Béton & Maçonnerie

L’essai a pour objectif d’estimer l’état de contrainte en compression agissant sur une portion de maçonnerie au moment de l’essai. L’étude consiste à réaliser une coupe plane, perpendiculaire à la direction de la contrainte principale de traction de la maçonnerie, dans laquelle sera inséré le vérin plat, connecté au circuit d’une pompe hydraulique.
Les surfaces internes de la coupe sont ainsi sollicitées par une pression connue, augmentée progressivement, ce qui permet de rétablir la condition initiale, c’est-à-dire l’annulation de la déformation mesurée après l’exécution de la coupe. Cette dernière est relevée par des mesures de distance relative entre des couples de points homologues disposés symétriquement par rapport à la coupe.
Normes de référence : ASTM C 1196 – 09 et ASTM C 1197 – 04.

L’essai a pour objectif d’estimer la valeur de déformabilité (et/ou de rupture) d’une portion de maçonnerie comprise entre deux vérins plats. L’essai consiste à réaliser deux coupes planes et parallèles à une distance connue, dans lesquelles sont insérés deux vérins plats connectés au circuit d’une pompe hydraulique.
La portion de maçonnerie examinée est sollicitée par des cycles de charge et de décharge, et la déformation est mesurée à l’aide d’au moins trois capteurs de déplacement disposés verticalement et symétriquement par rapport au point médian entre les deux vérins.
On obtient ainsi le module élastique, la courbe charge/déformation et la contrainte de rupture de la structure étudiée.
Normes de référence : ASTM C 1196 – 09 et ASTM C 1197 – 04.

L’examen visuel à l’endoscope permet de réaliser une inspection directe de la consistance et de la nature du matériau de la section de maçonnerie étudiée, avec la caractérisation des éventuelles anomalies.
La sonde endoscopique est composée d’un groupe optique avec source lumineuse placé à l’extrémité, qui transmet les images via un câble vers un moniteur. Celles-ci peuvent être enregistrées sous forme de vidéos ou de photos, permettant d’extraire davantage de détails lors de l’interprétation sur ordinateur.

L’investigation thermographique est une technique non destructive permettant d’examiner uniquement les couches superficielles d’un ouvrage par la détection du rayonnement infrarouge émis ou réfléchi par les objets. Ce n’est que grâce à la conductivité et à l’inertie thermique différentes des éléments constructifs profonds que la caméra thermique peut cartographier la température en surface.
On obtient ainsi une image en échelle de couleurs ou de gris correspondant à une plage de températures de l’ordre de fractions de degré Celsius, permettant de distinguer la composition ou le type de matériau. La détection s’effectue sans aucun contact avec la surface de la structure analysée.
Norme de référence : UNI 10824-1/2000.

L’essai par carottage continu est un type de sondage mécanique consistant à prélever du matériau de l’élément structurel étudié. Ce type d’investigation permet l’observation directe de l’échantillon afin d’obtenir la stratigraphie de la maçonnerie et la localisation d’éventuelles anomalies ou discontinuités qu’elle pourrait contenir.
Les carottages peuvent être réalisés soit dans le but d’analyser la composition interne des maçonneries, soit pour évaluer la profondeur du plan de pose des fondations de la structure étudiée.
Norme de référence : UNI EN 12504-1.

L’essai par méthode magnétométrique (pacomètre) permet d’identifier les barres d’armature à l’intérieur des éléments structurels en béton armé, de mesurer l’épaisseur de l’enrobage et d’estimer le diamètre des barres.
La technique repose sur le principe de l’induction magnétique, car la localisation des barres d’armature est rendue possible grâce aux propriétés magnétiques du fer.
Norme de référence : BS 1881-204/1988.

L’essai sclérométrique est une méthode d’investigation non destructive qui permet d’obtenir des informations sur la qualité et l’homogénéité du béton, en mesurant la dureté superficielle du matériau.
L’essai consiste à mesurer la hauteur de rebond d’une masse conventionnelle lancée avec une énergie cinétique constante contre la surface de l’élément structurel en béton étudié, à l’aide d’un ressort de raideur connue. L’indice de rebond IrI_rIr​ est proportionnel à la dureté superficielle du béton.
Norme de référence : UNI EN 12504-2/2012.

