fabrication et si les caractéristiques exigées sont bien respectées sur le chantier.

• Afin de parvenir à assurer un contrôle efficace, il est recommandé de mettre en place une procédure de contrôle qui s’avère très pratique sur le chantier notamment lorsque les quantités de bétons fabriquées sont importantes en volume.

Page 9: Controle du béton sur chantiers

     Phase en cours de fabrication

• Vérification des constituants• Contrôle du béton frais • Contrôle du béton durci • Vérification des équipements

Page 10: Controle du béton sur chantiers

Vérification des constituants

• Ciment : NA 442• Eau : NA 1966• Granulats : NA 5113• Adjuvant : NA 774• Additions : NA 16002

Page 11: Controle du béton sur chantiers

Contrôle du béton frais et durci

• Consistance• Résistance• Masse volumique

Page 12: Controle du béton sur chantiers

Phase en cours de mise en œuvre

• Contrôle de la résistance en compression et critère de conformité

• Contrôle de production

Page 13: Controle du béton sur chantiers

Contrôle de la résistance à la compression selon NA 16002

• Repose sur une analyse statistique des résultats • Rc jugée par rapport aux critères de conformité.

Critères de conformité pour les résultats d’essai de résistance à la compression

Production continue

Critère 1 Critère 2

Moyenne de n résultats (fcm) [MPa]

Chaque résultat individuel d’essai (fci) [MPa]

Au moins15 résultats

fcm ≥ fck + 1,48 σ fci≥ fck – 4

Page 14: Controle du béton sur chantiers

Contrôle de la résistance à la compression selon NA 16002

Nombre de résultats d’essai de résistance pour

un béton produit

Critère 3

Moyenne des résultats d’essais bruts (fcmi) pour un béton produit

[MPa]

2 fcmi ≥ fck-1,0

3 fcmi ≥ fck+1,0

4 fcmi ≥ fck+2,0

5 fcmi ≥ fck+2,5

6 fcmi ≥ fck+3,0

Page 15: Controle du béton sur chantiers

Contrôle de la résistance à la compression selon NA 16002

• fcm : moyenne des résistances en compression de l'ensemble des échantillons ;

• σ : écart type généralement pris égal à 3 MPa;• fcmi : moyenne des résistances en compression de trois

éprouvettes ;• fci : valeur individuelle de la résistance à la compression ;• fck : résistance caractéristique spécifiée du béton

Page 16: Controle du béton sur chantiers

Contrôle de la résistance à la compression selon NA 16001

Constance de la qualité

0,63 * σ < s15 < 1,37 *σ

σ est estimée à 3 MPa et l’écart-type s est calculé sur les quinze derniers résultats. La conformité est établie si la relation ci-dessus est vérifiée

Page 17: Controle du béton sur chantiers

Exemple: cas d’un chantier

nb d'éch Classe fck fci28(MPa) fci28>fck-4 f cmoy fci28>fck+k

1,00 C25/30 25 22,50 ok

21.83fci28>fck+1

262,00 C25/30 25 23,00 ok

3,00 C25/30 25 20,00 non

1,00 C25/30 25 28,00 ok

28.1fci28>fck+3

28

2,00 C25/30 25 32,00 ok

3,00 C25/30 25 26,00 ok

4,00 C25/30 25 26,00 ok

5,00 C25/30 25 28,50 ok

1,00 C25/30 25 36,50 ok

37.62fci28>fck+1

262,00 C25/30 25 41,35 ok

3,00 C25/30 25 35,00 ok

1,00 C25/30 25 25,00 ok

30.15fci28>fck+1

26

2,00 C25/30 25 34,10 ok

3,00 C25/30 25 26,50 ok

4,00 C25/30 25 35,00 ok

Page 18: Controle du béton sur chantiers

ExempleLes deux relations suivantes sont à vérifier :

fcm ≥ fck + 1,48 σ

0,63 σ < s15 < 1,37 σ

σ = 3 MPa

fcm ciblée =25 +1,48 *3 = 29,44 MPa 

fcm obtenue = 29.43 MPa

Ecart type « s15 » = 5.20 MPa

il faut que fcm obtenue fcm ciblée.

3.23 < s15 < 4.11

Page 19: Controle du béton sur chantiers

CONTRÔLE DE PRODUCTION

1.Contrôle : matériaux / équipements / procédés de production et propriétés du

béton

2. Contrôle béton

Page 20: Controle du béton sur chantiers

Essais de contrôle du béton

• Essais destructifs • Essais non destructifs

Normes d’essais et norme d’évaluation des résistances mécaniques

Page 21: Controle du béton sur chantiers

Essais destructifs

• RESISTANCE A LA COMPRESSION(NA 5075 Essai sur béton durci — Résistance à la compression des

éprouvettes.)

