1. CNERIB, 12 avril 2011
MISE EN ŒUVRE ET CONTRÔLE
DU BÉTON: UNE DÉMARCHE
COHÉRENTE ET INTÉGRÉE
Par
Dr A. Brara,
Directeur de Recherche, CNERIB

2. Sommaire
I- Rôle et principe du contrôle
(pourquoi contrôler et comment?)
II- Les essais de contrôle
(contrôle interne: épreuves d’études et de
convenance, contrôle externe)
III- Les essais d’information
(essais destructifs et non- destructifs)

3. I- RÔLE ET PRINCIPE DU
CONTRÔLE

4. 1- Brève rétrospective historique
concernant le matériau béton et son
contrôle
1.1 Les liants et le béton
….Antiquité
2600 Av. J. C : Mélange de
chaux, d’argile, de sable et d’eau en tant
que liant connu par les
égyptiens (pyramide d‘Abou Rawash)
1ièr Siècle: Amélioration de la prise et
du durcissement de ce liant par le rajout
de sable volcanique de Pouzzoles et de
la tuile broyée constatées par les
romains
Panthéon de Rome, avec une coupole hémisphérique de 43,20 m de diamètre à base
de béton de pouzzolane (construit sen 128 ap. J-C )
(Autres: la Voie Appia, les bains romains de Caracalla, le Colisée, l'aqueduc de Pont du Gard au sud
la France)

5. …18ième au 19ième siècle
Seconde moitié du 18ième siècle: découverte par
des chercheurs anglais du rôle que joue l'argile
dans l'hydraulicité de certains calcaires, et de
l'importance de la granulométrie des sables
destinés à la confection des mortiers (John
Smeaton, James Parker)
1818 : découverte du ciment attribuée à Louis
Vicat, jeune ingénieur français de l‘Ecole
Nationale des Ponts et Chaussées (Paris)
1824: dépôt en du brevet de la marque ciment
de Portland par un industriel Français
1855: dépôt de brevet du "ferciment", une
combinaison de fer et de mortier pour les
constructions navales et les caisses à fleur par
Joseph Louis Lambot
Fin du XIX siècle: apparition de constructions
en béton armé (Angleterre, Etats unis et en
France), ainsi que du mode de calcul des
ouvrages avec ce matériau

6. 1.2 LE CONTRÔLE DU BÉTON: CHRONOLOGIE
Début du 20ième siècle: Apparition de la nécessité du
contrôle du béton
( Instructions relative à l’emploi du béton armé du 20 octobre 1906, ratio résistance
l’écrasement de cube de 20 cm de coté à 90 jours/résistance des ouvrages <28%
, soit une valeur moyenne de de 5.5 MPA pour la résistance de calcul !)
Début années 40: dimensions minimale de l’éprouvette
fonction de celle maximale des granulats employés
(Règles BA 45)
Années 60 : Apparition des moules cylindrique, des
précisions sur la confection et du conditionnement des
éprouvettes ainsi que des techniques d’essai, introduction
de la notion de la contrainte nominale (80% de la valeur moyenne
de la résistance pour la prise en compte de la dispersion des résultats)
(Règles BA 60 puis Règlement CCBA 68)

7. Années 90: prise en compte des connaissances
actuelles sur le béton en matière de contrôle
(Règles BAEL 81, 83 et 91, Règles techniques de
conception et de calcul des ouvrages et
constructions en béton armé suivant la méthode des
états limites, équiv. DTR BC 2.41, ou BA 93)
Années 2000
 2005: Précisions et compléments sur les
spécifications, les critères de conformité du béton
ouvrable, performant et durable, harmonisation
(européenne) des essais avec méthodes et
appareillages différents
(norme EN 206-1, béton: Spécification,
performances, production et conformité, 2004,
équiv. NA 16002, 2007)
 2007: Corrélation des résultats d’essais de
carottage et /ou d’essai non destructifs (scléromètre,
ultrason) et résistance caractéristique du béton
(NF EN 13791, 2007 , équiv. NA 17004,
Evaluation de la résistance à la compression sur
site des structures)