Le prélèvement in situ d’échantillons de béton est réalisé par carottage continu dans le béton, à l’aide d’un carottier à avance manuelle ou automatique. L’objectif est de permettre la caractérisation physique, chimique et mécanique de l’échantillon prélevé.
Normes de référence : UNI EN 12390-3/2009, UNI EN 12504-1/2009.

L’objectif de l’essai ultrasonique est de déterminer la vitesse de propagation des ultrasons dans le béton, qui est directement corrélée à sa résistance en compression. L’essai ultrasonique mesure le temps de propagation des ondes élastiques longitudinales entre une ou plusieurs paires de points d’échantillonnage, afin d’obtenir des informations sur l’homogénéité du béton.
L’équipement se compose d’un générateur/récepteur d’impulsions électriques, d’un transducteur et d’une barre d’étalonnage ayant un temps de propagation connu. La mesure de la vitesse de l’impulsion peut être effectuée de manière directe (en plaçant le transducteur et le récepteur sur des faces opposées), semi-directe (en plaçant le transducteur sur une surface et le récepteur sur un côté adjacent) ou indirecte (en plaçant le transducteur et le récepteur sur la même surface).
Normes de référence : UNI EN 583-1/2004, UNI EN 12504-4/2005.

Le prélèvement d’éléments de charpente métallique à partir d’une structure en béton armé permet leur caractérisation physique, chimique et mécanique. Après l’identification des barres d’armature à l’aide d’un pacomètre, celles-ci sont extraites et soumises à des essais de résistance à l’écoulement, à la rupture et à l’allongement, ainsi qu’à des analyses de composition chimique et de soudabilité.
Norme de référence : UNI EN 10002-1/2004.

La méthode SONREB repose sur la combinaison des résultats obtenus par les essais sclérométriques et ultrasoniques, en corrélant la vitesse des ondes ultrasonores (SONic), l’indice de rebond (REBound) et la résistance en compression du béton. Cela permet d’obtenir une estimation plus précise de l’état de conservation du béton dans la zone étudiée.
Normes de référence : UNI EN 12504-2/2012 et UNI EN 12504-4/2005.

L’essai durométrique a pour objectif d’estimer la valeur de dureté de l’acier, à partir de laquelle la résistance à la traction peut ensuite être évaluée par corrélation directe. La méthode repose sur la mesure de la perte d’énergie d’un corps projeté contre l’objet étudié.
Normes de référence : UNI EN ISO 18265 – DIN 50157.

L’essai d’extraction Pull-Out est une méthode non destructive pour l’évaluation des qualités mécaniques du béton armé. La force nécessaire pour extraire un goujon du béton armé est mesurée ; ce goujon peut être pré-incorporé dans le béton frais ou inséré après durcissement du béton.
Cet essai fournit ainsi des informations sur la couche corticale de l’élément structurel étudié.
Norme de référence : UNI EN 12504-3.

L’objectif de l’essai d’arrachement Pull-Off est de vérifier l’adhérence entre le support et les couches externes du revêtement du béton, telles que mortiers, enduits, étanchéités, etc. La méthode consiste à appliquer une charge croissante sur la surface étudiée jusqu’à provoquer le détachement ou la rupture de l’élément. On mesure ainsi la résistance à la traction et à l’arrachement des revêtements de murs en maçonnerie ou en béton.
Normes de référence : UNI EN 1015-12/2002, ASTM C1538/04, UNI EN 1542/2000, UNI 12636/2001.
Recommandations pour applications avec matériaux composites : CNR-DT 200 R1/2013, C.S.LL.PP. 24 juillet 2009.