• Corps d’épreuve– Cylindre – Cube – Carotte (remis par le client)

Page 22: Controle du béton sur chantiers

Essais destructifs

• La résistance à la compression du béton est déterminée à 28 jours d’âge

• La résistance obtenue est désignée par

fc28 = F/A

A

Ffc

A

Ffc

Page 23: Controle du béton sur chantiers

Essais destructifs

Relation entre fckcyl et fckcub (NA 16002)

Classe C16/20 C20/25 C25/30 C30/37 C35/40 C40/45 fck cyl. (MPa)

16 20 25 30 35 40

fck cube (MPa)

20 25 30 37 45 50

Page 24: Controle du béton sur chantiers

Essais destructifs

Moules pour éprouvettes de béton

Page 25: Controle du béton sur chantiers

Essais destructifs

CAROTTAGE :

• Prélèvement d’éprouvettes de béton sur l’ouvrage (NA 5071: Essais pour béton dans les structures — Carottes — Prélèvement, examen et essais en compression.)

• Choix de l’emplacement • Zone sans armatures

Page 26: Controle du béton sur chantiers

Essais destructifs

CAROTTAGE : paramètres influents

• Dimensions de l’éprouvette• Diamètre maximal des granulats• Élancement (rapport L/D)• Conditions de conservation

Page 27: Controle du béton sur chantiers

Essais destructifs

CAROTTAGE : Exigences sur dimensions

• Diamètre Dcar > 3 Dmax (granulat)• Rapport L/D = 2 si comparaison cylindre• Rapport L/D = 1 si comparaison cube

Rapport L/D Facteur de correction

de la résistance 1.75 1.50 1.25 1.00

0.98 0.96 0.93 0.87

Correction sur élancement

Page 28: Controle du béton sur chantiers

Essais destructifs

CAROTTAGE :

Résistance à la compression fc = F/A

Facteur de correction– si D > 95 mm pas de correction– si D< 95 mm appliquer un facteur de correction

Interprétation (NA 17004)• Fmoy 85 % fck

Page 29: Controle du béton sur chantiers

Essais non destructifs

Méthode aux ultrasons

Méthode par le scléromètre

Page 30: Controle du béton sur chantiers

Méthode aux ultrasons

NA 5027 Essais pour béton dans les structures —Détermination de la vitesse de propagation du son.

• Permet de déterminer la vitesse de propagation d’ondes longitudinales à travers un élément en béton.

N.B : • Utilisé pour évaluer l'homogénéité du béton in situ, pour délimiter des zones

ou surfaces de faible qualité ou des détériorations de la structure du béton.

• Ne peut pas se substituer aux essais pour la détermination de la résistance du béton à la compression ;

Page 31: Controle du béton sur chantiers

Méthode par le scléromètre

NA 2786 : Essais pour béton dans les structures — Essais non destructifs — Détermination de l'indice de rebondissement.

Spécifie une méthode permettant de déterminer l'indice de rebondissement d'une surface de béton durci, à l'aide d'un marteau en acier projeté par ressort.

• N.B : • Utilisé pour évaluer l'homogénéité du béton in situ, pour délimiter des zones ou

surfaces de faible qualité ou des détériorations de la structure du béton.

• Ne peut pas se substituer aux essais pour la détermination de la résistance du béton à la compression ;

Page 32: Controle du béton sur chantiers

Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004)

Lorsqu'une structure existante doit être modifiée ou redimensionnée ;

• En cas de doute du fait d’une mauvaise exécution ou de la dégradation du béton

• En cas de non conformité de la résistance à la compression obtenue sur des éprouvettes normalisées ;

Essai réalisé sur carotteEssai combiné

Page 33: Controle du béton sur chantiers

Exigences relatives à la résistance caractéristique minimale à la compression sur site par rapport aux classes de résistance

conformes à la NA 16002

Page 34: Controle du béton sur chantiers

Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004)

Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par l'essai sur carottes

Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par des méthodes indirectes

Évaluation dans le cas où la conformité du béton fondée sur des essais normalisés est remise en question

Page 35: Controle du béton sur chantiers

Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004)

• Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par l'essai sur carottes

• Approche A (15 carottes)

Valeur la plus faible entre :

f ckis = f m(n) is - 1,48 x sou

f ck is = fis faible + 4

• f m(n) is : moyenne des résistances en compression de l'ensemble des échantillons ;

• s : écart type de l'ensemble ou pris égal à 2 MPa;• fis faible : valeur faible de la résistance à la compression ;• fck is : résistance caractéristique spécifiée du béton in situ.

Page 36: Controle du béton sur chantiers

Exemple : Approche A (15 carottes)

17,9

19,6

23,9

23,6

28

23,2

17,7

21,9

25

22,4

24,4

24,6

22,8

22,7

25,4

Moy = 22,87

S = 2,68

f ck is = 22.87 - 3.96 = 18.91MPaouf ck is = 17.7 + 4 = 21.7 MPa

f ck is ≥ 21 MPa

Page 37: Controle du béton sur chantiers

Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004)

• Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par l'essai sur carottes

• Approche B ( 3 à 14 carottes)

Valeur la plus faible entre :

f ck is = f m(n) is - kOu

f ck is = fis faible + 4

• f m(n) is : moyenne des résistances en compression de l'ensemble des échantillons ;

• fis faible : valeur faible de la résistance à la compression ;• fck is : résistance caractéristique spécifiée du béton

Page 38: Controle du béton sur chantiers

Exemple : Approche B ( 3 à 14 carottes)

