Pièce
1.3.06e_Fascicule-6e-Prescritpions-beton-DIR-CE.pdf · 68 783 mots · du marché « Aménagement complet de la section La Fourche - Col des Vaux sur la RN79 : terrassements, ouvrages d'art,… », dossier de consultation officiel.
GUIDE TECHNIQUE
Harmonisation des prescriptions
relatives au matériau béton
dans les CCTP de la DIR Centre Est
Avril 2017
C16LL0360
Rapport conçu sous système de
management de la qualité certifié BCS
Rapport établi par :
Vu et vérifié par
Date Version Commentaires
Mai 2012 V0 Version initiale
Décembre 2013 V1 Révision 1
Avril 2017 V2 Révision 2 (intégration nouveau fascicule 65, NF EN 206/CN, version
2015 de Petra), ajout de fiches complémentaires sur les prescriptions
de base (appellations des ciments, éléments de lecture du tableau des
bétons) et d’un chapitre lié à la phase chantier.
Août 2017 V3 Apports de quelques compléments à la révision 2 : p78 §4, p90 §2, p99
titre, p144 classes XD pour fondations profondes.
Récapitulatif de l'affaire
Client : Pierre de Laclos
DIR Centre Est
SIR de Lyon Pôle Ouvrages d’Art
228 rue Garibaldi
69 446 Lyon Cedex 3
Objet de l'étude : Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton dans les CCTP de la DiR
Centre Est
Résumé de la commande : Rédaction d’un guide de synthèse des différents documents réglementaires
concernant les prescriptions relatives au matériau béton dans les pièces écrites
techniques des marchés de travaux. Application au territoire et aux ouvrages
couramment traités par la DIR Centre Est.
Référence dossier : Affaire C16LL0360
Offre : Devis N°D16LL0360-1 envoyé le 10/09/2016
Accord client :
Communicabilité : Libre (avec acceptation préalable du commanditaire dans le contrat)
Contrôlée (communiquée uniquement avec l'autorisation du commanditaire à posteriori)
Confidentielle (non référencée dans IsaWeb)
Chargé d'affaire : Michaël DIERKENS – Département Laboratoire de Lyon
Tél. 04 72 14 33 00 / Fax 04 72 14 33 11
Courriel : michael.dierkens@cerema.fr
Constitution de l'équipe : Christophe Aubagnac, Bruno Boulet, Benoit Clément, Michaël Dierkens.
Mots Clés : Ouvrages d’Art, matériaux, béton, CCTP, prescription, durabilité
ISRN :
Liste des destinataires
Contact Adresse Nombre - Type
Pierre de Laclos DIR Centre Est 1 ex papier
SIR de Lyon Pôle Ouvrages d’Art 1 CD-ROM
228 rue Garibaldi
69 446 Lyon Cedex 3
Conclusion – Résumé
Ce document constitue la deuxième révision du guide d’application des différents documents réglementaires
concernant les prescriptions relatives au matériau béton dans les pièces écrites techniques des marchés de travaux.
L’application se veut adaptée au territoire et aux ouvrages couramment traités par la DIR Centre-Est. Par rapport à la
première révision, en plus des mises à jour rendues nécessaires par l’évolution des textes en vigueur, le document a
été augmenté par l’adjonction de fiches complémentaires aux prescriptions de base (appellations des ciments,
éléments de lecture du tableau des bétons) et d’un chapitre lié à la phase chantier.
Bron, le
Le Directeur du Département Laboratoire de Lyon
Cerema Centre-Est
Sommaire
Rappel de la demande....................................................................................................6
Structure du document.................................................................................................6
Evolution du document.................................................................................................7
partie 1 - fiches thématiques Prescriptions de Base................................................10
fiche thématique 1.0 – Notion de Durée d’Utilisation de Projet..........................................................11
fiche thématique 1.1 - Détermination des classes d'exposition.........................................................13
fiche thématique 1.2 - Détermination de la classe de chlorures........................................................27
fiche thématique 1.3 - Prescriptions relatives à l'alcali-réaction........................................................31
fiche thématique 1.4 - Prescriptions relatives à la réaction sulfatique interne...................................39
fiche thématique 1.5 - Prescriptions relatives au gel/dégel...............................................................51
fiche thématique 1.6 - Prescriptions relatives aux parements, parois et surfaces non coffrées........65
fiche thématique 1.7 - Prescriptions relatives aux enrobages...........................................................73
fiche thématique 1.8 - Conséquences du choix des classes d’exposition sur le dimensionnement. .83
fiche thématique 1.9 - Clé de lecture du tableau des bétons.............................................................89
fiche thématique 1.10 – Informations relatives aux ciments............................................................103
fiche thématique 1.11 - Prescriptions relatives à l’approche performantielle...................................119
partie 2 - Tableau des classes d’exposition des bétons.........................................139
partie 3 - Rédaction de clauses de CCTP.................................................................145
partie 4 - Exemple d'application à un cas concret..................................................155
partie 5 - fiches thématiques Suivi Chantier............................................................170
fiche thématique 5.1 - Processus d’agréments, d’études et de contrôles.......................................171
Fiche thématique 5.2 - Cure du béton et dispositions lors de bétonnage par temps chaud/froid....187
partie 6 - Références bibliographiques....................................................................199
Annexes......................................................................................................................203
Logigramme relatif à la validation d’une formule de béton..............................................................203
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
Cerema Centre-Est
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton dans les CCTP
pour la zone d'action de la DIR Centre Est
Rappel de la demande
La prescription de spécifications relatives au matériau béton fait appel à un empilement de textes tel qu'il est
difficile de produire des CCTP d'ouvrages d'art exempts d'erreurs. Il a de plus été constaté à de multiples reprises
des hétérogénéités dans la rédaction des clauses techniques.
Cette difficulté a pour sources :
– la multiplicité des textes, conduisant parfois à des incohérences/incompatibilités normatives
– la prise en compte de contextes variés (3 zones de gel, 2 niveaux de salage…)
– la multiplicité des acteurs au sein de la zone d'action de la DIR CE
– la multiplicité des choix pouvant s’offrir pour un problème donné (choix de la classe d'exposition...)
– les implications parfois lourdes et pas toujours faciles à appréhender des prescriptions retenues.
C'est dans ce contexte que la DIR CE avait commandé au CETE de Lyon la rédaction d'un guide technique
regroupant des rappels des règles de l'art et les recommandations qui en découlent, adaptées au parc
d'ouvrages courants de la DIR CE. Il avait pour but de constituer un support de formation et d'être une aide à la
prescription pour les chargés d'affaire de la DIR CE et pour la sous-traitance de la rédaction des pièces
techniques de marché. Le présent document constitue la seconde mise à jour, augmentée, de ce guide
technique.
Rappelons que certains choix, qui relèvent de la responsabilité du maître d'ouvrage, doivent être formalisés dès
le stade de l'élaboration du programme de l'ouvrage d'art. On peut citer par exemple la durée d'utilisation du
projet, qui influera sur la formulation des bétons (voir pour mémoire la note d'information numéro 31 du SETRA :
2010 - Application des Eurocodes - Recommandation à la maîtrise d'ouvrage).
Le champ d'application concerné est celui de la construction des ouvrages d'art courants neufs, en incluant les
parties coulées en place et préfabriquées. A ce titre, seuls seront abordés les bétons ordinaires (< 50 MPa, non
auto-plaçants) et les bétons destinés à certaines applications courantes (par exemple, les bétons de GBA moulés
sur site avec machine à coffrage glissant). Les tunnels ne rentrent pas dans le champ d'application du présent
document, bien que l'on puisse utilement s'y référer pour la prescription des bétons, en complément du « guide
pour le choix des classes d'exposition des tunnels routiers creusés » (Solutions Béton. 2010).
Structure du document
La première partie du document traite des spécifications de base relatives à la prescription des bétons (contexte
général, classes d'exposition et de chlorure, spécifications complémentaires liées à la durabilité...). Elle est
abordée sous forme de fiches thématiques. Pour chacune de ces fiches, sont abordés :
– un rappel succinct du contenu de la fiche
– un rappel des références bibliographiques utilisées
– le cas échéant, un rappel des pathologies associées et de l'intérêt de la prise en compte de la fiche
– la description du contexte normatif et prescriptif global
– les prescriptions et recommandations adaptées aux ouvrages courants de la zone d'action de la
DIR CE.
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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La seconde partie du document contient une aide à l'affectation des classes d'exposition et des spécifications
complémentaires aux différentes parties d'ouvrages. Elle est présentée sous forme de tableaux regroupant les
différentes classes d'exposition possibles en fonction de la partie d'ouvrage et de son environnement.
Afin de faciliter le travail des rédacteurs de CCTP, des exemples de rédaction de clauses de CCTP ont été
regroupés dans la partie 3.
A ce stade, il a été jugé qu'un exemple permettrait de mieux éclairer l'ensemble de ces considérations. L'ouvrage
retenu est un PS de type dalle précontrainte à deux travées de 24,5 m de portée chacune. Il s'inscrit dans le
cadre de l'aménagement sur place de la RN7 entre les communes de Moiry et Saint-Pierre, dans le département
de la Nièvre. Les plans ont été fournis par la DIR CE. L'objet est de montrer comment sont déterminés les
classes d'expositions, les spécifications complémentaires et les enrobages pour chaque partie d'ouvrage. Un
exemple de regroupements pertinents permettant de présenter un tableau de définition des bétons réaliste est
également proposé.
La partie 5 a été rajoutée pour préciser certains aspects plus spécifiquement liés à la phase chantier (agréments,
études, convenances, contrôles, cure et conditions climatiques à la mise en œuvre).
Enfin, une liste de l’ensemble des références bibliographiques citées est présentée en partie 6.
Evolution du document
Ce document a été élaboré sur la base de la documentation à jour au moment de sa rédaction (août 2016). La
liste détaillée des textes pris en compte est fournie dans la partie 6 « Références Bibliographiques ».
Les principales mises à jour par rapport à la dernière version (2013) du document concernent :
corpus technique :
– l’intégration de la NF EN 13 670/CN : Exécution des Structures en Béton (2013)
– l’intégration du nouveau fascicule 65 du CCTG (version 2014), en remplacement de la version de 2008,
avec notamment :
– la modification des prescriptions relatives aux parements
– la modification des prescriptions relatives au gel et au sel
– l’intégration de la norme béton NF EN 206/CN (2014), en remplacement de la NF EN 206-1/CN (2012)
– l’intégration de la version 2015 de PETRA, en remplacement de la version 2013
– la modification des prescriptions relatives à l’alcali-réaction (issues du FD P 18 464 de 2014, qui
remplace les Recommandations LCPC de 1994)
mise à jour des fiches suite aux évolutions du corpus technique :
– mise à jour de l’exemple (partie 4)
– mise à jour des exemples de clauses de CCTP (partie 3)
– mise à jour des références normatives (partie 6)
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ajout de nouvelles fiches :
– élaboration du tableau des bétons (partie 1) :
– clé de lecture du tableau des bétons (1.9)
– informations relatives aux ciments (1.10)
– prescriptions relatives à l’approche performantielle (1.11)
– contrôle chantier (partie 5) :
– processus d’agrément, d’études et de contrôles (5.1)
– cure du béton et dispositions lors de bétonnage par temps chaud/froid (5.2)
AVERTISSEMENT
La version 2014 du fascicule 65 du CCTG ne dispose pas à ce jour d’arrêté d’application.
Le document est néanmoins disponible sur le site PILES de la DtecITM :
http://piles.setra.i2/publication-fascicule-65-version-provisoire-a1697.html
Son utilisation est fortement recommandée pour éviter les erreurs de prescription, aux conditions
suivantes :
• ne pas faire référence comme pièces contractuelles aux versions en cours du fascicule 65
et
• joindre les textes in-extenso en pièces particulières des marchés.
Ayant fait l’objet d’un consensus technique entre les représentants des différents collèges concernés par
sa publication (représentants des producteurs, utilisateurs, bureaux de contrôle, administration, maîtrise
d’œuvre…), il est de ce fait opposable dans les marchés sous réserve de respecter les conditions décrites
ci-dessus.
C’est à cette version qu’il sera fait référence dans le présent document lorsque le fascicule 65 du CCTG
Travaux sera mentionné.
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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Ce document a été initialement élaboré à la demande de la DIR CE par un groupe de travail constitué par :
– Michaël Dierkens (Département Laboratoire de Lyon, animateur)
– Christophe Aubagnac (Département Laboratoire d'Autun)
– Arnold Ballière (Département Laboratoire de Lyon – Division Ouvrage d'Art)
– Florent Boisbouvier (Département Laboratoire de Lyon)
– Bruno Boulet (Département Laboratoire de Clermont-Ferrand)
– Benoît Clément (Département Laboratoire d'Autun)
Sa mise à jour a été réalisée par un groupe de travail constitué par :
– Michaël Dierkens (Département Laboratoire de Lyon, animateur)
– Christophe Aubagnac (Département Laboratoire d'Autun)
– Bruno Boulet (Département Laboratoire de Clermont-Ferrand)
– Benoît Clément (Département Laboratoire d'Autun)
Personnes à contacter :
– Michaël Dierkens (Département Laboratoire de Lyon) : matériau béton
– Benoît Clément (Département Laboratoire d’Autun) : ciments
– François Spataro (Département Laboratoire de Lyon) : dimensionnement
– Sébastien Bouteille et Pierre de Laclos (DIR CE) : modalités d’utilisation pratique du guide
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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partie 1 fiches thématiques Prescriptions de
Base
● fiche thématique 1.0 Notion de durée d’Utilisation de Projet
● fiche thématique 1.1 Détermination des classes d'exposition
● fiche thématique 1.2 Détermination de la classe de
chlorures
● fiche thématique 1.3 Prescriptions relatives à l'alcali
réaction
● fiche thématique 1.4 Prescriptions relatives à la réaction
sulfatique interne
● fiche thématique 1.5 Prescriptions relatives au gel/dégel
● fiche thématique 1.6 Prescriptions relatives aux parements,
parois et surfaces non coffrées
● fiche thématique 1.7 Prescriptions relatives aux enrobages
● fiche thématique 1.8 Conséquences du choix des classes
d’exposition sur le dimensionnement
● fiche thématique 1.9 Clé de lecture du tableau des bétons
● fiche thématique 1.10 Informations relatives aux ciments
● fiche thématique 1.11 Prescriptions relatives à l’approche
performantielle
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 1.0 – Notion de Durée d’Utilisation de
Projet
Contenu :
– généralités
– ponts-routes et passerelles
– recommandation pour la DIR Centre-Est
Bibliographie :
– NF EN 1990 et ses annexes nationales NF EN 1990/A1/NA et NF EN 1990/NA. Eurocodes structuraux - Bases
de calcul des structures. Mars 2003, juin 2006, décembre 2007 et décembre 2011.
– norme NF EN 1992-2 et son annexe nationale NF EN 1992-2/NA. Eurocode 2 - Calcul des structures en béton -
Partie 2 : ponts en béton - Calcul et dispositions constructives. Mai 2006 et avril 2007.
1. Généralités
L'Eurocode 0 définit la durée d'utilisation de projet comme suit :
« durée pendant laquelle une structure ou une de ses parties est censée pouvoir être utilisée
comme prévu en faisant l'objet d'une maintenance escomptée, mais sans qu'il soit nécessaire
d'effectuer des réparations majeures. » NF EN 1990 [1.5.2.8]
C'est le projet individuel qui fixe cette hypothèse. Elle est donc à renseigner dans les pièces
contractuelles du marché (C.C.T.P.).
Le choix de cette durée n'est pas sans conséquence : il impacte notamment les valeurs des fiche thém. 1.7
enrobages. - enrobages
2. Ponts-routes et passerelles
Pour les ponts routiers, les passerelles, les ouvrages de soutènement, les structures de génie
civil en général, la durée d'utilisation de projet est de 100 ans. Cette durée concerne tous les
ouvrages structuraux de génie civil dont les prescriptions sont définies par les Eurocodes de
projet, par exemple le béton armé et le béton précontraint. NF EN 1990/A1/NA
[A2.1.1]
Pour les ouvrages provisoires, la durée d'utilisation de projet est fixée à un minimum de 10 ans.
Comme elle dépend de la durée réelle d'utilisation de ces structures, elle doit être augmentée en
conséquence dans le projet individuel pour des durées d'utilisation importantes de ces ouvrages.
L'Eurocode fait également une distinction entre la durée d'utilisation de projet de l'ouvrage et celle
des éléments structuraux et équipements.
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NF EN 1990/A1/NA
[A2.1.1]
3. Recommandations pour la DIR CE
3.a) Recommandations découlant des textes
Barrières de sécurité
La question des superstructures telles que bordures ou DBA/GBA est plus simple. Ces éléments
étant non armés (ou très faiblement) ou avec un enrobage très important, le risque de corrosion
dû à des agressions extérieures (carbonatation, pénétration de chlorures) est très faible et la
durée d'utilisation n'aura pas d'incidence sur les enrobages.
3.b) Autres recommandations
Corniches en béton
Le choix est plus délicat. Il faut préciser tout d'abord qu'un élément remplaçable, au sens de la NF NF EN 1990/A1/NA
EN 1990, implique que son remplacement soit prévu dès l'origine du projet. Les corniches ne [A2.1.1 Note 1]
rentrent donc pas forcément dans ce cadre. La possibilité de rendre remplaçables ces éléments
doit être prévue dès l'origine du projet, notamment dans la conception du système de fixation.
Pour autant, retenir une durée de 100 ans peut conduire à des enrobages très importants lorsque
l'environnement est agressif. Cela peut alors conduire, selon la géométrie de la corniche, à avoir
des zones de béton non armé susceptibles de chuter sur l'infrastructure franchie, en cas de
fissuration anormale de la pièce.
Il convient donc d'être vigilant sur ce point à la fois lors de la conception de l'élément (choix de la
géométrie) et dans la rédaction des clauses de marché. Certaines configurations peuvent
conduire, par sécurité, à prévoir des armatures plus faiblement enrobées qui devront être en
matériau inaltérable pour assurer la durabilité de l'élément.
