Contrôle destructif et contrôle non destructif sur béton
L’évaluation des structures en béton implique l’utilisation de deux approches distinctes mais complémentaires : Les contrôles (ou essais) destructifs et non destructifs. Ces méthodes jouent un rôle principal dans la compréhension des propriétés et de l’intégrité du béton. Explorons de manière détaillée chacune de ces approches et leur importance dans le domaine de l’analyse du béton.
Contrôle non destructif (CND) : Précision sans compromis
Qu'est-ce qu'un contrôle non destructif (CND) ?
Le Contrôle Non Destructif (CND) représente un ensemble de méthodes permettant d’évaluer les propriétés et caractéristiques du béton sans compromettre son intégrité. Ces contrôles peuvent être effectués à différentes étapes, de la production du béton à son état durci. Les méthodes CND peuvent être acoustiques, électromagnétiques, électrochimiques et thermiques.
Avantages du contrôle non destructif :
L’avantage majeur du contrôle non destructif (ou essai non destructif) réside dans sa rapidité et sa facilité de mise en œuvre. Contrairement aux essais destructifs qui nécessitent la création d’échantillons et impliquent des délais d’attente, le CND permet des évaluations rapides sans nécessiter de gâchées d’essais, rendant ainsi le processus plus économique. Cette caractéristique en fait une option particulièrement attrayante pour les professionnels du génie civil et de la construction.
De plus, la polyvalence des méthodes de contrôle non destructif les rend applicables tant aux ouvrages neufs qu’aux structures existantes. Cette flexibilité permet d’effectuer des évaluations sur des structures déjà en service, offrant ainsi une méthode d’inspection continue sans perturber l’intégrité de la structure.
En cas de situations d’urgence, comme des incendies affectant des structures existantes, le contrôle non destructif devient d’une utilité exceptionnelle. Il permet de tester rapidement les matériaux endommagés directement sur le terrain, offrant ainsi une évaluation immédiate de la sécurité et de l’intégrité structurelle.
De manière significative, le contrôle non destructif offre la possibilité de suivre la performance du béton au fil du temps sans altérer la structure. Cette capacité à évaluer l’apparence et les propriétés du béton sans intervention destructrice permet aux ingénieurs et aux professionnels du bâtiment de surveiller l’évolution du matériau et de prendre des mesures préventives ou correctives au besoin. Ainsi, le contrôle non destructif devient un outil précieux pour la maintenance préventive et la gestion à long terme des structures en béton.
Désavantage du contrôle non destructif :
Les désavantages associés au contrôle non destructif (CND) découlent en partie de la nouveauté de ces techniques de contrôle du béton, ce qui engendre parfois une certaine réticence de la part de certaines personnes à leur égard. Une méfiance peut s’installer en raison de l’absence d’une longue histoire d’utilisation et de résultats probants dans le domaine.
La principale critique réside dans la précision des résultats, qui peut être sujette à des influences extérieures. Des facteurs tels que :
- La teneur en eau du béton,
- La température de l’air et des matériaux,
- L’état de la surface testée,
- Diverses sources de bruit,
Tous ces éléments peuvent altérer la fidélité des mesures. Par exemple, l’essai au scléromètre, bien qu’utilisé pour évaluer la résistance mécanique du béton, ne peut reproduire avec une totale exactitude les résultats obtenus par des essais de compression en raison de la variabilité introduite par ces différents paramètres.
En outre, selon le type de test effectué, la plupart nécessite une interprétation des résultats pour les traduire en unités conformes à la qualité recherchée. Cette interprétation peut introduire une part de subjectivité, exigeant une expertise approfondie de la part des opérateurs pour garantir une évaluation correcte des données recueillies. Ainsi, bien que les CND présentent des avantages considérables, il est essentiel de reconnaître et de prendre en compte ces limitations lors de leur mise en œuvre.