Détermination de la profondeur de carbonatation :
L’essai a pour objectif de déterminer la profondeur de carbonatation à partir de la surface du béton. L’essai peut être réalisé soit sur des carottes, soit in situ, en détapissant la structure à étudier.
Normalement, le béton a un pH proche de 13, ce qui empêche l’oxydation des armatures à l’intérieur. L’essai consiste à pulvériser une solution de phénolphtaléine à 1 % dans de l’alcool éthylique sur la portion de structure examinée afin de détecter une éventuelle baisse du pH. Si cette baisse dépasse l’épaisseur minimale de l’enrobage, des phénomènes d’oxydation de l’armature pourraient se produire.

Détermination du profil de pénétration des ions chlorure dans le béton :
L’objectif de cette investigation est de quantifier la diffusion des ions chlorure à l’intérieur de l’élément structurel en béton. Il s’agit de déterminer la profondeur de pénétration des ions chlorure en définissant la ligne de séparation entre la zone pénétrée et celle encore non contaminée par les ions.
Normes de référence : UNI EN 12504-1 et UNI EN 11747.

Les essais de charge sont des tests visant à vérifier la stabilité et la résistance de la structure étudiée. Plus précisément, les essais soumettent la structure à la sollicitation statique maximale tolérable, ou du moins celle déclarée comme telle dans le projet, toujours dans le cadre des actions de service.
Ce type d’investigation peut être réalisé soit avec une charge concentrée (traction ou compression), soit avec une charge répartie, sur des ouvrages neufs ou sur des ouvrages à rénover.

Le géoradar, ou GPR (Ground Penetrating Radar), est un système d’investigation du sous-sol non invasif pour des profondeurs modestes, basé sur la réflexion des ondes électromagnétiques. Cette technique est largement utilisée pour la recherche des réseaux enterrés tels que regards et canalisations, pour l’identification et la cartographie des ouvrages existants, pour définir la géométrie des fondations et pour détecter les structures murales et les cavités.
De courts impulsions électromagnétiques à fréquence variable sont introduites dans le sous-sol. Lorsqu’elles rencontrent différentes surfaces ayant des caractéristiques physiques distinctes (différente constante diélectrique ou conductivité électrique), elles sont en partie réfléchies (retournant à l’antenne réceptrice) et en partie transmises dans le sous-sol.
La profondeur maximale et le degré de détail obtenu varient en fonction de la fréquence utilisée. Une basse fréquence permet d’obtenir des informations à des profondeurs plus importantes, tandis que des hautes fréquences sont préférables pour une meilleure résolution des cibles superficielles.
En faisant glisser l’antenne à la surface le long d’une ligne rectiligne préalablement définie (généralement sur une grille régulière), on obtient sur l’écran d’un ordinateur un radargramme en temps réel sous forme numérique, qui sera ensuite traité et interprété à l’aide de logiciels spécialisés.

La tomographie par ultrasons est une technique non invasive destinée à l’investigation d’éléments en béton de grande épaisseur, tels que les revêtements de tunnels et les gaines de post-tension, ainsi que l’état des armatures et les structures en pierre.
Le fonctionnement du tomographe repose sur la réflexion de brèves impulsions d’ondes élastiques (P ou S) par des fissures, cavités, armatures et autres discontinuités ou anomalies présentes dans le matériau.
L’avantage de ce type d’instrumentation est qu’il permet d’obtenir des tomographies 2D le long d’une section orthogonale à la surface de l’ouvrage, même sur des structures accessibles d’un seul côté. En répétant le relevé sur une grille régulière de points, il est possible de générer un modèle 3D de la structure interne de l’ouvrage étudié.

L’essai d’intégrité sur pieu est réalisé à l’aide du Pile Integrity Tester (PIT). Ce type d’investigation permet de vérifier si la fondation présente des défauts significatifs à l’intérieur, tels que des ruptures, des variations dimensionnelles importantes ou des vides, avant de procéder à la construction de la structure supérieure.
Cette méthode peut également être utilisée pour tester des pieux déjà intégrés dans la structure, comme les fondations de ponts ou de tours, et pour évaluer leur longueur.