8. 2- NÉCESSITÉ ET RÔLE FONDAMENTAL DU
CONTRÔLE
NOMBREUX FACTEURS INFLUANT SUR LA QUALITÉ DU
BÉTON
(composition, qualité des intrants, qualification du personnel chargé de de la préparation et de
la mise en œuvre)
Nécessité du contrôle (malgré le surcoût)
ROLE DU CONTROLE: ESSENTIELLEMENT PRÉVENTIF
Assurance de de la conformité des bétons réalisés vis-à-vis des spécifications
imposées par le maître d’ouvrage
Absence de situation de litiges dans les chantiers de réalisation préjudiciable
pour l’ensemble des co-contractants (Maîtres de l’œuvre et de l’ouvrage, bureau de contrôle, entreprise)
Dilemme et controverses
(acceptation ou refus de situation de constat de non vérification de la qualité requise du
béton, confortement et/ou démolition d’ouvrage, retard, incidence financière)
BIAIS DU CONTRÔLE
Contrôle interne: épreuves d’études et de convenance
contrôle externe
Les épreuves d’information

9. II- LES ESSAIS DE
CONTRÔLE

10. 1. ESSAIS DE CONTRÔLE : BUTS ET PROCESSUS
PROCEDURE MISE EN PLACE PAR L’ENTREPRISE
 Contrôle interne (épreuves d’études et de convenance)
 Contrôle externe (via le maître d’œuvre et un bureau de contrôle)
Assurance de la conformité des bétons
réalisés vis-à-vis des spécifications imposées
par le maître d’ouvrage

11. 2. LE CONTRÔLE INTERNE
2.1 LES ÉPREUVES D’ÉTUDE DES BÉTONS
DÉFINITION EN LABORATOIRE D’ UNE FORMULE NOMINALE DE BÉTON
 la description des moyens de fabrication, de transport, de manutention et de mise
en place des bétons
 la formule nominale du béton
 Nature et provenance des matériaux
 Courbes granulométriques et équivalent de sable (ES)
 Dosage en kg/m3
 Fabrication en laboratoire d’une gâchée avec les constituants à utiliser par le
chantier et la confection de trois éprouvettes pour essais de compression à 28 jours
 Assurance par le formulateur d’une résistance caractéristique garantie
Résistance moyenne à viser fm ≥ Résistance caractéristique spécifiée fck (note de calcul
et/ou classe d’environnement) + quantité min
quantité min= (résistance à 28 jour CE - celle minimale de la classe du ciment utilisé Cmin, 1,10 fck)
fm= min [fck+ (CE-Cmin), l,10 fck ]

12. RAPPEL DE LA NOTION DE RÉSISTANCE CARACTÉRISTIQUE
 Définition de la résistance caractéristique fck : valeur dont la proportion de la population de
celles qui lui sont inférieures est de p% de l’ensemble des résultats
Exemple : 46 résultats d’écrasement d'éprouvettes numérotées de 1 à 46
Distribution de la fréquence des résistances à l’écrasement
Si p=5 fck : valeur dont la proportion de la population de celles qui lui sont inférieures est de 5% de
l’ensemble des 46 résultats (c-a-d environ 2) = 28 MPa
Recours au maths: distribution gaussienne
fck = fm (n) Ŕ k x s , avec k=f(p=5%, n=46) tabulé , s: écart-type
k(p=5, n=46) = 1.53, fck = fm (n) Ŕ k x s = 33.3-1.53x3.3 = 28 MPa

13. Fabrication et régularité
Valeurs moyennes
visées par le chantier
Valeur lors de
l'établissement
Fabrication contrôlée, production régulière
Fabrication mal contrôlée, production
irrégulière
Résistance (MPa)
Soient deux productions de béton visant
une même résistance caractéristique de 25 Mpa donnant
les distributions fréquentielles suivantes:

14. loi statistique la plus répandue et la plus utile, représentant
beaucoup de phénomènes aléatoires
Permet d’approcher de nombreuses autres lois statistiques , tout
spécialement dans le cas des grands échantillons.
Son expression mathématique est la suivante:
La loi normale (loi de K. F. Gauss, 1777-1855)
m est la moyenne
s l'écart type
n le nombre total d'individus dans l'échantillon
n(x) le nombre d'individus pour lesquels la grandeur analysée a la valeur x.

15. 2.2 LES EPREUVES DE CONVENANCE
VÉRIFICATION DE LA SATISFACTION AUX EXIGENCES DU
MARCHÉ DU BÉTON MIS EN ŒUVRE SUR CHANTIER
• Conditions de chantier
 Approvisionnements réels
 Matériels de fabrication
 Moyens de contrôle
 Durée et conditions de transport
 Mise en place
• Etape à effectuer avec un délai suffisant
Possibilité d’ajuster les formules et de pouvoir effectuer
certaines corrections.