D’une manière générale, il est préférable de calculer les enrobages avec une durée d’utilisation
de projet de 100 ans, tout en gardant à l’esprit qu’une marge d’optimisation est possible en cas de
difficultés causées par des valeurs d’enrobage trop élevées.
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 1.1 Détermination des classes
d'exposition
Contenu :
– généralités
– rappels sur les principaux phénomènes de dégradation du béton armé
– définition des classes d'exposition
– combinaisons de classes d’exposition
– conséquences du choix d’une classe d’exposition sur la composition des bétons
– recommandation pour la DIR Centre-Est
– annexe : limites de composition des bétons
Bibliographie :
– NF EN 206/CN. Béton – Spécifications, performances, production et conformité – Complément national à la
norme NF EN 206. 2014.
– FD P 18-011. Béton – Définition et classification des environnements chimiquement agressifs –
Recommandations pour la formulation des bétons. Mars 2016.
1. Généralités
Le choix des classes d'exposition pour la prescription des bétons consiste à faire la liste des NF EN 206/CN
attaques physico-chimiques susceptibles d'atteindre chaque partie d'ouvrage, et d'en définir le [4.1 : tableau 1] et
niveau d'intensité prévisible. Dans une logique d'analyse de risques, il s'agit ainsi de qualifier les NA.4.1
aléas applicables au cas d'espèce.
Les différentes attaques physico-chimiques sont celles définies par la norme NF EN 206/CN et NF EN 1992-1-1
reprises dans l'Eurocode 2 : [tabl. 4.1]
• corrosion des armatures de béton armé, induite par la carbonatation (classes XC)
• corrosion des armatures de béton armé, induite par les chlorures d'origine non-marine
(classes XD)
• corrosion des armatures de béton armé, induite par les chlorures d'origine marine
(classes XS)
• attaque gel/dégel, avec ou sans sels de déverglaçage (classes XF)
• attaque chimique (classes XA).
2. Rappels sur les principaux phénomènes de dégradation du béton armé
L'invention du béton armé a été permise essentiellement, grâce à l'heureuse conjugaison de
deux phénomènes :
• les coefficients de dilatation thermique du béton et de l'acier sont très voisins, ce qui
permet leur association ;
• l'eau interstitielle qui remplit les pores du béton a un pH > 12,5, ce qui en fait un milieu
alcalin assurant la protection des armatures contre la corrosion grâce à une couche
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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d'oxyde stable qui se forme sur la surface de l'acier, empêchant ainsi la dissolution du
fer.
2.a) Corrosion des armatures de béton armé
La carbonatation du béton d'enrobage ou l'action des ions chlorure rend possible la corrosion en
présence d'oxygène et d'eau. Le mécanisme se décompose en une phase d'incubation de la
corrosion (période nécessaire pour que la carbonatation atteigne les aciers ou pour que la teneur
en chlorures critique soit atteinte au niveau des aciers), suivie d'une phase de propagation de la
corrosion (formation de produits d'oxydation) pouvant conduire à l'apparition de fissures.
La carbonatation du béton d'enrobage est un processus purement chimique. Elle est rendue
possible du fait de la porosité du béton. Le gaz carbonique (CO2) de l'air diffuse dans les pores
remplis d'air (un béton saturé d'eau est très peu carbonaté) et progresse en profondeur selon
une loi proportionnelle à la racine carré du temps. Elle est accélérée par les cycles d'humidité et
de séchage.
La carbonatation, qui va donc démarrer en peau du béton, puis pénétrer au fil du temps jusqu'à
atteindre la zone d'armatures, est une réaction chimique entre le CO2 de l'air et la chaux libre
Ca(OH)2 présente dans le béton. Elle conduit à la formation de calcite CaCO3 et d'eau. Cette
consommation de la chaux libre abaisse le pH du béton. Lorsque la réaction atteint la zone
d'armatures et que le pH descend en dessous de 9 (en l'absence d'ions chlorure), les armatures
ne sont plus protégées et la corrosion peut s'initier. Les produits de corrosion métallique ayant un
volume 6 fois supérieur à celui des matériaux initialement présents, ils vont exercer une
contrainte sur le béton d'enrobage, pouvant conduire à son éclatement.
L'utilisation de sels de déverglaçage contribue à faire augmenter la quantité d'ions chlorure
contenue dans le béton. La diffusion des ions chlorure à l'intérieur du béton se fait par
l'intermédiaire des pores remplis d'eau. On distingue deux types d'ions chlorures, selon le rôle
qu'ils jouent au sein du béton. Les chlorures dits « libres », solubles dans l'eau, sont directement
mobilisables et favorisent la corrosion lorsque leur teneur dépasse un seuil critique au droit des
armatures. Les chlorures dits « liés » sont inertes car fixés par la matrice cimentaire. La somme
des chlorures libres et liés est appelée « chlorures totaux ». Les projections/ruissellement de
saumures contribuent à faire augmenter l'ensemble de ces teneurs.
La présence d'ions chlorure dans le béton aggrave également l'impact de la carbonatation vis-à-
vis de la corrosion des armatures. En effet, l'un des effets induits de la carbonatation est qu'elle
contribue à libérer une partie des ions chlorure liés, de sorte que la quantité d'ions chlorure libres
est plus grande et que le risque de corrosion des armatures augmente.
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
Cerema Centre-Est
2.b) Gel/dégel avec ou sans sels de déverglaçage
Le réseau de capillaires des bétons, même âgés, contient toujours de l'eau libre. Lorsque la
température du béton descend sensiblement au-dessous de 0°C, une partie de cette eau gèle.
Recom. gel [1]
Une partie seulement, car la température de solidification de l'eau est fonction de la taille des
pores et de la concentration en sels de déverglaçage.
La transformation de l'eau en glace s'accompagne d'une augmentation de volume de 9% qui
engendre des pressions hydrauliques sur l'eau des capillaires restée à l'état liquide.
La glace étant formée à partir de l'eau pure, son apparition engendre des différences de
concentration en sels dissous entre l'eau située à proximité des lentilles de glace et l'eau des
capillaires les plus petits. Ces concentrations vont avoir tendance à s'équilibrer par effet
d'osmose créant ainsi des pressions dites pressions osmotiques.
Lorsque les pressions hydrauliques ou les pressions osmotiques, ou plus généralement les deux
cumulées deviennent supérieures à la résistance à la traction de la pâte du béton, celle-ci se
fissure.
Les cycles de gel-dégel répétés peuvent provoquer deux formes de dégradations :
• une microfissuration, voire une fissuration dans la masse du béton, les détériorations se
présentant le plus souvent sous forme d'un feuilletage parallèle aux faces exposées.
C'est le gel pur ou gel interne.
• une dégradation de surface sous l'effet conjugué des cycles de gel-dégel et des sels de
déverglaçage. La diffusion des sels dans le milieu interstitiel de la peau du béton
développe des pressions osmotiques élevées produisant un phénomène d'écaillage du
béton. Il est à noter que le mécanisme de ce type de dégradation fait toujours l'objet de
recherches.
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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2.c) Attaques chimiques
Les bétons sont également soumis à des agressions chimiques liées à l'environnement NF EN 206/CN
immédiatement en contact avec les parements. Ces agressions consistent généralement en la [4.1 : tabl. 2] et NA.4.1
dissolution des constituants du béton ou en la formation de produits de réaction expansifs. La
détermination de la classe d'exposition correspondante est basée sur la recherche et le dosage
des agents agressifs présents dans le sol ou au niveau des eaux de surface ou souterraines.
Les agents agressifs pris en compte sont :
• la présence de SO42- (attaque sulfatique externe)
• la présence d'eaux ou de sols acides (réaction avec la chaux du béton)
• la présence d'ions NH4+ ou Mg2+.
3. Définition des classes d'exposition
NF EN 206/CN
3.a) Définitions des classes d’exposition [4.1 : tabl. 1] et NA.4.1
Le tableau ci-dessous reprend la définition des classes d'exposition présentée dans la norme NF EN 1992-1- 1
NF EN 206/CN et l'Eurocode 2. [tabl. 4.1]
Désig
Exemples informatifs illustrant
nation Description de
le choix des classes Complément national
de la l'environnement
d'exposition
classe
1- Aucun risque de corrosion ni d'attaque
Béton non armé et sans pièces Béton à l'intérieur de bâtiments où le taux Un béton est réputé non armé au sens de la
métalliques noyées : toutes les d'humidité de l'air ambiant est très faible. classe X0, s'il ne contient aucune armature ou s'il
expositions, sauf en cas de gel/dégel, est faiblement armé avec un enrobage d'au moins
X0
d'abrasion et d'attaques chimiques. 5 centimètres
Béton armé ou avec des pièces
métalliques noyées : très sec.
2- Corrosion induite par carbonatation
Sec ou humide en permanence. Béton à l'intérieur de bâtiments où le taux Les parties de bâtiments à l'abri de la pluie, à
d'humidité de l'air ambiant est faible. l'exception des parties classées en XC3 (1)
XC1
Béton submergé en permanence dans de
l'eau.
Humide, rarement sec. Surfaces de béton soumises au contact à Les parties de bâtiments au contact de l’eau à
long terme de l'eau. long terme. C'est le cas notamment des
XC2
Un grand nombre de fondations fondations en milieu humide, des réservoirs, des
bassins de piscines, etc.
Humidité modérée. Béton à l'intérieur de bâtiments où le taux Les parties de bâtiments à l'abri de la pluie mais
d'humidité de l'air ambiant est moyen ou non closes, ou exposées à des condensations
XC3
élevé. importantes à la fois par leur fréquence et leur
Béton extérieur abrité de la pluie. durée.
Alternance d'humidité et de séchage. Surfaces de béton soumises au contact de Les parties aériennes d'ouvrages d'art et les
l'eau, mais n'entrant pas dans la classe parties extérieures des bâtiments non protégées
d'exposition XC2. de la pluie, comme par exemple les façades, les
XC4
pignons et les parties saillantes à l'extérieur (2), y
compris les retours de ces parties concernées par
les cheminements et/ou rejaillissements d'eau.
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3- Corrosion induite par les chlorures ayant une origine autre que marine
Humidité modérée. Surfaces de béton exposées à des Les surfaces modérément humides exposées à
XD1
chlorures transportés par voie aérienne. des chlorures transportés par voie aérienne.
Humide, rarement sec. Piscines. Les piscines ou les parties exposées aux eaux
XD2 Éléments en béton exposés à des eaux industrielles et contenant des chlorures.
industrielles contenant des chlorures.
Alternance d'humidité et de séchage. Éléments de ponts exposés à des Les parties d'ouvrages soumises à des projections
projections contenant des chlorures. fréquentes et très fréquentes contenant des
Chaussées. chlorures, et sous réserve d'absence de
Dalles de parc de stationnement de revêtement d'étanchéité assurant la protection du
XD3 véhicules. béton. C'est le cas notamment des parties
supérieures des dalles et rampes de parcs de
stationnement de véhicules ne comportant pas de
revêtement pouvant assurer la protection du béton
pendant la durée de vie du projet.
4- Corrosion induite par les chlorures présents dans l'eau de mer
Exposé à l'air véhiculant du sel marin, Structures sur ou à proximité d'une côte Les éléments de structures, non en contact avec
mais pas en contact direct avec l'eau l’eau de mer et non exposés aux embruns mais
XS1
de mer. directement exposés à l’air salin (ce sont des
éléments situés à moins de 1 km de la côte) (3).
Immergé en permanence Éléments de structures marines Les éléments de structures marines immergés en
XS2
permanence.
Zones de marnage, zones soumises Éléments de structures marines Les éléments de structures marines en zone de
à des projections ou à des embruns. marnage et/ou exposés aux embruns (ce sont en
XS3
général ceux situés à moins de 100 m de la côte)
(3).
5- Attaque gel/dégel avec ou sans agent de déverglaçage
Saturation modérée en eau, sans Surfaces verticales de béton exposées à
XF1
agent de déverglaçage. la pluie et au gel.
Saturation modérée en eau, avec Surfaces verticales de béton des ouvrages
XF2 agents de déverglaçage. routiers exposées au gel et à l'air Voir carte des zones de gel en France (fiche
véhiculant des agents de déverglaçage. thématique 1.5) et fascicule de documentation FD
P 18-326.
Forte saturation en eau, sans agents Surfaces horizontales de béton exposées
XF3
de déverglaçage. à la pluie et au gel. Voir carte des zones de salage en France (fiche
Forte saturation en eau, avec agents Routes et tabliers de ponts exposés au thématique 1.5).
de déverglaçage ou eau de mer. agents de déverglaçage et surfaces de
béton verticales directement exposées aux A défaut de spécifications particulières, le tableau
XF4 projections d'agents de déverglaçage et au (4) ci-dessous s'applique.
gel.
Zones des structures marines soumises
aux projections et exposées au gel.
6- Attaques chimiques
Environnement à faible agressivité Sols naturels et eau dans le sol En complément du tableau 2 de la norme NF EN
XA1 chimique selon la norme NF EN 206/CN, il convient de se reporter au fascicule de
206/CN, tableau 2 documentation FD P 18-011 « Bétons –
Définitions et classification des environnements
Environnement d'agressivité chimique Sols naturels et eau dans le sol.
chimiquement agressifs – Recommandations pour
XA2 modérée selon la norme NF EN
la formulation des bétons » dans le cas de risques
206/CN, tableau 2
d'attaque par des eaux faiblement minéralisées ou
XA3 Environnement à forte agressivité Sols naturels et eau dans le sol. par des milieux gazeux. En outre, ce fascicule sert
chimique selon la norme NF EN de référence pour le choix du liant (ciment et
206/CN, tableau 2 addition) en fonction de la classe d'exposition.
La détermination du degré d'acidité des sols selon
Baumann Gully doit être réalisée conformément à
l'annexe A du fascicule de documentation FD P
18-011.
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Note 1 : pour les environnements agressifs dans
les milieux industriels, une étude spécifique est
nécessaire pour déterminer l'exposition du béton.
Note 2 : la seule imposition d'une classe XA ne
permet pas de déterminer l'enrobage
conformément à la norme NF EN 1992-1-1 et son
annexe nationale. Il convient de préciser les
classes d'exposition retenues vis-à-vis des risques
de corrosion des armatures (XS ou XD).
(1) C'est le cas notamment de certaines parties d'ouvrages industriels, de buanderies, de papeteries, de locaux de piscines.
(2) Une peinture ou un simple enduit ne constitue pas une protection suffisante. Seuls peuvent être pris en compte les revêtements
adhérents justifiés vis-à-vis de la pénétration des agents agressifs pendant la durée d'utilisation de projet.
(3) En cas de conditions particulières (telles que la topographie), les distances citées pourront être portées à 5 km pour la classe XS1 et à
500 m pour la classe XS3.
(4) Tableau croisant niveau de gel et niveau de salage :
Aucun salage Salage peu fréquent Salage fréquent Salage très fréquent
NF EN 206/CN
Gel faible ou modéré XF1 XF1 XF2 XF2 a
Gel sévère XF3 XF3 XF4 XF4
a
à l'exception des chaussées béton et des éléments d'ouvrages d'art très exposés qui seront classés en XF4.
3.b) Cas particulier des classes XF
La prescription des classes d’exposition relatives au gel/dégel étant délicate, il est !!!
indispensable de se reporter à la fiche 1.5 pour aborder correctement cette thématique.
3.c) Cas particulier des classes XD : zones soumises aux sels de déverglaçage
Généralités
La section 4 de l'Eurocode 2 partie 2 (Ponts) explicite les parties des ouvrages d'art à considérer
comme sujettes aux projections de sels.
NF EN 1992-2
[4.2.106]
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L'annexe nationale française valide les valeurs préconisées :
NF EN 1992-2/NA
[4.2.106]
Ces préconisations (notamment intrados de pont à moins de 6 m) ne concernent pas le !!!
risque de dégradation du béton par écaillage.
Elles ne traitent que de la prise en compte du risque de corrosion induit par la présence
de sels de déverglaçage.
Interactions entre classes XD et XF
La norme NF EN 206/CN précise que les classes d’exposition XF2 et XF4 couvrent déjà le NF EN 206/CN
risque de corrosion des armatures par les sels de déverglaçage et qu’il n’est pas nécessaire d’y [NA.4.1.4]
combiner les classes XD pour s’en prémunir.
Note : théoriquement, la logique de la norme NF EN 206/CN devrait conduire à découpler la prévention du
risque d’écaillage du béton (XF2 ou XF4) de celle du risque de corrosion des armatures lié à la présence
de sels de déverglaçage. Afin d’éviter d’exiger des résistances trop importantes pour des bétons avec air,
il a été décidé de ne pas rajouter de classe XD à la classe XF, dans le cadre de la NF EN 206/CN. Les !!!
limites de composition prescrites dans le tableau NA F 1 de la NF EN 206/CN ont ainsi été bâties en
tenant compte de cette particularité.
En ce qui concerne les ouvrages d’art, cet arbitrage n’a pas d’impact dans la mesure où le fasc. 65 :
• prescrit pour le XF2 des limites de composition au minimum égales à celles du XD3
• indique comment prendre en compte les classes XD pour le calcul de l’enrobage, en cohérence
avec la nouvelle définition des classes XF.
3.d) Cas particulier des classes XA
FD P 18-011 [tabl. 1]
Le fascicule de documentation FD P 18-011 complète la définition des environnements
chimiquement agressifs les plus courants (XA) et fournit des recommandations pour la
fabrication des bétons destinés à des structures soumises à ces agressions.
La définition de l’agressivité chimique (et en particulier la collecte des informations
concernant la composition chimique des milieux avec lesquels les bétons seront en
contact) relève de la responsabilité du maître d’ouvrage.