Objectifs des méthodes de contrôle non destructif :
Ces méthodes sont déployées pour évaluer plusieurs qualités essentielles du béton, notamment :
- Résistance en compression
- Corrosion des armatures
- Défauts de fabrication
- Étendue des fissures
- Épaisseur d’une dalle
- Localisation des armatures
Intérêts sur le Béton armé : | Intérêts sur le Béton non-armé : |
|---|---|
Position des armatures : Déterminée par l’essai au scléromètre, en mesurant la résistance du béton et en identifiant les variations liées à la présence d’armatures. | Résistance mécanique : Évaluée au moyen de l’essai au scléromètre, mesurant la dureté de la surface du béton. |
État des armatures (corrosion ou non) : Vérifié à l’aide de l’essai par radiographie pour détecter des signes visuels de corrosion, de l’essai aux ultrasons pour évaluer l’intégrité des armatures, du pachomètre pour mesurer l’épaisseur du béton et identifier des zones potentiellement corroDdées, et enfin, la détection de corrosion. | Défauts de mise en place : Détectés à l’aide de l’essai par radiographie, qui permet de visualiser les anomalies structurelles internes. |
Composition interne de la structure : Investiguée grâce à l’essai aux ultrasons, permettant de mesurer la propagation des ondes ultrasonores à travers le matériau. | |
Moyens de contrôles non destructifs
Parmi les moyens de sondage non destructifs permettant d’explorer et d’analyser les structures sans altérer leur intégrité, on trouve :
Le Ferroscan ou Pachomètre
Le sondage au scléromètre
Le sondage au scléromètre, effectué avec un marteau de Schmidt, projette une tige ou une bille métallique sur le béton, mesurant la résistance en Newton par mm². La rapidité et l’économie de cet essai en font une méthode populaire, bien que des aspérités, la présence de bulles d’air, ou une faiblesse locale peuvent influencer sa fiabilité. Une sélection minutieuse des emplacements d’essai et la stabilisation des éprouvettes sont cruciales pour des résultats représentatifs.
Le géoradar
La détection par géoradar, mesurant le potentiel de corrosion, offre un plan détaillé des zones à risque dans le béton armé, adapté aux structures exposées à l’eau et aux chlorures. Cette méthode électromagnétique émet un signal dans l’élément à vérifier, enregistrant l’énergie réfléchie par des modifications des propriétés du matériau.
Essai par radiographie
L’essai par radiographie utilise des rayons X pour visualiser la composition interne du béton. Les éléments denses, tels que les armatures, sont clairement visibles. Portatif et adapté à des espaces restreints, cet essai est également utilisé pour détecter les défauts des gaines de précontrainte. En ajustant l’intensité des rayons X, différentes profondeurs peuvent être explorées.
Essai aux ultrasons
L’essai aux ultrasons utilise des ondes sonores pour détecter fissures, creux et mesurer la régularité du béton. La vitesse de propagation des ondes est liée à la résistance du béton. Des émetteurs et récepteurs positionnés de part et d’autre de la paroi de béton, associés à un appareil de mesure, fournissent des indications sur la résistance mécanique et la qualité du matériau.
Appareils spécialisés
- Bétoscan : Utilisé pour évaluer diverses caractéristiques du béton armé ou non, il se concentre sur des éléments horizontaux tels que des dalles.
- Osscar (On site scanner) : Robuste et flexible, il combine trois méthodes de mesure pour représenter la géométrie des éléments de construction, détecter la profondeur et contrôler le calibre de l’armement.
Contrôle Destructif (CD) : Rigueur sans altération
Le contrôle destructif sur le béton constitue une approche audacieuse, impliquant le prélèvement d’échantillons ou de spécimens de la structure en question. C’est prélèvement peuvent etre conduit par :
Sondage par carottage
En complément des carottages, des essais destructifs peuvent être menés à l’aide d’un burineur. Cette opération vise à mettre à nu temporairement les aciers pour vérifier leur état et leurs dimensions, avec une précision et un contrôle scrupuleux, tout en assurant que cela n’affecte pas la solidité globale de l’ouvrage.
Sondage au burineur
En complément des carottages, nous pourrons également effectuer des essais destructifs à l’aide d’un burineur. Cette opération vise à mettre à nu temporairement les aciers pour vérifier leur état et leurs dimensions. Il est important de noter que cette mise à nu n’affectera pas la solidité générale de l’ouvrage et sera réalisée de manière précise et contrôlée.
C’est échantillons seront soumis à des épreuves physiques ou chimiques conduisant inévitablement à leur destruction et parmi les méthodes d’essais destructifs courantes pour le béton, on trouve :
- Test de résistance à la compression : Il implique l’application d’une charge de compression à une éprouvette de béton jusqu’à ce qu’elle se brise. Cela aide à déterminer la capacité du béton à résister aux forces de compression et est souvent réalisé sur des carottes ou des cubes.
- Test de résistance à la traction : Cet essai mesure la résistance à la traction du béton en soumettant une éprouvette cylindrique ou prismatique à une charge progressivement croissante jusqu’à ce qu’elle se brise par fente. Il offre un aperçu de la résistance du béton à la fissuration ou au fendillement.
- Essais de résistance à la flexion : Ce test évalue la capacité du béton à résister aux forces de flexion ou de flexion. Une poutre ou une éprouvette rectangulaire est soumise à une charge, et le comportement de déviation et de rupture qui en résulte est observé. Ces essais destructifs fournissent des données cruciales pour une évaluation approfondie des propriétés et de la qualité du béton utilisé dans la structure.
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