16. 3- LES ÉPREUVES DE CONTRÔLE EXTERIEUR
VÉRIFICATION DE LA RÉGULARITÉ DE LA FABRICATION ET DE
L’ATTEINTE DES CARACTÉRISTIQUES PRESCRITES DES BÉTONS
EFFECTIVEMENT MIS EN PLACE SUR CHANTIER
Modalité du contrôle
 Prélèvements réguliers et/ou aléatoire près du lieu
d’utilisation
 Prélèvements effectués par un organisme de contrôle
habilité (CTC)

17. 3. 2 LE PROCESSUS D’ÉXECUTION
PRELEVEMENT ET ECHANTILLONNAGE SIMILAIRE POUR LES TROIS
TYPES D’ESSAIS DE CONTRÔLE (épreuves d’étude, de convenance et de contrôle
extérieur)
Moules et éprouvettes de dimensions normalisées (cylindres et
cubes)
Prélèvement à la sortie du malaxeur (ou camion: BPE)
Serrage selon affaissement
Echantillonnage selon le volume de la gâchée
nombre de prélèvements (de 3 éprouvettes) et endroit = fct Volume
V< 0.5 m3, (1p, ½) , 0.5 m3 V<2.0 m3 (2p, 1/3, 2/3), V> 2.0 m3 (3p, ¼, ½, ¾, )
OND
Conservation et conditionnement: Conditions aussi voisines que
possible de celles du moment de la mise en place

18. 3.3 CRITERE DE CONFORMITE
CONFORMITÉ PRONONCÉE (ESSAIS DE CONTRÔLE EXTERIEUR ) PAR RAPPORT À
La consistance
Lot réputé conforme si les résultats sont compris dans la fourchette requise
(10- 40(L), 50-90(P), 100-150(TP), 150-210 (F) cm, limites inf. et sup. : -10 mm et +20
mm)
La résistance caractéristique spécifiée (note de calcul et/ou de classe
d’environnement)
Pour un béton fabriqué sur chantier ou en usine BPE, un lot est réputé
conforme à la résistance caractéristique si
fm≥ fck+ k1
fmi≥ fck- k2
avec fm moyenne arithmétique et fmi valeur minimale des résultats
k1 et k2, fct (classe du béton, nombre de prélèvements)
Lot: ensemble de béton mis en place faisant l’objet d’une même sanction de contrôle
(partie d’ouvrage coulée en une seule fois)
Exp: fc28=25 MPa, (n=3 p, k1= 1.5 ; k2=3.5, c-a-d fm≥ 26,5 MPa
fmi≥ 21,5 MPa

19. II- LES ESSAIS
D’INFORMATIONS

20. 1- BUTS ET PROCESSUS DES EPREUVES D’INFORMATION
ESSAIS SUR LE MATÉRIAU PRÉLEVÉ DANS L’OUVRAGE (OU À
PROXIMITÉ IMMÉDIATE) EN VUE DE LA DÉTERMINATION DE
la résistance du béton de l’ouvrage au jeune âge et à
moment donné (décoffrage, décintrage, mise en charge….)
Carottage du béton frais
la résistance du béton de l’ouvrage et appréciation de son
comportement
Carottage béton durci, scléromètre, ultrason
N.B.: Complément facultatif du dossier d’étude des bétons, en relation avec un
programme de bétonnage précis pour chaque phase de réalisation d’ouvrage, ou en
cas de litige sur la conformité du béton mis en œuvre

21. 2- PROCESSUS D’EXECUTION
2.1 LES ESSAIS DESTRUCTIFS
CORPS D’EPREUVES
 EPROUVETTES MOULEES
Echantillons de béton frais prélevés et conservés dans des conditions proches de celles de l’ouvrage
 CORPS D’EPREUVE
 CAROTTES
– BÉTON FRAIS
Enfoncement d’un carottier cylindrique dans le béton frais et son retrait à l’approche du
jour J envisagé
– BÉTON DURCI DE L’OUVRAGE
Forage du béton durci de l’ouvrage à l’aide de couronne diamantée et injection d’eau

22. PRELEVEMENT ET CONDITIONNEMENT DES CORPS D’EPREUVE
PRINCIPE: CONDITIONS AUSSI VOISINE QUE POSSIBLE DE CELLE DE
L’OUVRAGE
– Prélèvement: dans ou sur l’ouvrage
– Serrage: même que celui de la mise en œuvre de
l’ouvrage
– Conservation: conditions aussi équivalente possible
que celles de l’ouvrage (protégé, soumis aux
intempéries, étuvé…)