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Agent agressif Norme d’essai Classe d’agressivité selon NF EN 206/CN:2014
XA1 XA2 XA3
Agressivité des eaux en fonction de leur concentration en agents agressifs et de leur pH : eaux stagnantes ou à faible courant, climat
tempéré, pression normale
C02 agressif (mg/l) NF EN 13577a ≥ 15 et ≤ 40 > 40 et ≤ 100 > 100b
juqu’à saturation
SO42- NF EN 196-2 ≥ 200 et ≤ 600 > 600 et ≤ 3000 > 3000 et ≤ 6000c
Mg2+ (mg/l) NF EN ISO 7980 ≥ 300 et ≤ 1000 > 1000 et ≤ 3000 > 3000b
jusqu’à saturation
NH4+ (mg/l) ISO 750-1 ou ≥ 15 et ≤ 30 > 30 et ≤ 60 > 60 et ≤ 100cd
ISO 7150-2
pH NF T 90-008 ≤ 6,5 et ≥ 5,5 < 5,5 et ≥ 4,5 > 4,5 et ≥ 4,0c
TAC (mé/l) NF EN ISO 9963-1 et F EN ≤ 1,0 et ≥ 0,4 < 0,4 et ≥ 0,1 < 0,1b
ISO 9963-2
Agressivité des sols
2-
SO4 (mg/kg de sol séché NF EN 196-2 ≥ 2000 et ≤ 3000 > 3000 et ≤ 12000 > 12000 et ≤ 24000c
à 105±5°C)
g g
degré d’acidité Baumann- NF EN 16502 > 200
Gully (ml/kg)
Agressivité des gaz en milieu humide > 75 % en présence d’oxygène
3
S02 (mg/m ) NF EN 14791 ≥ 0,15 et ≤ 0,5 > 0,5 et ≤ 10 > 10 et ≤ 200c
H2S (mg/m3) NF EN ISO 19739 > 0,1h ≥ 0,1 et ≤ 10h > 10 et ≤ 200ch
a : il est également possible d’utiliser la méthode Legrand-Poirier décrite en [1].
b : une protection externe (enduits, revêtements) ou interne (imprégnation) est recommandée lorsque la concentration dépasse
significativement la valeur seul de la classe (voir 7.1).
c : si le degré d’agressivité des solutions, des sols ou des gaz présenté dans ce tableau dépasse les concentrations de la classe XA3, il est
nécessaire de prévoir une protection externe (enduits, revêtements) ou interne (imprégnation).
d : lorsque la concentration massique en ions bicarbonate (HCO3+) est supérieure à la concentration en ions ammonium (NH4+), il n’est pas
nécessaire de prévoir de protection et les dispositions de XA3 suffisent, indépendamment de la concentration en NH4+ (voir 5.1.4.2.).
e : 1 mé/l = 50 mg/l d’équivalent CaCO3 = 5 degrés français = 2,8 degrés allemands.
f : les sols argileux dont la perméabilité est inférieure à 10-5 m/s peuvent être placés dans une classe inférieure. En cas de risque
d’accumulation d’ions sulfate dan le béton dur à l’alternance de périodes sèches et de périodes humides ou par « succion capillaire » une valeur
égale ou supérieure à 2000 mg/kg conduit à un classement en XA2.
g : conditions d’attaque non observées en pratique.
h : les valeurs mentionnées correspondent à des concentrations supposées homogènes. Dans le cas contraire, les limites sont ramenées à ≥
0,1 et ≤ 7 (XA2) et > 7 et ≤ 25 (XA3), exprimées en concentration moyenne du milieu considéré (en mg/m³).
4. Combinaisons de classes d'exposition
D'une manière générale, une partie d'ouvrage sera le plus souvent soumise à plusieurs types
d'attaques physico-chimiques simultanément. Il est donc naturel de retrouver plusieurs classes
d'exposition pour une même partie d'ouvrage. Il est important de toutes les faire apparaître car
elles impactent directement le dimensionnement des armatures et de leur enrobage (cf. fiche
thématique 1.7 – Prescriptions relatives aux enrobages).
Les quatre tableaux (cf. fiche partie 2 du présent guide), partiellement adaptés des
Recommandations provisoires du LCPC sur l'approche performantielle, donnent les
combinaisons de classes d'exposition à appliquer aux principales parties d'ouvrages en fonction
de la position géographique de l'ouvrage (proximité de la mer ou intérieur des terres) et en
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fonction du niveau de gel :
– Tableau 1 : ouvrages d'art situé en mer, ou à moins de 100 m de la côte (ou
jusqu'à 500 m de la côte, suivant topographie particulière), lorsque les parties
aériennes sont soumises à un risque d'exposition aux embruns.
– Tableau 2 : ouvrages d'art situés à moins de 1 km de la côte (ou jusqu'à 5 km de la
côte, suivant topographie particulière), lorsque les parties aériennes de ces
ouvrages sont exposées à un air véhiculant du sel marin, mais pas directement aux
embruns.
– Tableau 3 (adapté) : ouvrages d'art situé à l'intérieur des terres en zone de gel
faible ou modéré.
– Tableau 4 (adapté) : ouvrages d'art situé à l'intérieur des terres en zone de gel
sévère.
5. Conséquences du choix d'une classe d'exposition sur la composition
des bétons
Le choix de la classe d'exposition a un impact direct sur la prescription des bétons du point de NF EN 206/CN
vue des impératifs liés à leur durabilité : [tabl. NA.F.1 à NA.F4]
• classe minimale de résistance en compression
• rapport maximal (eau efficace) / (liant équivalent)
• dosage minimal en liant équivalent et modalités de prise en compte des additions
• nature du ciment
• présence d'air entraîné
fasc. 65
Les spécifications du fascicule 65 (tableau 8.B de l'article 8.1.1.3) sont reprises dans les tableaux [8.1.1.3 : tabl. 8.B]
des pages suivantes.
6. Recommandations pour la DIR CE
6.a) Recommandations découlant des textes
L'affectation pratique des classes d'exposition en fonction du type d'environnement est détaillée
dans la partie 2 – Tableau de prescription des bétons.
6.b) Autres recommandations
néant
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7. Annexe : limites de composition des bétons prescrites par le fascicule 65 du CCTG.
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 1.2 Détermination de la classe de
chlorures
Contenu :
– rappels de base sur la teneur en chlorures d'une formule de béton
– définition des différentes classes de chlorure
– prescription d'une classe de chlorures
– recommandations pour la DIR CE
Bibliographie :
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. 2014.
– NF EN 206/CN. Béton – Spécifications, performances, production et conformité – Complément national
à la norme NF EN 206. 2014.
– NF P 98-430. Barrières de sécurité routières en béton. Séparateurs et murets en béton coulé en place.
Définitions, fonctionnement et dimensions. Avril 1991.
1. Rappels de base sur la teneur en chlorures d'une formule de béton
La présence de chlorures dans le béton est particulièrement néfaste pour les armatures
qui peuvent alors se corroder si la teneur en chlorures dépasse un certain seuil.
Les chlorures ont deux provenances durant la durée de vie d'un béton :
• ils sont initialement présents dans le béton (teneur fonction des divers
constituants utilisés et des dosages propres à une formulation de béton)
• ils proviennent du milieu environnant le béton (origine diverses : eau de mer,
embruns, solution de sel fondant utilisée pour le déverglaçage...)
Dans le cas de la prescription des bétons, seuls les chlorures initialement présents dans
les constituants du béton seront pris en compte.
On peut classer les chlorures trois catégories :
• chlorures libres : ensemble des chlorures susceptibles d’être présents dans la
solution interstitielle du béton ;
• chlorures liés : ensemble des chlorures fixés à la matrice cimentaire ;
• chlorures totaux : ensemble des chlorures présents dans le béton (=chlorures
libres + chlorures liés).
Les chlorures libres correspondent aux chlorures qui sont mobilisables pour provoquer la
corrosion des armatures.
La teneur en chlorures d'une formule de béton est exprimée en % de la masse d'ions
chlorure (Cl-) rapportée à la masse de ciment et d'additions prise en compte.
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2. Définition des différentes classes de chlorures
Le tableau ci-dessous, issu de la norme NF EN 206/CN, fixe les seuils de teneurs en ions NF EN 206/CN
chlorure à ne pas dépasser en fonction de l'utilisation du béton. Ces seuils sont fonctions [5.2.8 : tabl. 15]
de la présence /absence d'armatures et de leur nature (aciers passifs ou précontraints).
Nota : il s’agit de teneurs en chlorures totaux dans le béton.
Utilisation du béton Classe de Teneur maximale en
teneur en Cl
chlorures a rapportée à la masse
de ciment b %
Ne contenant ni armatures en acier,
ni pièces métalliques noyées (à Cl 1,0 1,0
l'exception des éléments de levage
résistant à la corrosion).
Contenant des armatures en acier Cl 0,20 0,20
ou des pièces métalliques noyées.
Cl 0,40 c 0,40
Contenant des armatures de Cl 0,10 0,10
précontrainte en acier en contact
direct avec le béton. Cl 0,20 0,20
a Pour un usage spécifique du béton, la classe à utiliser dépend des dispositions en vigueur sur
le lieu d'utilisation du béton.
b Lorsque les additions sont utilisées et sont prises en compte pour le dosage du ciment, la
teneur en chlorures est exprimée comme le pourcentage d’ions chlorure par rapport à la masse
du ciment plus la masse totale des additions considérées.
c Différentes classes de teneur en chlorures peuvent être autorisées pour le béton contenant
des ciments de type CEM III, selon les dispositions en vigueur sur le lieu d’utilisation.
Nota : la teneur maximale en chlorures plus élevée sur bétons formulés avec un ciment CEM III tient compte
du fait que ces ciments contiennent une teneur en chlorures plus élevée pour leur activation et qu’une partie
de ces chlorures est liée.
La norme NF EN 206/CN précise également que le chlorure de calcium et les adjuvants NF EN 206/CN [5.2.8]
à base de chlorures ne doivent pas être ajoutés au béton contenant des armatures en
acier, des armatures de précontrainte en acier ou des pièces métalliques noyées.
Nota : les adjuvants courants titulaires de la marque NF ont généralement une teneur en
chlorures inférieure ou égale à 0,1 %.
La teneur en chlorures d’un constituant est déterminée conformément à la méthode NF EN 206/CN [5.2.8]
d’essai correspondante du constituant.
La teneur en chlorures du béton est déterminée par la somme des contributions des NF EN 206/CN [5.2.8]
constituants suivant les deux méthodes définies dans la norme (avec possibilité de
combiner les deux méthodes).
L'annexe nationale complète le point c du tableau ci-dessus et définit la nouvelle classe NF EN 206/CN [NA.5.2.8]
de chlorures Cl 0,65.
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En conséquence et sauf prescription particulière, les classes de chlorures ainsi définies
pour la France sont :
• Cl 0,20 pour les bétons contenant des armatures de précontrainte en acier ;
• Cl 0,40 pour les bétons contenant des armatures en acier ou des pièces
métalliques noyées ;
• Cl 0,65 pour les bétons contenant des armatures en acier ou des pièces
métalliques noyées et formulés avec des ciments de type CEM III ;
• Cl 1,0 pour les bétons ne contenant ni armature en acier, ni pièces métalliques
noyées.
Le fascicule 65 fait référence à la norme NF EN 206/CN et rajoute une nouvelle classe fasc. 65 [8.1.1.7]
de chlorures dans le cas de bétons précontraints par pré-tension (utilisé
principalement en usine de préfabrication). Cette nouvelle classe est Cl 0,15. Cette
valeur plus stricte est justifiée par le contact direct entre le béton et les aciers de
précontrainte.
Le fascicule 65 précise également la nécessité de fournir un bilan complet de la fasc. 65 [8.1.1.7]
teneur en chlorures du béton distinguant l'apport de tous les constituants. Ce bilan
devra être fourni par l'entreprise, à partir des données transmises par son fournisseur de
béton, lors de sa demande d'agrément d'une formule de béton (rapport d'étude et/ou
PAQ du bétonnier dans le cadre du chantier comprenant au minima la formule avec son
appellation normalisée, les fiches techniques à jour de tous les constituants, le bilan de la
teneur en chlorures...).
Nota : toute modification de dosage ou de constituant sur une formule définie modifie sa teneur
en chlorures. Un nouveau bilan des chlorures est alors nécessaire pour agréer cette nouvelle
formule.
Nota : le fascicule 65 définit les différents types de béton, précontraints, armés ou non armés en fasc. 65 [8.1.1.1]
fonction de la nature des différents aciers qu’il peut comporter.
3. Prescription d'une classe de chlorures
Le choix de la classe de chlorures pour une partie d'ouvrage donnée découlera de la
présence ou non d'aciers dans cette même partie d'ouvrage et de la nature du ciment
utilisé.
Le raisonnement à avoir pour le choix d'une classe de chlorures est simple. On peut le
représenter par le logigramme suivant, correspondant à une prescription selon le
fascicule 65 du CCTG :
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Nota : dans le cas de la pré-tension, le câble de précontrainte est en contact direct avec le béton, d’où
l’abaissement du seuil par rapport à la post-tension.
4. Recommandations pour la DIR CE
4.a) Recommandations découlant des textes
Compte tenu des ouvrages couramment traités par la DIR CE et des parties d'ouvrages
qui en découlent, les principales classes à retenir sont Cl 0,40 (BA), Cl 0,20 (BP en post-
tension) et 0,15 (prétension type PRAD).
Le choix de la classe de chlorure découle directement de l’application des textes, une
fois déterminés le type de béton (BA, BP par pré-tension, BP par post-tension) et le type
de ciment (CEM III ou autre). Il ne donc pas indispensable de la spécifier dans le tableau
des bétons. Il est néanmoins recommandé de le faire pour éviter toute erreur
d’interprétation.
4.b) Autres recommandations
Pour certaines parties d'ouvrage où le CCTP ne précise pas de nature spécifique de
ciment à utiliser, le choix de certaines entreprises pourra donc se porter sur l'utilisation de
ciments de type CEM III. Dans ce cas la classe retenue est la classe Cl 0,65 pour du
béton armé.
Les classes de chlorures sont à préciser dans le tableau des bétons (généralement dans
le chapitre 3 des CCTP rédigés sous la forme issue du logiciel PETRA). NF P 98-430 [4]
Cas des séparateurs et murets coulé en place.
La norme précise que « les barrières de sécurité peuvent se casser sous l'effet d'un choc
violent. Dans ce cas, la présence des fers filants permet d'assurer le maintient en place
des blocs de béton ». L’acier devant rester intègre, ces éléments doivent donc être
considérés comme des éléments en béton armé (Cl 0,40 ou Cl 0,65 selon le ciment
utilisé) du point de vue du risque de corrosion dû aux chlorures apportés par les
constituants du béton.
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 1.3 Prescriptions relatives à l'alcali
réaction
Contenu :
Prescriptions relatives à l'alcali-réaction :
– généralités
– réactivité des granulats
– réactivité des additions siliceuses ou calcaires PRP
– teneur en alcalins d'une formule de béton
– détermination du niveau de prévention
– conditions à vérifier pour valider une composition de béton
– recommandations pour la DIR CE
Bibliographie :
– version 2015 du logiciel PETRA - Élaboration des pièces écrites techniques des DCE pour la
construction d'ouvrages d'art neufs, de la DTecITM.
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. 2014.
– NF EN 206/CN : Béton – Spécifications, performances, production et conformité – Complément national
à la norme NF EN 206. Décembre 2014.
– NF EN 13 369. Règles communes pour les produits préfabriqués en béton. Novembre 2013.
– FD P 18 464. Béton – Dispositions pour prévenir les phénomènes d'alcali-réaction. Avril 2014.
– NF P 18 454. Béton – Réactivité d'une formule de béton vis-à-vis de l'alcali-réaction – Essai de
performance. Décembre 2004.
– FD P 18 456. Béton - Réactivité d'une formule de béton vis-à-vis de l'alcali-réaction - Critères
d'interprétation des résultats de l'essai de performance. Novembre 2004.
– FD P 18 541. Granulats - Guide pour l'élaboration du dossier carrière dans le cadre de la prévention des
désordres liés à l'alcali-réaction. Juin 2015.
– FD P 18 542. Granulats – Critère de qualification des granulats naturels pour béton hydraulique vis-à-vis
de l'alcali-réaction. Juin 2015.
– NF P 18 594. Granulats – Méthodes d'essai de réactivité aux alcali. Juillet 2015.
1. Généralités
La Réaction Alcali-Granulat (RAG) est une pathologie due à une réaction chimique entre les FD P 18 464 [4.1]
alcalins (Na+ et K+) présents dans la solution interstitielle du béton et certaines formes de
silice (dites réactives) contenues dans les granulats, en présence d’eau. Elle se traduit par
la formation d’un gel gonflant à l’interface pâte / granulat, pouvant conduire à l’apparition
d’un maillage de fissures, associé à des exsudations. La ruine de l’ouvrage est à envisager
dans les cas les plus graves.
La norme NF EN 206/CN précise que :
« Lorsque les granulats contiennent des variétés de silice sensibles aux attaques des NF EN 206/CN
[5.2.3.5 et NA.5.2.3.5]
alcalins (Na2O et K2O présents dans le ciment, les sels de déverglaçage ou provenant
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d'autres origines) et que le béton est exposé à l'humidité, des mesures doivent être prises
pour prévenir une réaction alcali-silice délétère en utilisant les dispositions en vigueur sur le
lieu d’utilisation ».
Ces procédures sont décrites dans le NA 5.2.3.5 de la norme NF EN 206/CN, qui renvoie
au FD P 18 464.
Elles reposent essentiellement sur la caractérisation de la réactivité des
granulats et la limitation de la teneur en alcalin des constituants. Le
potentiel de gonflement associé à une composition de béton peut être
évalué au moyen d'essais de performance.
La norme NF EN 13 369 sur les produits préfabriqués renvoie pour la prévention à l'alcali- NF EN 13 369
réaction aux préconisations de la norme NF EN 206-1 (et donc à la NF EN 206/CN). [4.2.1.1]
Le fascicule 65 du CCTG renvoie au FD P 18 464. fasc. 65 [8.1.1.5]
Les bétons concernés par ces spécifications sont à identifier au niveau du tableau des CCTP type
bétons par la caractéristique complémentaire « RAG ». [3.12.2.10 (3)]
2. Réactivité des granulats
Le classement est établi à partir de l'étude de la nature de la roche (selon FD P 18-542) et FD P 18-542 [3]
d'essais de réactivité aux alcalins (selon NF P 18 594 et FD P 18-542). FD P 18 464 [6.3.1.1]
Les granulats peuvent être classés en 3 catégories :
• non réactifs : NR
• potentiellement réactifs : PR
• potentiellement réactif à effet de pessimum : PRP
Les granulats PRP se caractérisent par le fait qu'ils possèdent une teneur en silice réactive
éloignée de la plage de valeurs dites pessimales. Lorsque les granulats contiennent une
proportion de silice éloignée de cette plage, il ne se produit pas d’expansion de type alcali-
réaction dans le béton.