21,27

13,89

22,29

14,64

22,27

19,36

20,57

15,61

21,21

17,28

25,27

f m(n) is = 19,42 MPa

k = 5 MPa

f ck is = 19.42 - 5 = 14.42 MPa

Ou

f ck is = 13.89 + 4 = 17.89 MPa

f ck is ≥ 21 MPa

Page 39: Controle du béton sur chantiers

Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004)

Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par des méthodes indirectes

Variante 1 — Corrélation directe avec des carottes

Variante 2 — Étalonnage avec des carottes pour un intervalle de résistance limité en utilisant une relation établie

Page 40: Controle du béton sur chantiers

Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004)

Évaluation de la résistance caractéristique à la compression sur site par des méthodes indirectes

Variante 1 — 18 couples de résultats (18 résultats d’essais sur carotte et 18 résultats d’essais indirects).

Tracer sur un graphique la courbe fcarotte = f (indirect) et Établir la courbe de tendance

Page 41: Controle du béton sur chantiers

Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004)

f ckis = f m(n) is - 1,48 x sou

f ck is = fis faible + 4

s : écart type de l'ensemble ou pris égal à 3 MPa;

À comparer au tableau 1

l’évaluation pour chaque zone d’essai doit être fondée sur au moins 15 aires d’essai

14

16

18

20

22

24

26

28

30

3400 3600 3800 4000 4200 4400

Évaluation de la résistance à la compression sur site

Page 42: Controle du béton sur chantiers

Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004)

Variante 2 — au moins 09 couples de résultats

a) Choisir une zone d’essai comportant au moins neuf aires d’essai.

b) À chaque aire d’essai, obtenir un résultat d’essai de scléromètre ou de vitesse de propagation du son selon le cas (R ou V).

et déterminer fR sur sur la courbe de base

c) A chaque aire d’essai, prélever et soumettre à l’essai une carotte (fis).

e) Pour chaque aire d’essai, déterminer la différence de la résistance sur site entre la valeur mesurée sur la carotte et la valeur donnée par la courbe de base,

ris fff

Page 43: Controle du béton sur chantiers

Courbe de base pour l’essai au scléromètre

R Indice de rebondissement déterminé selon NA 2786

Page 44: Controle du béton sur chantiers

Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures en béton (NA 17004)

Variante 2 — au moins 09 couples de résultats

Calculer : moyenne des ‘n’ résultats s, écart type

Calculer la valeur, Δf, selon laquelle la courbe de base doit être décalée, à partir de :

ris fff

)n(mf

s x kff )n(m

Page 45: Controle du béton sur chantiers

Principe servant à l’obtention de la relation entre la résistance à la compression sur site et les données d’essais indirects

1 : Courbe de basef : Différence entre la résistance individuelle des carottes et la valeur de résistance selon la relation de base 2 : Δf Valeur du décalage de la courbe de base3 : Relation entre la méthode d’essai indirecte et la résistance à la compression

sur site pour le béton particulier étudié

Page 46: Controle du béton sur chantiers

R fr fis f = fis - fr

35 25 28 3

30 18 23,2 5,2

26 10 17,7 7,7

29 18 21,9 3,9

32 20 25 5

30 18 22,4 4,4

32 20 24,4 4,4

32 20 24,6 4,6

30 18 22,8 4,8

fm(n) 4,78

s 1,28

f = fm(n) - 1,67 x 1,28 = 2,64

Page 47: Controle du béton sur chantiers

Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures en béton (NA 17004)

Variante 2 — Estimation de la résistance à la compression sur site (comme variante 1)

l’évaluation pour chaque zone d’essai doit être fondée sur au moins 15 aires d’essai

f ckis = f m(n) is - 1,48 x sou

f ck is = fis faible + 4

s : écart type de l'ensemble ou pris égal à 3 MPa;

À comparer au tableau 1

Page 48: Controle du béton sur chantiers

Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures en béton(NA 17004)

Évaluation dans le cas où la conformité du béton fondée sur des essais normalisés est remise en question

• au moins 15 résultats d’essais sur carottes

f m(n) is ≥ 0.85 (f ck + 1,48 x s)Et

fis faible ≥ 0.85 (f ck – 4)

Page 49: Controle du béton sur chantiers

Exemple :

17,9

19,6

23,9

23,6

28

23,2

17,7

21,9

25

22,4

24,4

24,6

22,8

22,7

25,4

Moy = 22,87

s = 2,68

22.87 ≥ 0.85 (25+ 3.96)= 24.6

Et

17.7 ≥ 0.85 (25– 4)= 18.85

Page 50: Controle du béton sur chantiers

CONCLUSION

• Le contrôle est un moyen pour vérifier le niveau de performance, puis le niveau de qualité, requis pour les bétons.

• Le contrôle étant un moyen pour réguler la qualité d’une production.

• La rigueur du contrôle dépend, d’une part, de la qualité de prestation des entreprises (contrôle interne), et d’autre part, de l’importance du projet.

• Le niveau de contrôle est exprimé par le type d’essai à réaliser, la taille des prélèvements, la fréquence des prélèvements et les critères de conformité.