23. 2.2 ESSAIS NON DESTRUCTIFS
2.2.1- SCLÉROMÈTRE
Mesure du rebondissement d’une masselotte projetée violemment par un
ressort comprimé sur une surface de béton (corrélation valeur de
rebondissement/résistance du béton)
L’essai au scléromètre et corrélation indice sclérométrique/résistance du béton
2.2.2- AUSCULTATION DYNAMIQUE
Mesure de la vitesse de propagation du son dans le béton corrélée avec
(la densité et par suite avec) la résistance du béton
Appareil portable nouvelle génération pour le contrôle du béton par ultrason et
principe de fonctionnement

24. 2.2.1 PROCESSUS D’EXECUTION DES ESSAIS NON DESTRUCTIFS
Etalonnage et calibrage des appareils
 Etalonnage
• scléromètre : bloc néoprène ou 3 séries d’éprouvettes en béton
(15, 25, 35 MPa) à écraser après mesure
• appareil ultrason: tige étalon de DT connu
 Calibrage
• Scléromètre : Courbe de corrélation indice sclérométrique obtenue sur un
échantillon de 30 éprouvettes du béton formulé (composition, nature des
granulats, teneur en eau etc.) à écraser après mesures
 Appareil ultrason: corrélation graphique entre de la vitesse de propagation V et la
résistance à la compression du béton formulé
(moins 30 éprouvettes avec E/C variant de 0.4 à 0.8 en lot de 03 éprouvettes et affectation des
coef. d’influence pour les autres facteurs (type et dosage en ciments, granulats, humidité
, maturité etc.)
Echantillonnage
Nombre de corps d’épreuves (moulés ou carottés), de points de mesure, de zones et
d’aires d’essais statistiquement représentatifs
norme NA 17004: Au moins 03 carottes par zone avec prise en compte de l’effet d’échelle
dans l’échantillonnage (dans le cas de carottes de diam . < 100 mm
Zone d’essais: lot de béton à tester
aire d’essai : endroit d’extraction

25. 3. CRITERE DE CONFORMITÉ
SELON TYPES D’ESSAIS (DESTRUCTIF ET/OU NON DESTRUCTIF)
Recours à la norme NA 17004 portant évaluation de la résistance à la
compression sur site des structures
EXEMPLE
 ESSAI DESTRUCTIFS
 au moins 15 carottes disponibles
Résistance caractéristique estimée sur site
fck, is = Valeur minimale de (fm (n) Ŕ 1.48 x s, fck, is = fis, plus faible +4) (1)
Avec s écart-type
 seules 3 à 14 carottes disponibles
Résistance caractéristique estimée sur site
fck, is = Valeur minimale de (fm (n) Ŕ k, fck, is = fis, plus faible +4)
avec k fct du nombre de carottes
 ESSAIS NON DESTRUCTIFS (scléromètre, ultrasons)
- Etablissement d’une relation de corrélation de résistance carotte /essai non
destructif (min. 18 couples de résultats)
- Utilisation de cette relation pour l’extrapolation des essais non destructifs (au
moins 15 mesures)
- Déduction de la résistance caractéristique estimée sur site en utilisant la
formule (1)

26. CONCLUSION
• LE CONTRÔLE DU BÉTON DE SA FORMULATION JUSQU’À
SA MISE EN PLACE : UNE DÉMARCHE COHÉRENTE ET
INTÉGRÉE
• LA NON ADOPTION OU L’ADOPTION PARTIELLE DE CETTE
DÉMARCHE EPROUVEE: RÉPERCUSSION NEGATIVE SUR
LA QUALITÉ DE CE MATÉRIAU
CONTRÔLE
INTERNE
•Formulation d’un béton sur la base de matériaux de provenances déterminées
•Adaptation de cette formulation pour la prise en compte des conditions de chantier
(fabrication, moyens, transport…)
CONTRÔLE
EXTERNE
• Vérification de l’atteinte par le béton des caractéristiques spécifiées juste avant son
placement
•Vérification de la régularité de la production du matériau mise en place
ESSAIS
D’INFORMATION
•Détermination des caractéristiques du béton mis en place à un moment donné
•Vérification par le béton mis en place de la satisfaction des caractéristiques spécifiées et de leur
régularité

27. …MERCI POUR
VOTRE PATIENCE
ET
VOTREAIMABLE
ATTENTION