3. Réactivité des additions siliceuses ou calcaires PRP FD P 18 464 [6.3.4]
Ces additions sont qualifiées de non-réactives si elles contiennent moins de 4 % de silice
totale ou si la différence entre la silice totale et le quartz est inférieure à 3 %.
Dans le cas contraire, la réactivité des additions devra être qualifiée conformément au FD P
18 542.
4. Teneur en alcalins d'une formule de béton
Les alcalins ont deux provenances durant la durée de vie d'un béton : FD P 18 464 [6.3.2]
• ils sont initialement présents dans le béton (en fonction des divers constituants
utilisés et des dosages propres à une formulation de béton)
• ils proviennent du milieu environnant (zones de marnage, eaux salines, présence
de sels fondants, embruns...)
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Dans le cas de la prescription des bétons, nous nous intéresserons uniquement aux
alcalins initialement présents dans les constituants du béton.
Seuls sont pris en compte les oxydes suivants au niveau calculatoire : NA2O et K2O.
Le résultat est exprimé en « Na2O équivalent », au moyen de la relation suivante :
% alcalins = %NA2O + 0,658* %K2O ; en kg/m3 de béton.
Les principes de prévention basés sur la maîtrise de la teneur en alcalins consistent à
limiter la quantité moyenne (en tenant compte de la variation de la teneur en alcalins du
ciment) et la quantité maximale d'alcalins présents dans le béton.
Le fascicule 65 du CCTG stipule que « les teneurs en alcalins actifs (cas des granulats
PR, PRP et NQ) […] des constituants des bétons (y compris l’eau de gâchage) fasc. 65 [8.1.2.7]
doivent être communiquées au maître d’œuvre (en même temps que leurs fiches
techniques) ».
5. Détermination du niveau de prévention
La norme NF EN 206/CN renvoie pour la démarche préventive au FD P 18 464. NF EN 206/CN [NA
Le fasc. 65 du CCTG précise que les choix pour la prévention de certains risques (tels que 5.2.3.5]
l'alcali-réaction ou les réactions sulfatiques internes) relèvent du maître d'ouvrage et FD P 18 464 [5]
doivent être définis dans le marché. fasc. 65 [8.1.1]
5.a) Caractérisation de l'ouvrage FD P 18 464 [5.1]
Les ouvrages sont classés en 3 catégories, fonctions du niveau de risque acceptable.
Catégorie I risques d’apparition de désordres faibles ou acceptables :
- la plupart des ouvrages en béton de classe C20/25 ou inférieure
- blocs en béton
- éléments non porteurs situés à l'intérieur de bâtiments
- éléments aisément remplaçables
- ouvrages provisoires
- la plupart des produits préfabriqués non structurels en béton
...
Catégorie II risques d’apparition de désordres peu tolérables :
- la plupart des bâtiments et des ouvrages de Génie Civil
- ponts courants
- petits barrages
- châteaux d’eau
- stations d’épuration
- chaussées en béton
...
Catégorie III risques d’apparition de désordres inacceptables :
- bâtiments réacteurs de centrales nucléaires et tours aéroréfrigérantes
- grands barrages
- tunnels
- ponts ou viaducs exceptionnels
- monuments ou bâtiments de prestige
...
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L'identification des éléments aisément remplaçables est de la responsabilité du maître
d'ouvrage.
5.b) Classes d’exposition FD P 18 464
[5.2, tabl. 2]
Il existe 3 classes d'exposition relatives à la RAG.
XAR1 - intérieurs de bâtiments d'habitation ou de bureaux
- ouvrages protégés contre les sources d'eau, les intempéries et
Environnement sec ou peu les condensations
humide (hygrométrie ≤ 80%) a - dallage sur terre-plein drainé
XAR2 - parties intérieures de bâtiments où l'humidité est élevée
(laveries, réservoirs, piscines…)
Environnement avec - parties extérieures exposées aux intempéries
hygrométrie > 80% sans - parties en contact avec un sol et/ou de l'eau
fondants salins
ou
en contact avec l'eau hors
environnement marin
XAR3 - parties intérieures humides et parties extérieures, exposées
aux fondants salins
Environnement avec - éléments complètement ou partiellement immergés dans l’eau
hygrométrie > 80% et de mer ou éclaboussés par celle-ci
avec fondants salins - éléments exposés à un air chargé en sel (zone côtière)
ou
en environnement marin
a
Certaines pièces de fortes épaisseur (au moins de l’ordre de 50 cm pour une pièce ayant une seule face de
séchage, et de l’ordre de 1 m d’épaisseur pour des pièces ayant deux faces de séchage), situées en
environnement sec ou d’hygrométrie inférieure à 80 %, peuvent garder, selon les conditions d’exposition, une
humidité interne qui amène à les classer en XAR2.
5.c) Niveau de prévention FD P 18 464
[5.3, tabl. 3]
Le niveau de prévention se déduit de la catégorie d'ouvrage et de la classe d'exposition au
moyen du tableau ci-dessous :
classe XAR1 XAR2 et XAR3
catégorie I A A
catégorie II A B
catégorie III C C
6. Conditions à vérifier pour valider une composition de béton FD P 18 464
[6.2.1 à 6.2.3]
Conditions à vérifier en fonction du niveau de prévention :
• niveau de prévention A : pas de précaution spécifique
• niveau de prévention B : réponse positive à l'UNE des 4 conditions décrites ci-
après (6.a) à 6.d))
• niveau de prévention C : niveau maximum de précaution (granulats non-réactifs,
potentiellement réactifs avec effet de pessimum ou potentiellement réactifs avec
étude spécifique).
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6.a) Granulats non réactifs FD P 18 464 [6.3.1.1]
Utilisation de granulats non réactifs au sens du FD P 18 541, du FD P 18-542 et NF P 18
594.
6.b) Critère analytiques
FD P 18 464
Bétons sans additions à base de ciments CEM I, CEM II, CEM III/A ayant moins de 60 % [6.3.2.2.4.1]
de laitier, CEM V ou avec additions ayant des compositions similaires.
Si des données statistiques sur la teneur en alcalins actifs du ciment, des laitiers et des
cendres volantes sont disponibles, on vérifiera les deux règles suivantes :
et Tmax < 3,5 kg/m3
où :
• Tmoy : teneur moyenne effective
• Tmax : teneur maximale effective
• Ai, moy : teneur moyenne en alcalins actifs du constituant i en % massique (avec
pour i : C = ciment ; S = laitier ; V = cendres volantes)
• σi : écart type sur la teneur en alcalins actifs du constituant i en % massique (avec
pour i : C = ciment ; S = laitier ; V = cendres volantes)
• C, S et V : quantités de ciment, laitier et cendres volantes en kg/m3
Les modalités d’obtention des teneurs moyennes par constituant sont définies dans le
tableau 5 du FD P 18 464.
En l'absence de données statistiques :
Tmoy < 3,0 kg/m3 et Tmax < 3,3 kg/m3
Bétons sans additions à base de ciments CEM III/A ayant plus de 60 % de laitier, CEM III/B FD P 18 464
et CEM III/C. [6.3.2.2.4.2]
cas des CEM III/C : amoy (CEM III/C) < 2 %
autres cas : amoy (CEM III/A ou CEM III/B) < 1,1 %
avec : amoy = teneur moyenne en alcalins totaux exprimée en % du poids de ciment
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6.c) Critères de performance FD P 18 464 [6.3.3]
La formule de béton proposée passe avec succès l'essai de performance (NF P 18 454,
interprété selon FD P 18 456 pour les seuils et les durées d'essais).
Nota : à titre d'information, les durées d'essais sont comprises entre 3 et 5 mois selon la nature de !!!
la roche. L'essai peut être prolongé jusqu'à 12 mois en cas d'échec au niveau des critères à 5
mois.
6.d) Granulats PRP FD P 18 464 [6.3.1.2]
Les deux conditions suivantes doivent être remplies. Si tel n'est pas le cas, se reporter aux
autres conditions relatives aux granulats PR (supra : § 5.a, 5b et 5.c).
Condition 1 :
La formulation de béton contient exclusivement des granulats PRP.
Nota. Les granulats PRP ne conduisent pas à un développement de RAG car ils possèdent certains
types de silice (faiblement soluble en milieu alcalin) en teneur optimale. Les utiliser avec d'autres
types de granulats pourrait modifier cette teneur et conduire ainsi au développement d'une RAG.
Condition 2 :
• l’ensemble du mélange granulaire contient plus de 70% de silex (selon FD P 18
543, en effectuant une moyenne pondérée des valeurs obtenues pour chaque
coupure)
ou
• l’expansion d’éprouvettes confectionnées avec les granulats proposés pour la
formulation et soumises à l’essai de performance NF P 18 454 est conforme aux
critères d’expansion fixés dans le FD P 18 456.
7. Recommandations pour la DIR CE
7.a) Recommandations découlant des textes
Les choix retenus en matière de catégorie d'ouvrage, classes d'exposition, niveaux de
préventions et éléments aisément remplaçables, qui relèvent de la responsabilité du Maître
d'Ouvrage, doivent être définis au marché.
Compte tenu de la zone d'action concernée (environnement extérieur, non marin) et du
choix d'ouvrages retenu (ouvrages courants), les préconisations ci-dessous peuvent être
appliquées.
Caractérisation de l'ouvrage
Les ouvrages d'art courants relèvent globalement de la catégorie II. fiche thém. 1.0
– durée d’utilisation de
projet
Les bordures de trottoir et les GBA/DBA relèvent de la catégorie I (éléments
facilement remplaçables).
Les corniches, bien que pouvant être préfabriquées, relèvent de la catégorie II car
elles ne sont en général pas aisément remplaçables et qu'il n'est généralement pas
admissible d'autoriser des chutes de matériaux en dessous de l'ouvrage.
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Catégorie I éléments aisément remplaçables (bordures, GBA, DBA)
Catégorie II autres parties des ouvrages courants (y compris les corniches)
Caractérisation de l'environnement
Les classes d'exposition à retenir sont :
• la classe XAR3 pour les parties d'ouvrages exposées aux projections ou aux
écoulements de saumures (sels de déverglaçage)
• la classe XAR2 pour les autres parties d'ouvrages.
Niveau de prévention
Le niveau de prévention à retenir est :
• le niveau A pour les éléments aisément remplaçables ou soumis à un faible
niveau d'hygrométrie
• le niveau B pour les autres parties des ouvrages courants
Justification vis-à-vis de l'alcali-réaction
La justification vis-à-vis de l'alcali-réaction fait partie du dossier d'étude des bétons et doit
être examinée avant validation de la formule et avant le lancement des épreuves de
convenance. A minima, les éléments suivants doivent être transmis au maître d’œuvre :
• la composition théorique du béton
• les fiches techniques de tous les constituants avec en particulier :
- la réactivité des granulats
- la teneur en alcalins actifs de chaque constituant
- le bilan en alcalins de la formule de béton
• le cas échéant, les résultats d'essais de performance sur béton.
7.b) Autres Recommandations
Sauf cas exceptionnel, confirmé par l’avis d’un spécialiste de la prévention à l’alcali-
réaction, il est fortement déconseillé de prescrire des granulats NR pour des ouvrages
courants n’ayant pas d’enjeux particulier (surprescription).
Dans les rares cas où cette prescription serait justifiée, il est indispensable de vérifier au
préalable la disponibilité des carrières en granulats NR avant d'imposer ce type de
matériau.
La méthode analytique est la plus couramment employée du fait de sa facilité et de
l'absence de délai d'essai.
La méthode performantielle est longue (essai durant de 3 à 12 mois). Elle est à privilégier
lorsque le critère analytique n'est pas concluant pour le ciment proposé dans le cadre du
chantier ou dans le cas d'ouvrages exceptionnels fabriqués avec des granulats non NR.
Les références d'emploi (au sens des Recommandations LCPC de 1994) ne sont plus
considérées comme un critère d’acceptation suffisant.
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 1.4 Prescriptions relatives à la réaction
sulfatique interne
Contenu :
– généralités sur la RSI
– détermination du niveau de prévention
– précautions en fonction du niveau de prévention
– spécifications
– recommandations pour la DIR CE
Bibliographie :
– version 2015 du logiciel PETRA - Élaboration des pièces écrites techniques des DCE pour la construction
d'ouvrages d'art neufs. Cerema Dtec ITM.
– NF EN 13 670 - Exécution des structures en béton - Complément national à la NF EN 13670:2013 (Tirage 2
(2013-04-01)). Février 2013.
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. 2014.
– NF EN 206/CN : Béton – Spécifications, performances, production et conformité – Complément national à la
norme NF EN 206. Décembre 2014.
– NF EN 13 369 - Règles communes pour les produits préfabriqués en béton. Novembre 2013.
– Recommandations pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interne. LCPC. Août 2007.
– Recommandations provisoires. Maîtrise de la durabilité des ouvrages d'art en béton. Application de l'approche
performantielle. LCPC. Mars 2010.
– Recommandations provisoires. Protection et réparation des ouvrages atteints de réactions de gonflement
interne du béton. LCPC. Août 2010. EN COURS DE REVISION.
– NF EN 197-1. Ciment - Partie 1 : composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants.
Avril 2012.
– Référentiel de certification de la marque NF – NF 002. Liants hydrauliques.
1. Généralités sur la réaction sulfatique interne (RSI)
1.a) Description du phénomène
La réaction sulfatique interne (RSI) est provoquée par la formation différée d’ettringite dans un Recom. RSI [2]
matériau cimentaire durci, plusieurs mois voire plusieurs années après la prise du ciment, et sans
apport de sulfate externe. L’ettringite de formation différée concerne uniquement les bétons ayant
subi au jeune âge un échauffement supérieur à 65°C. En effet, au-delà de cette température,
l’ettringite de formation primaire ne se forme pas au cours des réactions d’hydratation du ciment
et/ou est décomposée. Après retour à la température ambiante et en présence d’humidité,
l’ettringite peut se former ou se reformer. Elle est alors susceptible de générer des pressions de
gonflement dans certaines conditions. Ce qui crée des fissures évolutives.
Ce phénomène peut se rencontrer pour deux types de béton :
• les bétons traités thermiquement (désordres déjà constatés sur des traverses de chemin
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de fer).
• les bétons coulés en place dans des pièces critiques qui sont des pièces en béton pour
lesquelles la chaleur dégagée n’est que très partiellement évacuée vers l’extérieur et
conduit à une élévation importante de la température du béton (désordres déjà constatés
sur des chevêtres ou piles de ponts).
Le risque de RSI est particulièrement élevé pour les pièces massives coulées en été.
Il semble aussi que plusieurs paramètres sont indispensables pour amorcer et développer la RSI.
À savoir :
• la température du béton lors de son durcissement,
• la durée de maintien de cette température,
• la teneur en sulfates du ciment,
• la teneur en aluminates du ciment,
• la teneur en alcalins du béton,
• l’eau.
1.b) Contexte normatif
La norme NF EN 206/CN fixe pour le béton des prescriptions de composition qui dépendent des NF EN 206/CN
classes d'exposition auxquelles la structure ou la partie de structure sera soumise pendant sa [ann. NA.F.]
durée d'utilisation. Ces prescriptions sont censées garantir la durabilité de la structure vis-à-vis de
la réaction sulfatique interne. Mais cette norme n'apporte pas de réponse en matière de
prévention de la RSI et les classes d'exposition qu'elle définit ne sont pas adaptées à la prise en
compte de ce risque.
Par contre, la norme NF EN 13670, donne quelques recommandations concernant l'échauffement NF EN 13 670
du béton pendant sa prise. En effet, elle indique que le pic de température du béton dans un [8.5 (13) et NA 8.5 (13)]
élément ne doit pas dépasser 70°C, à moins que des données ne prouvent qu'avec les matériaux
utilisés, des températures supérieures n'ont aucun effet néfaste significatif sur la performance en
service du béton. C’est pourquoi l’annexe NA associée à ce chapitre fait référence aux
recommandations du LCPC.
NF EN 13 369 [4.2.1.4]
Dans le domaine de la préfabrication, la norme NF EN 13 369 prend en compte la RSI et fournit
des recommandations en fonction de l'environnement (niveau d’humidité) reposant :
• soit sur la température maximale du traitement thermique
• soit une expérience de durabilité du béton
• soit sur une teneur limite en sulfates du ciment et en alcalins du béton.
Le guide technique du LCPC « Recommandations pour la prévention des désordres dus à la
réaction sulfatique interne » concerne les ouvrages de génie-civil et les bâtiments comportant des
éléments de dimensions importantes en contact avec l'eau ou soumis à une ambiance humide.
Ces recommandations fixent le niveau de prévention à atteindre en fonction de la catégorie de
l'ouvrage (ou la partie d'ouvrage) et des conditions d'environnement auxquelles il (elle) est
soumis(e). A chacun de ces niveaux de prévention, sont associées des précautions à appliquer et
des vérifications à effectuer. Les recommandations présentent également des dispositions
constructives à adopter.
Dans l'état actuel de nos connaissances, peu de résultats de recherche ayant été publiés sur le
sujet du traitement des ouvrages atteints de RSI et aucune solution de traitement n'ayant été
proposée pour bloquer l'évolution de cette réaction au sein des ouvrages, une démarche
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préventive s'avère donc indispensable pour éviter l'apparition et le développement de cette guide protec. et répar.
réaction dans les ouvrages à construire. OA atteints de RGIB
Les recommandations de ce guide viennent en complément des règles de l'art habituelles qui
assurent à la fois la qualité du béton et sa durabilité au sein des structures.
Le guide technique LCPC « Maîtrise de la durabilité des ouvrages d'art en béton – application de
l'approche performantielle » de 2010 propose pour chaque partie d’ouvrage, des classes Recom. ap. perf.
d’expositions et niveaux de prévention associés à cette pathologie. [ann. III]
Le fascicule 65 fait référence à l’application de ces guides et apporte quelques précisions vis-à-
vis de la RSI, comme :
• les références à apporter lors d’épreuves d’étude afin de vérifier les dispositions à
prendre par rapport à d’éventuelles pièces critiques,
• des prescriptions relatives aux traitements thermiques pour les éléments préfabriqués et
aux cycles de température à respecter,
• des règles à respecter lors de bétonnages par temps chaud.
La version 2015 du logiciel PETRA intègre des compléments à tous ces guides suite à l'évolution
des connaissances dans le domaine de la RSI et à la validation technique du nouveau fascicule
65.
2. Détermination du niveau de prévention
Pour les ouvrages d'art, la démarche consiste à identifier les parties d'ouvrages susceptibles de Recom. RSI [3]
développer des désordres dus à la RSI et que l'on nomme « pièces critiques ». Pour cela on
effectue un croisement entre, d'une part la catégorie dans laquelle se trouve l'ouvrage (ou la
partie d'ouvrage) définie en fonction du niveau de risque que l'on est prêt à accepter, et d'autre
part les actions environnementales auxquelles est soumise la partie d'ouvrage pendant sa durée
de vie.
Ce croisement permet de définir pour ces parties d'ouvrage un niveau de prévention qui
détermine alors les précautions à appliquer. Ces précautions reposent de façon importante sur la
limitation de la température maximale atteinte au cœur des parties d'ouvrage lors du
durcissement du béton et sur le choix d'une formulation adéquate du béton.
2.a) Catégorie de l'ouvrage ou de la partie d'ouvrage Recom. RSI [2]
On classe les ouvrages (ou parties d'ouvrage) en 3 catégories selon le niveau de risque de RSI
que l'on est prêt à accepter. Ce choix est de la responsabilité du Maître d'Ouvrage.
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- ouvrages en béton de classe de résistance inférieure à C16/20 Recom. RSI [2]
Catégorie I - éléments non porteurs des bâtiments
- éléments aisément remplaçables
- ouvrages provisoires
- la plupart des produits préfabriqués non structurels
- les éléments porteurs de la plupart des bâtiments et les ouvrages de génie civil
Catégorie II (dont les ponts courants)
- la plupart des produits préfabriqués structurels (y compris les canalisations sous
pression)
- bâtiments réacteurs de centrales nucléaires et aéroréfrigérants
- barrages
Catégorie III - tunnels
- ponts et viaducs exceptionnels
- monuments et bâtiments de prestige
- traverses de chemin de fer
Généralement les ouvrages d'art courants relèvent de la catégorie II. Les bordures de trottoir et fiche thém. 1.0
– durée d’utilisation de
les GBA/DBA relèvent de la catégorie I (éléments facilement remplaçables). projet
Pour le cas particulier des corniches, qu'elles soient préfabriquées ou non, elles sont à considérer
comme des pièces structurelles et relèvent de la catégorie II, car elles ne sont en général pas
aisément remplaçables et qu’il n’est généralement pas admissible d’autoriser des chutes de
matériaux en dessous de l’ouvrage.
2.b) Classe d'exposition vis-à-vis de la RSI Recom. RSI [2]
Une fois définie la catégorie de l'ouvrage (ou la partie d'ouvrage), on fixe une classe d'exposition
par partie d'ouvrage.
La norme NF EN 206/CN ne définissant pas de classe d'exposition adaptée à la RSI, trois classes
complémentaires XH1, XH2 et XH3 sont introduites en application du guide technique du LCPC
sur la RSI. Pour une partie d'ouvrage donnée, les spécifications issues de ce même guide devront
être prises en compte en complément de celles imposées par la norme NF EN 206/CN.
Cette classification n’impacte pas le dimensionnement des enrobages.
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Désignation de la Description de Exemples informatifs illustrant le choix des classes Recom. RSI
[2 : tabl. II]
classe l’environnement d’exposition
d’exposition
Partie d’ouvrage située à l’intérieur de bâtiment où le
taux d’humidité de l’air ambiant est faible ou moyen.
XH1 Sec ou humidité modérée
Partie d’ouvrage en béton située à l’extérieur et abritée
de la pluie.
Partie d’ouvrage en béton située à l’intérieur de
bâtiment où le taux d’humidité de l’air ambiant est
élevé.
Alternance d’humidité et de Partie d’ouvrage en béton non protégée par un
XH2 séchage, humidité élevée revêtement et soumise aux intempéries, sans
stagnation d’eau à la surface.
Partie d’ouvrage en béton non protégée par un
revêtement et soumise à des condensations
fréquentes.
Partie d’ouvrage en béton submergée en permanence
En contact durable avec dans l’eau.
l’eau :
XH3 immersion permanente, Éléments de structures marines.
stagnation d’eau à la surface,
zone de marnage Un grand nombre de fondations.
Partie d’ouvrage en béton régulièrement exposée à
des projections d’eau.
2.c) Niveau de prévention
Recom. RSI
A l’issue du choix de la catégorie de l’ouvrage (ou de la partie d'ouvrage) et du choix de la classe [2 : tabl. III]
d'exposition propre à une partie d'ouvrage, le niveau de prévention qui en découle est défini par le
tableau suivant :
XH1 XH2 XH3
catégorie I As As As
catégorie II As Bs Cs
catégorie III As Cs Ds
Le logiciel PETRA propose directement, pour une partie d'ouvrage définie, le niveau de
CCTP type
prévention qui découle des choix précédents (catégorie de l'ouvrage et classe d'exposition).
3. Précautions en fonction des niveaux de prévention Recom. RSI [3]
A chacun de ces 4 niveaux de prévention (As, Bs, Cs et Ds) correspond un type de précaution à
appliquer.
Un même ouvrage peut retenir plusieurs niveaux suivant la partie d'ouvrage considérée et la
classe d'exposition qui lui est associée.
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Les deux guides du LCPC, « Recommandations pour la prévention des désordres dus à la
réaction sulfatique interne », et « Maîtrise de la durabilité des ouvrages d'art en béton –
application de l'approche performantielle » définissent des précautions à appliquer selon
le niveau de prévention retenu. L'évolution des connaissances en matière de RSI se faisant !!!
rapidement, les précautions issues de ces documents sont dorénavant devenues
incomplètes voir obsolètes.
Dans l’attente de la publication de la révision des Recommandations pour la prévention
des désordres dus à la réaction sulfatique interne, c’est donc volontairement que nous
n'évoquerons pas ces précautions et que nous afficherons seulement, dans le paragraphe
Spécifications ci-après, celles issues de la version 2015 du logiciel PETRA, seul document
à jour à la date de rédaction de ce présent document.
4. Spécifications
4.a) Spécifications en termes de Provenance, Qualité et Préparation des matériaux
Les spécifications suivantes sont extraites du « chapitre 3 - provenance, qualité et préparation CCTP type
des matériaux » de la version 2015 du logiciel PETRA.
4.a.1) Constituants des mortiers et bétons – le ciment
Réaction sulfatique interne RSI
« Conformément aux indications du document intitulé «Recommandations sur la prévention des désordres CCTP type
dus à la RSI» édité par le LCPC en août 2007, en cas d’élévation de température excessive et en fonction du [3.12.6.4.3]
niveau de prévention retenu pour l’ouvrage ou la partie de l’ouvrage, le titulaire peut être amené à utiliser des
ciments particuliers ».
Dispositions particulières relatives à la durabilité vis-à-vis du gel G et G+S
Il peut arriver quelques fois que certaines prescriptions ne soient pas compatibles entre
elles. C'est le cas des bétons résistant au gel et aux sels de déverglaçage (G+S) et de la RSI. Il
pourra être nécessaire dans ce cas de faire des choix. Privilégier le critère G+S qui demande !!!
généralement un fort dosage en ciment, ou privilégier la prévention vis-à-vis de la RSI en utilisant
certains ciments ou des dosages plus faibles mais qui ne sont pas compatibles avec les
recommandations G+S.
C'est pourquoi le fascicule 65 intègre, dans une certaine limite, la possibilité de diminuer le
dosage en ciment de certains bétons G+S sous réserve que le titulaire justifie au moyen d'essais !!!
performantiels adaptés.
Une fois le choix fait lors de la rédaction du marché, il sera important de s'y tenir en phase travaux
lors de l'acceptation du dossier béton de l'entreprise. Une modification de formule par rapport au
marché est souvent accompagnée d'un prix nouveau ou d'une plus-value par les entreprises.
Suivant les volumes, l'impact financier peut alors être conséquent.
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« Le ciment et son dosage doivent respecter les caractéristiques suivantes :
CCTP type
Caractéristiques Béton G Béton G+S [3.12.6.4.4]
Type et classe CEM I ou CEM II/A et B CEM I PM ou ES ou
sauf cendres volantes CEM II/A (S, D) PM ou ES
42,5 N – 42,5 R et supérieure 42,5 N – 42,5 R et supérieure
Dosage minimal pour
un béton armé ou 385 kg/m3 385 kg/m3
précontraint 0/20
Pour ces bétons, le titulaire peut réduire les dosages en liant équivalent en dessous de 385 kg/m3, dans la
limite de 350 kg/m3 pour la classe XF3 et de 370 kg/m3 pour la classe XF4, sous réserve de justifier la
résistance au gel interne par l'essai pertinent des normes NF P18-424 ou NF P18-425, selon le degré de
saturation en eau du béton. Le titulaire doit également justifier la résistance à l’écaillage par l’essai défini dans
la norme XP P 18-420 en cas de gel en présence de sels de déverglaçage.
[Nota : dans la logique du fasc. 65 (2014), un béton G est forcément aussi XF3 et un béton G+S est forcément
XF4 ; attention au fait que la réciproque n’est pas vraie].
Les fines des sables et des sables de correction granulaire passant au tamis de 0,063 mm ne peuvent pas fiche thém. 1.10
être comptabilisées dans le ciment. - ciments
° Pour réduire les risques de réaction sulfatique en présence de sels de déverglaçage dont la teneur en
sulfates solubles est supérieure à 3 %, le titulaire doit utiliser des ciments PM ou ES au sens des normes NF
P 15-317 et NF P 15-319, ou des ciments SR au sens de la norme NF EN 197-1 et titulaires de la marque NF-
Liants hydrauliques.
°° Le titulaire doit limiter la microfissuration superficielle du béton, et de ce fait, la pénétration des chlorures,
en utilisant des ciments peu exothermiques, en particulier pour la réalisation des pièces massives. L'utilisation
des ciments de la classe de résistance à court terme R est donc déconseillée. »
4.a.2) Étude des bétons – Dispositions particulières liées à la RSI
Généralités
« Dans le cadre des épreuves d'étude, le titulaire doit démontrer que la température maximale susceptible CCTP type
d’être atteinte par le béton de toutes les parties d'ouvrage - compte tenu du planning de réalisation, du [3.12.8.2]
programme de bétonnage et des éventuelles dispositions particulières proposées par le titulaire - respecte la
température maximale fixée dans le document intitulé «Recommandations sur la prévention des désordres
dus à la réaction sulfatique interne» édité par le LCPC en août 2007.
Par dérogation au document intitulé «Recommandations sur la prévention des désordres dus à la réaction
sulfatique interne» édité par le LCPC en août 2007, la mention "ES" désigne soit un ciment ES au sens de la
norme NF P 15-319, soit un ciment SR au sens de la norme NF EN 197-1 et titulaire de la marque NF-Liants
hydrauliques.
Si la température maximale donnée par la méthode simplifiée constituant l'annexe IV de ce document excède
le seuil fixé pour le niveau de prévention requis et rappelé ci-dessous, une étude plus précise doit être
entreprise par le titulaire, à ses frais, pour valider la formule proposée et pour définir la température maximale
du béton à la livraison. »
Température maximale pour le niveau de prévention As
Attention, dans le guide LCPC « Application de l’Approche Performantielle », il est écrit : Recom. RSI [3.1]
« La température Tmax susceptible d'être atteinte au sein de l'ouvrage doit rester inférieure à 85°C.
Dans le cas d'un traitement thermique maîtrisé* : un dépassement de la température Tmax = 85°C est
autorisé jusqu’à 90°C, à condition que la durée pendant laquelle la température dépasse 85°C soit limitée à 4
heures.
* Le traitement thermique maîtrisé peut être réalisé en usine de préfabrication ou dans des installations
adéquates sur chantier. »
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Température maximale pour le niveau de prévention Bs CCTP type
[3.12.8.2]
« Pour le niveau de prévention Bs, la température maximale dans le béton doit, d'une manière générale,
rester inférieure à 75°C. Si cette condition ne peut être respectée, elle doit obligatoirement rester inférieure à fiche thém. 1.10
85°C et au moins une des six conditions suivantes doit être respectée : - ciments
- le traitement thermique est maîtrisé, la durée de maintien de la température du béton au-delà de 75°C ne
doit pas excéder 4 heures et les alcalins équivalents actifs du béton doivent être en quantité inférieure à 3
kg/m3 (la durée de maintien est définie comme la période pendant laquelle la température est supérieure à
75°C) ;
- pour les éléments préfabriqués, le ciment utilisé est conforme à la norme NF P15-319 (ES) avec, dans le
cas des CEM I et CEM II/A, une limitation à 3 kg/m3 de la teneur en alcalins équivalents actifs du béton ;
- pour les bétons de pièces critiques coulées en place, utilisation d’un ciment conforme à la norme NF P15-
319 (ES) excepté les ciments CEM I, CEM II/A-L et CEM II/A-LL ;
- le ciment utilisé est un ciment non conforme à la norme NF P 15-319 (ES) de type CEM II/B-V, CEM II/B-S,
CEM II/B-Q, CEM II/B-M (S-V), CEM III/A ou CEM V, dont la teneur en SO 3 n'excède pas 3% et qui est
fabriqué à partir d’un clinker dont la teneur en C3A n'excède pas 8% ;
- le ciment, un CEM I, est utilisé en combinaison avec des cendres volantes conformes à la norme NF EN
450-1, de laitiers de haut fourneau moulus conformes à la norme NF EN 15167-1, ou encore de
pouzzolanes naturelles calcinées. La proportion d’addition doit être d’au moins 20 % sous réserve de
respecter les exigences des normes, en particulier la norme NF EN 206/CN. Les teneurs en C3A (rapportée
au ciment) et en S03 sont respectivement inférieures ou égales à 8% et 3% ;
- vérification de la durabilité du béton vis-à-vis de la réaction sulfatique interne à l’aide de l’essai de
performance décrit dans les recommandations et par la satisfaction aux critères décisionnels. »
Température maximale pour le niveau de prévention Cs CCTP type
[3.12.8.2]
« Pour le niveau de prévention Cs, la température maximale dans le béton doit, d'une manière générale,
rester inférieure à 70°C. Si cette condition ne peut être respectée, elle doit obligatoirement rester inférieure à fiche thém. 1.10
80°C et au moins une des six conditions suivantes doit être respectée : - ciments
- le traitement thermique est maîtrisé, la durée de maintien de la température du béton au-delà de 70°C ne
doit pas excéder 4 heures et les alcalins équivalents actifs du béton doivent être en quantité inférieure à 3
kg/m3 (la durée de maintien est définie comme la période pendant laquelle la température est supérieure à
70°C) ;
- pour les éléments préfabriqués, le ciment utilisé est conforme à la norme NF P15-319 (ES) avec, dans le
cas des CEM I et CEM II/A, une limitation à 3 kg/m3 de la teneur en alcalins équivalents actifs du béton ;
- pour les bétons de pièces critiques coulées en place, utilisation d’un ciment conforme à la norme NF P15-
319 (ES) excepté les ciments CEM I, CEM II/A-L et CEM II/A-LL ;
- le ciment utilisé est un ciment non conforme à la norme NF P 15-319 (ES) de type CEM II/B-V, CEM II/B-S,
CEM II/B-Q, CEM II/B-M (S-V), CEM III/A ou CEM V, dont la teneur en SO 3 n'excède pas 3% et qui est
fabriqué à partir d’un clinker dont la teneur en C3A n'excède pas 8% ;
- le ciment, un CEM I, est utilisé en combinaison avec des cendres volantes conformes à la norme NF EN
450-1, de laitiers de haut fourneau moulus conformes à la norme NF EN 15167-1, ou encore de
pouzzolanes naturelles calcinées. La proportion d’addition doit être d’au moins 20% sous réserve de
respecter les exigences des normes, en particulier la norme NF EN 206/CN. Les teneurs en C3A
(rapportées au ciment) et en S03 sont respectivement inférieures ou égales à 8% et 3% ;
- vérification de la durabilité du béton vis-à-vis de la réaction sulfatique interne à l’aide de l’essai de
performance décrit dans les recommandations et par la satisfaction aux critères décisionnels.».
Température maximale pour le niveau de prévention Ds CCTP type
[3.12.8.2]
« Pour le niveau de prévention Ds, la température maximale dans le béton doit, d'une manière générale,
rester inférieure à 65°C. Si cette condition ne peut être respectée, elle doit obligatoirement rester inférieure à
75°C mais dans ce cas, le ciment doit être conforme à la norme NF P15-319 (ES) avec, dans le cas des CEM
I et CEM II/A, une limitation à 3 kg/m3 de la teneur en alcalins équivalents actifs du béton et la formulation du
béton doit être obligatoirement validée par un laboratoire indépendant expert en réaction sulfatique interne et
remplir les conditions suivantes : fiche thém. 1.10
- pour les éléments préfabriqués, le ciment utilisé est conforme à la norme NF P15-319 (ES) avec, dans le - ciments
cas des CEM I et CEM II/A, une limitation à 3 kg/m3 de la teneur en alcalins équivalents actifs du béton ;
- pour les bétons de pièces critiques coulées en place, utilisation d’un ciment conforme à la norme NF P15-
319 (ES) excepté les ciments CEM I, CEM II/A-L et CEM II/A-LL. ».
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Ce texte pourra être adapté en fonction du (des) niveau(x) de prévention retenu(s). Si par
exemple l'ouvrage considéré ne retient pas le niveau Bs, le chapitre ci-avant « Température
maximale pour le niveau de prévention Bs » ne sera pas utile dans le marché.
4.b) Spécifications en termes d'exécution des travaux
CCTP type
Les spécifications suivantes sont extraites du « chapitre 4 – Exécution des travaux » de la version
2015 du logiciel PETRA.
4.b.1) Bétonnage sous conditions climatiques extrêmes
Bétonnage par temps chaud
CCTP type
« L’effet nocif de certains facteurs atmosphériques (vent, ensoleillement, hygrométrie basse, etc…) est [4.16.2.2]
considérablement accru par temps chaud. Ces facteurs peuvent notamment compromettre l’obtention des
résistances requises, augmenter le retrait, provoquer des fissurations superficielles nuisibles à l’aspect et à la
durabilité du béton. En l’absence de choix d’un liant approprié (faibles teneurs en sulfates, aluminate fiche thém. 6.2
tricalcique et alcalins), l’atteinte de températures dans le béton supérieures ou égales à +65°C accroît les - cure, temps
risques de développement de réactions sulfatiques internes. chaud/froid
Dans le cas où le programme d’exécution des travaux prévoit des bétonnages de parties d’ouvrage à des
périodes où la température ambiante mesurée sur chantier est susceptible de dépasser durablement 30 °C, le
titulaire soumet à l’acceptation du maître d’oeuvre les dispositions qu’il propose pour limiter la température
maximale du béton frais en complément de celles qui résultent du sous-article "Cure" du présent article du
présent CCTP (la note du 8.5.4.2 du fascicule 65 du CCTG donne quelques dispositions envisageables).
L’efficacité des dispositions adoptées doit être contrôlée au moyen d’enregistrement de la température au sein
du béton.
En l’absence de telles dispositions, la température du béton au moment de sa mise en œuvre doit être
inférieure à 32 °C et à la valeur limite nécessaire à la prévention de la réaction sulfatique interne.
De même, des dispositions particulières telles que l'emploi de circuits de refroidissement dans la masse du
béton, peuvent être nécessaires, quel que soit le temps, pour du béton exécuté en grande masse, en raison
du risque de fissuration due aux gradients thermiques. »
5. Recommandations pour la DIR CE
5.a) Recommandations découlant des textes
La définition des catégories d'ouvrage, classes d'exposition, niveaux de préventions et éléments
aisément remplaçables (§ 2 à 4), qui relève de la responsabilité du Maître d'Ouvrage, doivent être
définis au marché par partie d'ouvrage.
Compte tenu de la zone d'action concernée (environnement extérieur, non marin) et du choix
d'ouvrages retenu (ouvrages courants), les préconisations ci-dessous peuvent être appliquées.
Caractérisation de l'ouvrage
Les ouvrages d'art courants relèvent de la catégorie II.
Les bordures de trottoir et les GBA / DBA relèvent de la catégorie I (éléments facilement fiche thém. 1.0
remplaçables). – durée d’utilisation de
projet
Les corniches, bien que pouvant être préfabriquées, relèvent de la catégorie II car elles ne
sont en général pas aisément remplaçables et qu'il n'est généralement pas admissible
d'autoriser des chutes de matériaux en dessous de l'ouvrage.
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Catégorie I éléments aisément remplaçables
(bordures, GBA, DBA, écrans acoustiques)
Catégorie II autres parties des ouvrages courants (y compris les corniches)
Deux types de bétons sont concernés :
- les bétons traités thermiquement
- les bétons coulés en place dans des pièces critiques : pièces en béton pour lesquelles la
chaleur dégagée n'est que très partiellement évacuée vers l'extérieur et conduit à une élévation !!!
importante de la température du béton.
Les pièces concernées peuvent être soit des pièces massives (massif de fondation, chevêtre,
tablier de forte épaisseur...), soit des pièces coulées à l'intérieur d'une enceinte thermiquement
isolée.
Les pièces d'épaisseur inférieure à 0,25 m coulées en place ne sont généralement pas Recom. RSI [ann. IV]
concernées par ce phénomène.
Il est recommandé de prescrire au marché la catégorie d’ouvraqe et la classe d’exposition
spécifique XH associées à l’ensemble des parties d’ouvrages du projet, à l’exception de celles qui
de manière évidente ne sont pas concernées par la RSI.
Il est de la responsabilité de l’entreprise d'identifier toutes les pièces critiques du projet
lors des études d’exécution.
Caractérisation de l'environnement
Toutes les classes d'exposition sont à retenir (XH1 à XH3), étant donné que les parties
d'ouvrages peuvent être soumises à différentes conditions d'humidité (différents niveaux
d'humidité avec alternance de séchage voir zones de marnage).
Niveau de prévention
Les niveaux de prévention à retenir sont :
• le niveau As pour les éléments aisément remplaçables
• les niveaux Bs et Cs pour les autres parties des ouvrages courants en fonction de
l'humidité considérée de la partie d'ouvrage.
Le niveau Ds étant exclusivement réservé aux ouvrages de catégorie III (exceptionnels), il ne
s'agit pas d'ouvrages courants.
Le tableau XVI des Recommandations Provisoires sur l’approche performantielle, présenté ci-
après, permet de connaître rapidement le niveau de prévention à respecter en fonction de la Recom. ap. perf.
partie d'ouvrage pour un niveau de prévention donné. [ann. III]
Justification vis-à-vis de la réaction sulfatique interne
La justification vis-à-vis de la réaction sulfatique interne fait partie du dossier d'étude des bétons
et doit être examinée avant validation de la formule et avant le lancement des épreuves de
convenance.
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A minima, les éléments suivants doivent être transmis au maître d’œuvre :
- la composition théorique du béton
- les fiches techniques à jour de tous les constituants avec en particulier :
- la résistance en compression à 2 et 28 jours du ciment
- la chaleur d'hydratation à 41 heures du ciment
- l'épaisseur de la pièce si supérieure à 0,25 m (généralement l'épaisseur de la pièce est sa plus
petite dimension – direction préférentielle pour ses déperditions thermiques)
- l'estimation des températures atteintes dans les structures à construire (pour les pièces critiques
essentiellement) sur la base de l'approche prédictive (annexe IV du guide technique du LCPC
« Recommandations pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interne » d'août
2007).
5.b) Autres Recommandations
Pour certaines parties d'ouvrage considérées comme critiques, la méthode analytique sur
la base de l'approche prédictive issue du guide est à privilégier. Elle est simple, rapide et
permet d'avoir une idée du niveau de température maximale atteint dans une pièce en fonction de
la température extérieure au moment du bétonnage. Attention néanmoins lors de son application
au fait que la méthode est essentiellement adaptée aux ciments de type CEM I. En particulier, le
calcul est très défavorable aux ciments de type CEM III.
La réalisation d’un essai quasi-adiabatique peut également permettre de justifier facilement la
température maximale atteinte par le béton.
Un élément témoin représentatif, servant au suivi de l'évolution des températures, peut être
imposé au marché lors des essais de convenance. Seules les formules de béton pour des pièces
« critiques » peuvent être concernées par de tels essais.
Pendant la phase de chantier, d'autres mesures de température peuvent être imposées au titre du
contrôle intérieur de l'entreprise afin de s'assurer que la température maximale atteinte dans une
partie d'ouvrage donnée ne dépasse pas les seuils limites fixés par le niveau de prévention choisi
ou si c'est le cas, pendant combien de temps.
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Recom. ap. perf.
[ann. III]
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 1.5 Prescriptions relatives au gel/dégel
Contenu :
– généralités
– définitions
– classes d'exposition et spécifications complémentaires
– prise en compte du type de béton
– essais de caractérisation
– critères d'acceptation des résultats d'essai
– traitement thermique
– recommandations pour la DIR CE
Bibliographie :
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. 2014.
– NF EN 206/CN : Béton – Spécifications, performances, production et conformité – Complément national à la
norme NF EN 206. Décembre 2014.
– FD P 18 326. Béton – zones de gel en France. Novembre 2004.
– carte de salage. DIR CE. Septembre 2010.
– Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel. LCPC. Décembre 2003.EN COURS DE
REVISION.
– Recommandations provisoires. Maîtrise de la durabilité des ouvrages d'art en béton. Application de l'approche
performantielle. LCPC. Mars 2010.
– NF EN 12 350-7. Essais pour béton frais – partie 7 : teneur en air – méthode de la compressibilité. Avril 2012.
– ASTM C 457-98. Détermination au microscope des vides d'air et des paramètres du réseau de vides d'air dans
le béton durci, Partie 2 – méthode modifiée de comptage par point. 1998.
– NF P 18 424. Béton – Essai de gel sur béton durci – Gel dans l'eau – Dégel dans l'eau. Mai 2008.
– NF P 18 425. Béton – Essai de gel sur béton durci – Gel dans l'air – Dégel dans l'eau. Mai 2008.
– XP P 18 420. Béton – Essai d'écaillage des surfaces de béton durci exposées au gel en présence d'une
solution saline. Mai 2012.
1. Généralités
Les bétons soumis à des cycles de gel/dégel peuvent subir des dégradations de deux types :
• le gel interne, qui se traduit par un gonflement et une micro-fissuration dans la masse du Recom. gel [1]
béton
• l’écaillage, qui correspond à un mode de dégradation de la surface se produisant en
fiche thém. 1.1
présence de sels de déverglaçage. – classes exposition
Les principaux paramètres intervenant dans ces dégradations sont :
• la nature et le dosage des constituants
• la structure du réseau poreux contenu dans la matrice cimentaire
• les conditions climatiques (gel) et environnementales (humidité, sels de déverglaçage...).
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La prévention des désordres liés aux cycles de gel/dégel avec ou sans sels de déverglaçage est
régie par les textes suivants :
• la norme NF EN 206/CN. Cette norme, qui traite des bétons de structure ayant une
durée de vie de 50 ans, définit :
– les classes d'exposition XF,
– les spécifications limites associées (teneur en liant, rapport Eeff/Leq, additions...),
– les modalités de prescription d'adjuvant entraîneur d'air pour les bétons XF2 à XF4
(hors BHP).
• le fascicule 65 du CCTG. Il complète la norme en intégrant les spécificités propres aux
ouvrages d'art (exigences plus élevées, associées à des durées de vie de 100 ans au
lieu de 50 ans).
• les Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel. Ces
Recommandations, qui complètent la norme NF EN 206/CN et le fascicule 65 du CCTG,
défissent :
– les spécifications complémentaires G (dégradation au gel) et G+S (dégradation au
gel en présence de sels de déverglaçage),
– les dosages limites associés,
– les prescriptions complémentaires sur les constituants (nature des granulats,
ciments, additions...),
– le contenu des épreuves d'étude, de convenance et de contrôle,
– les essais de performance et les seuils d'interprétation associés,
– les spécificités liées à des modes particuliers de mise en place (béton coulé en
place, démoulage immédiat, coffrage glissant, béton projeté),
– les dérogations liées à l'utilisation de bétons à hautes performances.
• les recommandations provisoires sur l'approche performantielle, qui intègrent l'utilisation
des ciments CEM III pour les bétons G.
Pour des bétons ordinaires, la prévention au gel interne passe par l’incorporation d’un volume
d’air suffisant par rapport au volume de pâte, sous forme de petites bulles. La teneur en air occlus
n’est donc pas en soit un critère suffisant, la protection au gel dépendant du ratio teneur en air /
volume de pâte.
Cette incorporation d’air se traduit par une diminution de la résistance en compression et une
augmentation du risque de corrosion des armatures, d’où l’importance de ne prescrire des
classes XF que dans les cas où le risque de dégradation par le gel est réel.
La prescription de ces classes d'exposition / spécifications complémentaires dans le
marché a des implications sur :
• la formulation du béton (dosage et nature des constituants)
• les enrobages
• les modalités de mise en œuvre
• les programmes d'étude/de convenance et de contrôle !!!
• les essais de caractérisation
• les délais de la phase préparatoire
• la prévention de la réaction sulfatique interne.
Les préconisations présentées dans la présente fiche concernent la durabilité du béton
durci. Elles ne se substituent pas aux précautions à prendre lors des bétonnages en !!!
conditions hivernales.
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2. Quelques définitions
2.a) Niveau de gel
Le FD P 18 326 définit 3 niveaux de gel pour la France, repris dans le fascicule 65 du CCTG :
• gel sévère : plus de 10 jours par an avec des températures < - 10°C
• gel faible : moins de 3 jours par an avec des températures < - 5°C
• gel modéré : entre faible et sévère.
Il fournit également une carte de gel et une classification des zones de gel pour chaque
département avec une entrée par canton et par altitude.
FD P 18 326 [3,4]
NF EN 206/CN
[fig. NA. 2]
2.b) Degré de saturation en eau Recom. gel
[2 : généralités]
Les textes en vigueur définissent deux degrés de saturation en eau :
• modéré :
surfaces verticales de béton exposées à la pluie et au gel ou bien au gel et à l'air véhiculant des
sels de déverglaçage ou des brouillards salins.
• fort :
✔ surfaces sensiblement horizontales de béton exposées à la pluie et au gel avec ou
sans sels de déverglaçage,
✔ surfaces verticales de béton exposées au gel et directement soumises aux
projections de sels de déverglaçage.
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En cas de réalisation d'un essai de durabilité au gel interne en enceinte climatique, le choix de la
fiche thém. 1.5
norme d'essai à utiliser (NF P 18 424 ou NF P 18 425) sera fonction du degré de saturation - gel [5]
retenu. Cet essai est rarement pratiqué, la vérification de la résistance au gel interne étant
habituellement effectuée par la détermination du facteur d'espacement. Il est utilisé
principalement dans le cas des bétons à haute performance réalisés sans entraîneur d'air ou
dans le cas des bétons projetés, ce qui sort du cadre du présent guide.
2.c) Niveau de salage Recom. gel [2.1]
NF EN 206/CN
Les recommandations du SETRA pour les itinéraires structurants ont permis d'établir la carte ci- [fig. NA.3]
dessous, associée à 4 niveaux de salage :
• H1 : salage peu fréquent (n < 10)
• H2 : salage fréquent (10 ≤ n < 30)
• H3 – H4 : salage très fréquent (n ≥ 30)
avec n = nombre de jours de salage par an.
Les niveaux de salage H3 et H4 conduisent aux mêmes prescriptions.
La pratique la plus pertinente consiste à prendre en compte le niveau de salage réellement
pratiqué sur les itinéraires concernés.
La classification de la zone de salage est à indiquer au marché.
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3. Classes d’exposition et spécifications complémentaires
Ce chapitre présente une synthèse des documents prescriptifs relatifs aux classes d’exposition et !!!
spécifications complémentaires en liaison avec la durabilité au gel et au sel.
3.a) norme NF EN 206/CN
NF EN 206/CN
[NA.4.1.6]
La norme NF EN 206/CN définit 4 classes d'exposition relatives au gel et aux sels :
• exposition au gel : XF1 et XF3 fiche thém. 1.1
• exposition au gel et au sel : XF2 et XF4.
Aucun salage Salage peu Salage Fréquent Salage très
fréquent fréquent
Gel faible ou
XF1 XF1 XF2 XF2 ou XF4a
modéré
Gel sévère XF3 XF3 XF4 XF4
a
concerne uniquement les chaussées béton et les éléments d'ouvrages d'art très exposés, qui doivent
obligatoirement être classés en XF4
Nota :
– la norme NF EN 206/CN ne distingue pas les zones de gel faible et de gel modéré.
– les éléments très exposés aux risques d’écaillage sont les éléments saturés en eau et soumis NF EN 206/CN
aux projections directes de sel de déverglaçage : corniches, solins d'ancrage des joints de [NA.5.3.2.2]
chaussée, longrines d'ancrage des dispositifs de retenue).
Cas particulier de la classe XF2
NF EN 206/CN
La norme NF EN 206/CN introduit des dispositions pour limiter le recours obligatoire à des bétons [NA.5.3.2.2]
avec air entraîné.
En dehors des éléments très exposés, les bétons des parties d'ouvrage soumises à la classe
d'exposition XF2 peuvent être formulés de deux façons différentes :
• avec une teneur en air occlus égale ou supérieure à 4 %, ce qui impose d'avoir
recours à un adjuvant entraîneur d'air dans la formulation du béton
• avec une teneur en air occlus inférieure à 4 % et les spécifications correspondant à
la classe d’exposition XD3. L’utilisation d’adjuvant entraîneur d'air n'est dans ce cas
pas imposée.
Les formulations selon les spécifications correspondant à la classe d’exposition XD3 ne
s’appliquent pas aux bétons pour éléments très exposés aux sels de déverglaçage. !!!
Les éléments très exposés d’ouvrages d’art situés en zone de gel faible ou modéré et salage très NF EN 206/CN
fréquent relèvent des spécifications correspondant à la classe XF4. [tabl. NA.1]
!!!
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Cas particulier de la classe XD
La norme NF EN 206/CN précise que les classes d’exposition XF2 et XF4 couvrent déjà le risque NF EN 206/CN
de corrosion des armatures par les sels de déverglaçage et qu’il n’est pas nécessaire d’y [NA.4.1.4]
combiner les classes XD pour s’en prémunir.
Note : théoriquement, la logique de la norme NF EN 206/CN devrait conduire à découpler la prévention du
risque d’écaillage du béton (XF2 ou XF4) de celle du risque de corrosion des armatures lié à la présence
de sels de déverglaçage. Afin d’éviter d’exiger des résistances trop importantes pour des bétons avec air, il
a été décidé de ne pas rajouter de classe XD à la classe XF, dans le cadre de la NF EN 206/CN. Les !!!
limites de composition prescrites dans le tableau NA F 1 de la NF EN 206/CN ont ainsi été bâties en tenant
compte de cette particularité.
En ce qui concerne les ouvrages d’art, cet arbitrage n’a pas d’impact dans la mesure où le fasc. 65 :
• prescrit pour le XF2 des limites de composition au minimum égales à celles du XD3
• indique comment prendre en compte les classes XD pour le calcul de l’enrobage, en cohérence
avec la nouvelle définition des classes XF.
3.b) Le fascicule 65 du CCTG
Le fascicule 65 du CCTG prescrit les classes d’exposition de la manière suivante :
Salage peu fréquent ou Salage fréquent Salage très fréquent
aucun salage
Gel faible ou modéré
pour les éléments très XF1 XF4 fasc. 65 [8.1.1.2.2, y
XF2 2)
exposés aux risques compris les 2 notes]
d’écaillage 1)
Gel faible ou modéré XF1 XF2 2) XF2 2)
pour les autres éléments
Gel sévère XF3 XF4 XF4
(1) Les éléments très exposés aux risques d’écaillage sont ceux qui présentent des surfaces horizontales
soumises aux stagnations d’eau et aux projections directes de sels de déverglaçage : corniches, solins
d’ancrage des joints de chaussée, longrines d’ancrage des dispositifs de retenue…
(2) Conformément à la norme NF EN 206/CN, les bétons des parties d'ouvrage soumises à la classe
d'exposition XF2 peuvent être formules de deux façons différentes : NF EN 206/CN
• avec une teneur en air occlus égale ou supérieure à 4 % ; [NA.5.3.2.2]
• avec une teneur en air occlus inférieure à 4 % et les spécifications correspondant à la classe
d’exposition XD3.
Dans le cas des ouvrages d’art, on appliquera les spécifications correspondant à la classe XD3 et l’on ne
spécifiera une teneur en air supérieure ou égale à 4 % associée à une exigence de teneur minimale en
liant équivalent de 370 kg/m³ (pour une dimension maximale de granulats de 20 mm) que pour les
éléments très exposés aux risques d’écaillage.
NOTE Ces dispositions limitent le recours à des bétons avec air entraîné aux parties d’ouvrages d’art très
exposées au risque d’écaillage qui relèvent, en zone de gel modéré, des prescriptions des classes XF2 ou
XF4 respectivement, selon le niveau de salage fréquent ou très fréquent. Pour les autres parties
d’ouvrages d’art situées en zone de gel modéré et salage fréquent ou très fréquent relevant des
prescriptions correspondantes à la classe XF2, le fait d’appliquer les spécifications correspondantes à la
classe XD3 revient à privilégier l’utilisation d’un béton sans air entraîné ce qui est favorable à la protection
des armatures (meilleure résistance à la pénétration des chlorures).
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NOTE La notion d’éléments très exposés ci-dessus concerne les risques d’écaillage liés à l’action des
fondants, elle est distincte de celle d’éléments directement soumis aux sels de déverglaçage de la norme
NF EN 1992-2 qui concerne les risques de corrosion.
fiche thém. 1.7
L'attention est attirée sur le fait que les prescriptions relatives à la durabilité au gel ont de - enrobages
fortes implications sur le calcul des épaisseurs d'enrobage.
!!!
3.c) Recommandations provisoires sur l’approche performantielle
Recom. ap. perf.
Les tableaux de prescription élaborés dans un groupe de travail de l’École française du Béton ont [ann. 3 : tabl. XIV et XV]
été repris dans ce document. Une déclinaison des classes d’exposition par partie d’ouvrage y est
proposée. Ces tableaux sont repris dans la partie 2 du présent document.
Partie 2
Nota : dans ces tableaux, les zones de gel faible et modéré ne sont pas dissociées. - tabl. prescript. bétons
3.d) Recommandations pour la durabilité au gel avec ou sans sels de déverglaçage
Parties d’ouvrages concernées par les Recommandations : Recom. gel [2.4]
« Les prescriptions décrites dans ce document s'appliquent aux bétons utilisés pour réaliser des
parties d'ouvrage généralement non protégées des intempéries, ou en contact avec l'eau, et
soumises à l'action du gel ou du gel en présence de sels de déverglaçage.
Les ouvrages ou parties d'ouvrages soumis à l'action du gel et des sels de déverglaçage sont
précisées dans le cahier des charges. A défaut, les parties d'ouvrage concernées sont les
superstructures des ouvrages d'art routiers et les parties d'ouvrages soumises à l'action des sels
de déverglaçage ou situées dans des zones de rejaillissement.
Les équipements des ponts routiers restent les parties les plus vulnérables à l'action combinée
du gel et des sels de déverglaçage. Tout ou partie des appuis, des piles, des culées et des
tabliers peuvent également être concernés lorsque les conditions climatiques sont sévères. […]
Tous les bétons soumis même occasionnellement, aux sels de déverglaçage doivent être
formulés en prenant en compte les risques de pénétration des chlorures vis-à-vis des armatures
[...] ».
En fonction du niveau de gel et de salage, les Recommandations pour la durabilité au gel des
bétons définissent des spécifications complémentaires G et G+S de la manière suivante : Recom. gel [2.3.2]
type de gel
modéré sévère
peu fréquent béton adapté G
fréquent béton adapté avec G+S
teneur en air = 4% ou
type de salage
essai de durabilité au gel
très fréquent G+S G+S
Nota : les Recommandations ne traitent pas de la zone de gel faible
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4. Prise en compte du type de béton
Recom. gel. [3.1 à 3.3]
Les Recommandations pour la Durabilité au gel des bétons traitent des cas suivants :
• bétons traditionnels,
• bétons à haute performance ( ≥ 50 MPa),
• bétons à démoulage immédiat,
• bétons moulés sur machine à coffrage glissant,
• bétons projetés.
Les ouvrages courants sont concernés essentiellement par les types de béton suivants :
• bétons ordinaires,
• bétons moulés sur machine à coffrage glissant.
Les spécifications aux BHP (≥ 50 MPa) diffèrent principalement par la possibilité de formuler des
bétons sans agent entraîneur d'air, moyennant la réalisation d'essais performantiels :
• bétons avec rapport Eeff/Leq ≥ 0,32 : opportunité d’incorporer un adjuvant entraîneur
d’air à étudier au cas par cas.
• bétons avec rapport Eeff/Leq < 0,32 : bétons contenant très peu d’eau susceptible de se
transformer en glace, formulés sans entraîneur d’air.
5. Essais de caractérisation NF EN 206/CN [
NA.F.1 b), e) et m) et
5.4.3]
Les Recommandations pour la Durabilité au gel des bétons et la norme NF EN 206/CN renvoient
aux essais suivants : Recom. Gel
• facteur d'espacement ou Lbarre : ASTM C 457-98, [3.généralités]
• gel interne : normes NF P 18 424 et NF P 18 425,
• écaillage : XP P 18 420,
• teneur en air sur béton frais : NF EN 12 350-7.
5.a) Teneur en air sur béton frais NF EN 12 350 -7
Pour les bétons formulés avec air entraîné, l'air présent in fine dans le béton durci dépend de la
quantité incorporée dans le béton frais. La mesure de la teneur en air occlus sur béton frais
constitue donc un indicateur rapide de la quantité d'air potentiellement présente dans le béton
durci.
Elle ne se substitue cependant pas aux essais décrits ci-après pour les raisons suivantes :
• le réseau de bulles d'air peut ne pas être stable
• la mise en œuvre peut modifier la quantité d'air présente dans le béton frais
• à un même volume d'air (i. e. même teneur en air occlus) peuvent correspondre
plusieurs valeurs de facteur d'espacement, en fonction de la taille moyenne des bulles
• à une même valeur de facteur d’espacement peut correspondre différentes valeurs de
teneurs en air occlus, la quantité d’air étant directement liée au volume de pâte.
L'essai est réalisé selon la norme NF EN 12 350-7.
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5.b) Essais de gel NF P 18 424
NF P 18 425
Recom. gel
principe de l'essai : application de cycles de gel/dégel à des corps d'épreuves en béton [3.généralités]
normes : NF P 18 424 et NF P 18 425
corps d'épreuve : 3 prismes 10*10*40 cm
âge du béton : mise en machine à 28 j
durée totale de l'essai : 3,5 mois !!!
cycles thermiques : 300 cycles d'amplitude (-18°C +9°C), 4 cycles/24h
mesures effectuées :
• déformation longitudinale ∆l/l
• fréquence de résonance : f²1/f²0
Il existe 2 types d'essais de gel :
• NF P 18 424 : gel dans l'eau, dégel dans l'eau (essai dit « gel sévère »)
• NF P 18 425 : gel dans l'air, dégel dans l'eau (essai dit « gel modéré »).
Le choix est effectué de la manière suivante :
type de gel
modéré sévère
saturation en eau modérée NF P 18 425
forte NF P 18 425 NF P 18 424
5.c) Détermination du facteur d'espacement ASTM C 457-98
principe de l'essai : examen sous loupe binoculaire de plaques polies de manière à pouvoir
caractériser le réseau de bulles d'air. Le Lbarre, ou facteur d'espacement des bulles d'air,
représente la ½ distance moyenne entre deux bulles d'air.
Norme : ASTM C 457-98
prélèvement : carotte, éprouvette 16*32, cube d'écaillage...
corps d'épreuve : 2 plaques de dimensions 10 * 10 * 2 cm, obtenues
par découpe
âge du béton : ≥ 4 ou 5 jours (pour permettre la découpe)
mesures effectuées :
• 2 * 1500 points de mesure
• détermination de A (teneur en air), alpha (surface spécifique des bulles) et Lbarre
5.d) Essai d'écaillage XP P 18 420
principe de l'essai : application de cycles de gel/dégel en présence de sel à des corps
d'épreuves en béton
norme : XP P 18 420
prélèvement : 4 cubes de 15 cm de côté
corps d'épreuve : 4 ½ cubes 15*15*7,5 cm, essai sur la face fond de moule avec exposition à
une solution saline
âge du béton : mise en machine à 28 j
durée totale de l'essai : 3 mois !!!
cycles thermiques : 56 cycles d'amplitude (-20°C + 20°C), 1 cycle / 24h
mesures effectuées : mesures hebdomadaires des pertes de masses cumulées
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6. Critères d'acceptation des résultats d'essais Recom. gel [3.2.2]
6.a) Teneur en air sur béton frais
Point de vue de la norme NF EN 206/CN et du fasc. 65 du CCTG :
• classe XF2 avec prescription d’une teneur en air : 4% d'air occlus minimum, sauf NF EN 206/CN
[NA. F.1 et NA.5.3.2.2]
validation sur la base d’un essai de gel interne fasc. 65 [8.1.1.2.2]
• classe XF2 sans air : spécifications du XD3, pas d’exigence sur la teneur en air
• classe XF3 ou XF4 : 4% d'air occlus minimum, sauf validation sur la base d’un essai de
gel interne.
La limite supérieure maximale pour la teneur en air est la teneur minimale spécifiée augmentée NF EN 206/CN
de 5 points de pourcent. Cette valeur minimale spécifiée ne peut être inférieure à 4 % en [8.2.3.3 tabl. 21]
l’absence d’essai de gel interne.
Compléments apportés par les Recommandations pour la Durabilité au Gel (bétons G et G+S) : Recom. gel [3.1.2.3.1]
La valeur minimale à obtenir au niveau de la teneur en air est la valeur minimale permettant de
garantir la conformité des différents essais de durabilité au gel/sel (facteur d’espacement / gel
interne et le cas échéant écaillage).
Pour les BHP, il est possible de ne pas incorporer d’air, sous réserve de valider la durabilité au gel
par des essais de gel interne.
La quantité d’air occlus dépend directement du volume de pâte du béton. Pour garantir la
présence d’une même quantité d’air pour un volume de pâte donné, il y a lieu d'adapter la teneur
en air occlus en fonction de la taille des granulats.
L'attention est attirée sur le fait que la quantité d'air réellement présente, in fine, dépend des
modalités de mise en place et de serrage des bétons.
6.b) Essais de durabilité Recom. gel
Recom. ap. perf. [2.3.3]
Études / Convenances G G+S
allongement relatif (µm/m) ≤ 400 ≤ 400
fréquence de résonance (%) ≥ 75 ≥ 75
Lbarre CEM I et CEM II (µm) ≤ 250 ≤ 200
Lbarre CEM III (µm) Létude validé par essai de gel -
écaillage (g/m²) - ≤ 600
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Contrôles G G+S
allongement relatif (µm/m) ≤ 500 ≤ 500
fréquence de résonance (%) ≥ 60 ≥ 60
Lbarre CEM I et CEM II (µm) ≤ 300 ≤ 250
Lbarre CEM III (µm) ≤ Létude + 50 µm -
écaillage (g/m²) - ≤ 750
7. Recommandations pour la DIR CE
« Le traitement thermique du béton est déconseillé. Dans le cas de chauffage, la température du béton doit
rester inférieure à 50°C. Dans le cas contraire, des essais complémentaires de résistance, de gel interne et
d'écaillage sont effectués sur des échantillons ayant subi le même traitement thermique. ».
CCTP type
[4.16.6.2]
8. Recommandations pour la DIR CE
8.a) Recommandations découlant des textes
Le cas échéant, doivent figurer au marché : les niveaux de gel et de salage, les classes
d'exposition (XF) et les spécifications complémentaires (G ou G+S). La définition de ces
spécifications est de la responsabilité du Maître d'Ouvrage.
La définition du degré de saturation est utile en cas d’application d’un essai de gel interne.
Une carte de salage a été élaborée sur la base des données fournies par les services en charge
de la viabilité hivernale. Les niveaux de salage retenus sont « salage fréquent » et « salage
très fréquent ».
carte de salage (DIR CE)
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Nota :
• les niveaux de gel concernés pour la zone d'action de la DIR CE vont de faible à sévère. Il
convient de se reporter au FD P 18 326 ou aux enregistrements météorologiques locaux
pour déterminer ce niveau.
• les zones de gel faible ne sont pas concernées par la présente fiche.
Les parties d'ouvrages enterrées de plus de 1 m sont considérées comme non gélives.
La notion de salage s'entend pour les parties exposées aux projections/écoulements de saumure.
L'exposition peut être directe (projections sur la partie inférieure des appuis, corniches, longrines !!!
BN4, trottoirs, longrines supports d'écrans...) ou indirecte (infiltrations de saumure à travers le sol
au niveau de bétons enterrés ; fuite de saumure au niveau des joints de chaussée selon le niveau
d'entretien...). Un exemple détaillé d'application est fourni en partie 4 du présent document.
Le tableau ci-dessous est une proposition de rédaction synthétisant les prescriptions issues du
fascicule 65 du CCTG, en rajoutant la spécification complémentaire G (respect. G+S) à la classe
d’exposition XF3 (respect. XF4).
Salage peu fréquent ou Salage fréquent Salage très fréquent
aucun salage
Gel faible ou modéré
pour les éléments très XF1 XF2 2) XF4 (G+S)
exposés aux risques
fasc. 65 [8.1.1.2.2]
d’écaillage 1)
Gel faible ou modéré XF1 XF2 3) XF2 3)
pour les autres éléments
Gel sévère XF3 (G) XF4 (G+S) XF4 (G+S)
(1) Les éléments très exposés aux risques d’écaillage sont ceux qui présentent des surfaces horizontales
soumises aux stagnations d’eau et aux projections directes de sels de déverglaçage : corniches, solins
d’ancrage des joints de chaussée, longrines d’ancrage des dispositifs de retenue…
Dans le cas des ouvrages d’art, les bétons des parties d'ouvrage soumises à la classe d'exposition XF2
seront formulés de la façon suivante :
• (2) : avec une teneur en air supérieure ou égale à 4 % associée à une exigence de teneur
minimale en liant équivalent de 370 kg/m³ (pour une dimension maximale de granulats de 20 !!!
mm), dans le cas des éléments très exposés aux risques d’écaillage.
• (3) : avec une teneur en air occlus inférieure à 4 % et les spécifications correspondant à la classe
d’exposition XD3, dans les autres cas.
L’attention est attirée sur le fait que, dans le cas général (i. e. sauf éléments très exposés
au risque d’écaillage), le XF2 au sens du fascicule 65 est un béton formulé sans air
!!!
entraîné, avec spécifications de type XD3.
Si la voie franchie a un niveau de salage fréquent ou très fréquent, les intrados de tablier
situés à moins de 6 m seront à traiter de la manière suivante : !!!
XF2 (sans air, avec spécifications du XD3, SANS caractéristique complémentaire G ou
G+S), pour la protection au gel et aux sels.
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8.b) Autres Recommandations
Il importe de prendre en compte les délais d'essai (gel : 3,5 mois ; écaillage : 3 mois) lors de la !!!
prescription de bétons G et G+S ; en particulier pendant la période préparatoire dédiée aux
phases d'étude et de convenance des bétons.
Une partie des bétons courants de classe XF2 (ceux formulés avec air entraîné) et tous les
bétons courants de classe XF3 et XF4 doivent faire l'objet d'un contrôle de la teneur en air occlus
au niveau des épreuves d'étude, de convenance et de contrôle.
Les prélèvements réalisés lors des convenances doivent être réalisés avec les conditions réelles
de mise en œuvre (en sortie de pompe dans le cas d'un béton pompé...).
Il est rappelé que l'introduction d'une quantité d'air trop importante dégrade les
performances mécaniques du béton et que toute variation de cette teneur au delà de la
plage testée lors des convenances doit donner lieu à une vérification de la résistance en !!!
compression du béton.
La prescription de bétons G et G+S implique la réalisation de programmes d'études, de
convenances et de contrôles lourds, décrits dans le chapitre 4 des Recommandations pour la
durabilité des bétons durcis soumis au gel. Une attention particulière devra être portée au
contenu du programme de convenance et de contrôle.
Pour les bétons ordinaires G et G+S formulés avec un adjuvant entraîneur d’air, l’attention est
attirée sur le fait que la plage de conformité des teneurs en air à retenir pour les contrôles
chantier doit être comprise entre : !!!
- la valeur minimale permettant de valider la conformité des essais de durabilité au gel/sel (facteur
d’espacement / gel interne ; écaillage le cas échéant)
- et la valeur maximale permettant de garantir le respect de la conformité au niveau des
résistances en compression.
Cette valeur doit également permettre l’obtention de consistances conformes.
Les éléments suivants sont à fournir au Maître d’œuvre lors de l'établissement du dossier
d'études des bétons :
• nature et provenance des constituants
• fiches techniques des constituants
• composition théorique du béton
• résultats d'essais de durabilité, références probantes éventuelles.
Des précautions doivent être prises (temps de vibration suffisant mais non excessif, choix
d'une huile ou d'une cire de démoulage adaptée, nature du coffrage, sens de coulage...)
lors de la mise en place de bétons avec entraîneur d'air de manière à éviter l’apparition
d'un bullage excessif pouvant nuire à la durabilité du béton armé et à l'aspect des !!!
parements. La réalisation d'un élément témoin lors de l'épreuve de convenance permet
d'appréhender ce type de problème.
Les textes récents (recommandations LCPC approche performantielle, fasc. 65) introduisent des
dérogations aux dosages minimum prévus par les Recommandations Gel (370 kg/m³ pour un
béton G+S, 350 kg/m³ pour un béton G) ou sur la nature des ciments (CEM III au lieu de CEM I
ou II pour les bétons G) sur la base d’essais de gel interne et d’écaillage. La procédure !!!
complète de validation (avec prise en compte des dérivées) n’est cependant détaillée dans aucun
document. Afin de se placer du côté de la sécurité, il est recommandé de considérer que la
formule validée en enceinte climatique correspond à la dérivée avec le moins d’air occlus.
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 1.6 Prescriptions relatives aux
parements, parois et surfaces non coffrées
Contenu :
– généralités
– catégories de surface
– caractérisation objective de l’état de surface d'un béton
– spécifications sur les parements
– spécifications sur les parois
– spécifications sur les surfaces non coffrées
– recommandations pour la DIR CE
Bibliographie :
– NF EN 13 670 - Exécution des structures en béton - Complément national à la NF EN 13670:2013 (Tirage 2
(2013-04-01)). Février 2013.
– version 2015 du logiciel PETRA - Élaboration des pièces écrites techniques des DCE pour la construction
d'ouvrages d'art neufs. Cerema Dtec ITM.
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. 2014. Chapitre 8.8 : parements,
parois et surfaces non-coffrées.
– P 18 503. Surfaces et parements de béton. Éléments d’identification. Novembre 1989.
– FD CEN/TR 15 739. Produits préfabriqués en béton - Surface et parements de béton - Éléments
d'identification. Février 2010.
1. Généralités
L’exécution des parements de l’ouvrage doit respecter les exigences définies par la norme NF EN
13670/CN. Pour l'application de cette norme, pour toutes les parties constitutives de l'ouvrage :
• la classe d'exécution à retenir est la classe 3, conformément au 4.3.1 du fascicule 65
• la classe de tolérance à retenir au sens du 10.1 est la classe 1.
Pour chaque type de parement, il convient de décrire : NF EN 13 670/CN
• le matériau de peau de coffrage : acceptabilité de matériaux de peau laissant une [F.8.8.]
empreinte sur le béton ; liberté du constructeur d’utiliser différents matériaux de peau
• la couleur : si parement spécial utilisant des matériaux colorés spéciaux
• le bullage : limites de taille, de profondeur et de fréquences de bulles lorsque les effets
visuels sont importants
• les défauts localisés : taille et fréquence acceptable
• le ragréage de surface : préciser s’il est autorisé
NF EN 13 670/CN
Les spécifications relatives aux parements doivent être prescrites selon le FD P 18-503. [NA. 8.8 (1) ;
NA.F.8.8(1)]
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2. Catégories de surfaces fasc. 65 [8.8]
Les surfaces de béton peuvent être classées en trois catégories : fasc. 65 [8.8.1]
• les parements : surfaces coffrées, laissées brutes de décoffrages ou pouvant recevoir
une lasure transparente, soumises à des exigences d’aspect (surfaces vues)
• les parois : autres surfaces coffrées soumises à des exigences de texture et de précision
dimensionnelle (surfaces visibles non vues : faces internes de certaines structures...)
• les surfaces non-coffrées soumises ou non à des exigences particulières (aspect ou
texture).
À défaut de précision dans le marché les surfaces de béton vues par le public sont
classées en parement.
Le fascicule 65 définit des prescriptions particulières pour diverses natures de surfaces : fasc. 65 [8.8.2]
• les parements simples et surfaces coffrées avec conditions de précision dimensionnelle
• les parements fins
• les parements ouvragés
• les surfaces coffrées sans spécifications d’aspect ni de planéité
• les surfaces non coffrées.
3. Caractérisation objective de l’état de surface d'un béton
P 18 503 [4]
3.a) Généralités
Caractériser la qualité de surface d'une surface en béton de manière objective et répétable
nécessite de définir des paramètres mesurables.
La norme P 18 503 définit 3 paramètres : la planéité (P), la texture (E) et la teinte (T).
La texture est elle-même définie par trois paramètres : l’aspect général caractérisé par le bullage
moyen sur l’ensemble de la surface considérée, les zones de bullage concentré et les défauts
localisés.
Pour chacun de ces critères, la lettre (P, E ou T) est suivie d’un (pour la planéité et la teinte) ou de
trois (pour la texture) nombres entiers compris entre 0 et 4 :
• 0 signifie que le critère n’est pas pris en considération (pas d’exigence)
• 1 à 3 correspondent à différents niveaux codifiés
• 4 correspond à un niveau devant être décrit spécifiquement au marché (parements
ouvragés ou architectoniques par exemple).
Exemple d'appellation : parement P(3), E(3-3-3), T(3).
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3.b) Planéité P 18 503 [5.1]
Ce critère est défini comme étant la flèche maximale mesurée en déplaçant une règle de 2 m et
un réglet de 20 cm en tous sens de la surface considérée.
codification flèche maximale règle de 2 flèche maximale réglet de 20 correspondance
m cm fascicule 65
P(0) critère non considéré
P(1) 15 mm 6 mm
P(2) 8 mm 3 mm parement simple
P(3) 5 mm 2 mm parement fin
P(4) à définir au marché
3.c) Bullage moyen P 18 503
Il est définit par rapport à une échelle de référence à 7 niveaux : [5.2.1 ; ann. A]
codification échelle surface maximale profondeur maximale surface maximale
par bulle des bulles de bullage
E(0, - , - ) critère non considéré
E(1, - , - ) 7 3,0 cm² 5 mm 10%
E(2, - , - ) 5 1,5 cm² 3 mm 3%
E(3, - , - ) 3 0,3 cm² 2 mm 2%
E(4, - , - ) à définir au marché
3.d) Bullage concentré P 18 503 [5.2.2]
Il est caractérisé par un pourcentage et n'existe, le cas échéant, que sur une partie de la surface
considérée.
Il représente une concentration par rapport au bullage moyen, selon la même échelle de bullage,
qui serait supérieure à la valeur définie au paragraphe précédent pour le panneau élémentaire
considéré.
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Codification :
• E( -, 0, - ) : critère non considéré
• E( -, 1, - ) : 25%
• E( - , 2, - ) : 10%
• E( - , 3, - ) : 5%
• E( - , 4, - ) : coefficient à définir au marché
3.e) Défauts localisés P 18 503 [5.2.3]
La surface maximale d’un défaut localisé (en cm²) est calculée comme étant le produit d’un
coefficient par une distance d’observation (en m).
Coefficient multiplicateur :
• E( - , - , 0) : critère non considéré
• E( - , - , 1) : 5
• E( - , - , 2) : 4
• E( - , - , 3) : 3
• E(- , - , 4) : coefficient à définir au marché
La distance d'observation est à spécifier au marché. !!!
3.f) Teintes P 18 503
[5.3 ; ann. B]
La teinte s’évalue par rapport à une échelle de gris à 7 niveaux. A chaque niveau de qualité
correspondent 2 chiffres caractérisant respectivement les écarts admis sur l’échelle de gris entre
deux zones adjacentes et entre deux zones éloignées de teintes extrêmes.
Un exemple d'échelle est fourni ci-dessous pour les 5 premiers niveaux.
codification écart entre 2 zones adjacentes écart entre deux zones éloignées de
teintes extrêmes
T(0) critère non considéré
T(1) 3 4
T(2) * 2* 3*
T(3) 1 2
T(4) à définir au marché
* : la teinte T(2) n’est pas définie dans le fascicule de documentation. La définition se déduit du
§8.8.2.1.3 du fascicule 65 du CCTG.
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4. Spécifications sur les parements fasc. 65 [8.8.2.1.1]
4.a) Catégories de parements
Trois classes de parement sont définies dans le fascicule 65 du CCTG :
• les parements simples : bruts de décoffrage, exigence de régularité générale
• les parements fins : bruts de décoffrage, exigence de régularité générale et exigences
particulières définies par le marché (texture, teinte, formes géométriques)
• les parements ouvragés : préfabriqués ou coulés en place, exigence définies par le
marché avec éventuellement un traitement de surface.
4.b) Parements simples
fasc. 65 [8.8.2.1.3]
Le fascicule 65 du CCTG prescrit les critères d’acceptation suivants pour les parements simples
Les critères d'acceptation des parements simples sont les suivants : P(2) E(2-2-2) T(2) fasc. 65 [8.8.2.1.3]
• planéité : niveau P2 du fascicule de documentation P 18-503 et du FD CEN/TR 15 739
§3.6.1
• texture niveau E(2-2-2) du fascicule de documentation P 18-503 soit :
– E(2,-,-) bullage moyen réparti sur l'ensemble de la surface considérée : surface
maximale par bulle 1,5 cm², profondeur maximale 3 mm, surface maximale du
bullage 3 % ;
– E(-,2,-) zones de bullage concentré : 10 % maximum ;
– E(-,-,2) défauts localisés : surface maximale d’un défaut localisé exprimée en
centimètres carrés égale au produit du coefficient multiplicateur de 4 (niveau
E2) par la distance d’observation fixée par le marché exprimée en m.
• teinte niveau T2 du fascicule de documentation P 18-503 soit écart de teinte entre zones
adjacentes de 2 et écart de teinte entre zones extrêmes de 3. CCTP type [3.42]
4.c) Parements fins fasc. 65 [8.8.2.1.4]
Le fascicule 65 du CCTG prescrit les critères d’acceptation suivants pour les parements fins :
• renforcement des exigences des parements simples par les éléments ci-dessous.
• P(3) E (3-3-3)
• exigences de teinte définie par le marché ou proposée par le titulaire (surface étalon,
parement existant, nuancier).
• distribution des joints apparents de coffrage définie par le titulaire dans les études
d’exécution.
Les critères d'acceptation des parements fins sont les suivants : P(3) E(3-3-3) T(3) fasc. 65 [8.8.2.1.3]
• planéité : niveau P3 du fascicule de documentation P 18-503 et du FD CEN/TR 15 739
§3.6.1
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• texture niveau E(3-3-3) du fascicule de documentation P 18-503 soit :
– E(3,-,-) bullage moyen réparti sur l'ensemble de la surface considérée : surface
maximale par bulle 0,3 cm², profondeur maximale 2 mm, surface maximale du
bullage 2 % ;
– E(-,3,-) zones de bullage concentré : 5 % maximum ;
– E(-,-,3) défauts localisés : surface maximale d’un défaut localisé exprimée en
centimètres carrés égale au produit du coefficient multiplicateur de 3 (niveau E3) par la
distance d’observation fixée par le marché exprimée en m.
• teinte niveau T3 du fascicule de documentation P 18-503 soit écart de teinte entre zones
adjacentes de 1 et écart de teinte entre zones extrêmes de 2.
• teinte définie par le marché ou à défaut proposée par le titulaire, par référence à une
surface étalon, un parement existant, ou un niveau d'un nuancier défini de teinte.
4.d) Parements ouvragés fasc. 65 [8.8.2.1.5]
Ils peuvent être :
• brut de décoffrage avec modelé et forme particulière
• obtenus par enlèvement de matière
• revêtus.
Ils font l'objet de dispositions prévues au marché.
Les exigences des parements ouvragés sont définies par le marché sur la base des spécifications
applicables aux parements fins.
5. Spécifications sur les parois fasc. 65 [8.8.2.2]
Ces surfaces ne sont pas destinées à être vues par le public.
Elles peuvent être brutes de décoffrage ou destinées à recevoir un revêtement non transparent
(par exemple peinture).
Elles sont exemptes de défaut susceptible d’engager la durabilité du béton.
Pas de spécification de teinte.
Limitation du bullage spécifiée par le marché en cas d’application de peinture.
6. Spécifications sur les surfaces non coffrées fasc. 65 [8.8.2.3]
Il s'agit de surfaces horizontales ou faiblement inclinées (extrados de tablier, radier ou autres
dalles...). Elles doivent être :
• exemptes de défaut susceptible d’engager la durabilité
• conformes aux éventuelles tolérances dimensionnelles fixées par le marché (parements
simples et fins)
• pour les tabliers revêtus d’étanchéité :
– compatibles avec le type de complexe prévus
– dégagées de toute matière sans cohésion : laitance, produit de cure, coulis
durcis, terre, argile, graisse, poussière, ragréage non adhérent…
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7. Recommandations pour la DIR CE
7.a) Recommandations découlant des textes
La désignation des différents types de surface et les spécifications associées sont de la
responsabilité du Maître d'Ouvrage et doivent être définies au marché.
La distance d’observation est à spécifier au marché. Elle doit être fixée à 2 m.
7.b) Autres Recommandations
Corniches
CCTP type [3.42]
Les faces visibles des corniches sont des parements P(3), E(3-3-3), T(4), avec une distance
d'observation de 2 m.
Nota : attention au fait que le CCTP type indique par erreur P(3), E(3-3-2), T(4).
Le critère de teinte T(4) est établi suivant les prescriptions suivantes :
la teinte est appréciée par rapport à l'élément de corniche témoin approuvé par le maître d'œuvre.
L'écart de teinte est établi à l'aide de l'échelle des gris présentée dans l'annexe B du FD P 18-
503, conformément aux errements de l'article 5.3 de cette norme. Les écarts admis sur l'échelle
des gris sont de 1 entre deux zones adjacentes et de 1 entre deux zones éloignées de teinte
extrême.
Contrôles :
La réalisation d'un élément témoin lors des épreuves de convenance des bétons permet de
vérifier le respect des prescriptions relatives aux parements fins ou ouvragés. Les fiches
techniques des huiles/cires de démoulage, le sens de bétonnage et les moyens utilisés pour la
mise en place et le serrage des bétons doivent être transmis à la maîtrise d’œuvre pour validation
avant la réalisation de l'élément témoin.
Des précautions doivent être prises (temps de vibration suffisant mais non excessif, choix d'une
huile ou d'une cire de démoulage adaptée, nature du coffrage, sens de coulage...) lors de la mise
en place de bétons avec entraîneur d'air de manière à éviter l’apparition d'un bullage excessif en
parement pouvant nuire à la durabilité du béton armé.
Lors de fabrication d'éléments en séries (ex : corniches préfabriquées), prévoir une réception en
usine du premier élément fabriqué intégrant l'examen de l'état de surface en zone de stockage
(après démoulage et manutention).
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 1.7 Prescriptions relatives aux
enrobages
Contenu :
– formulation générale
– enrobage minimal
– tolérances d'exécution
– points complémentaires sur les enrobages
– détermination pratique des enrobages
– recommandations pour la DIR CE
Bibliographie :
– NF EN 1990 et ses annexes nationales NF EN 1990/A1/NA et NF EN 1990/NA. Eurocodes structuraux - Bases
de calcul des structures. Mars 2003, juin 2006, décembre 2007 et décembre 2011.
– NF EN 1992-1-1 et son annexe nationale NF EN 1992-1-1/NA. Eurocode 2 - Calcul des structures en béton -
Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments . Octobre 2005 et mars 2007.
– NF EN 1992-2 et son annexe nationale NF EN 1992-2/NA. Eurocode 2 - Calcul des structures en béton - Partie
2 : ponts en béton - Calcul et dispositions constructives. Mai 2006 et avril 2007.
– NF P 94-262. Justification des ouvrages géotechniques – Fondations profondes. Juillet 2012.
– Guide méthodologique Eurocode 2 – application aux ponts-routes en béton – juillet 2008 – SETRA.
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. Décembre 2014.
– NF EN 206/CN. Béton – Spécifications, performances, production et conformité – Complément national à la
norme NF EN 206. Décembre 2014.
1. Formulation générale
NF EN 1992-1-1
L'enrobage est la distance entre la surface de l'armature la plus proche de la surface du béton et [4.4.1.1]
cette dernière.
!!!
L'enrobage nominal cnom doit être spécifié sur les plans.
Enrobage nominal :
avec :
cmin : enrobage minimal NF EN 1992-1-1
[4.4.1.2]
: tolérances d'exécution
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Le calcul de l'enrobage nominal cnom, intégrant les tolérances pour écart d'exécution, est établi au NF EN 1992-1-1
niveau du projet. [4.4.1.3]
2. Enrobage minimal
Les paramètres intervenant dans le calcul de l'enrobage minimal sont les suivants :
– cmin,b : enrobage minimal vis-à-vis des exigences d'adhérence
– cmin,dur : enrobage minimal vis-à-vis des conditions d'environnement NF EN 1992-1-1/NA
– ∆cdur,g : marge de sécurité (= 0) [4.4.1.2.(6)]
NF EN 1992-1-1/NA
– ∆cdur,st : réduction de l'enrobage minimal dans le cas d'acier inoxydable (= 0) [4.4.1.2.(7)]
– ∆cdur,add : réduction de l'enrobage minimal dans le cas de protection NF EN 1992-1-1/NA
supplémentaire (= 0) [4.4.1.2.(8)]
Il en résulte pour la France : cmin = max { cmin,b ; cmin,dur ; 10 mm}
2.a) Enrobage minimal vis-à-vis des exigences d'adhérence : cmin,b
Aciers passifs :
NF EN 1992-1-1
[4.4.1.2.(3)]
* : 2 barres superposées ne constituent pas un paquet de barres au sens de l'Eurocode 2.
Armatures et gaines de précontrainte :
NF EN 1992-1-1/NA
[4.4.1.2.(3)]
2.b) Enrobage minimal vis-à-vis des conditions d'environnement : cmin,dur
La détermination de cet enrobage est directement liée aux choix effectués sur les classes
d'exposition des différentes parties de l'ouvrage.
La méthodologie est la suivante :
Étape 1 : détermination des classes d'exposition
De manière générale, le lecteur est invité à se reporter à la fiche « 1.1 - détermination des classes
d'exposition », pour déterminer les classes des différents parements constituant la structure.
Le choix particulier des classes XF et XD peut être réalisé en s'appuyant sur la fiche « 1.5 - Prise
en compte des dégradations liées au gel/dégel ».
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Conformément à l'Eurocode 2, la détermination de l'enrobage des parements classés XF
s'effectue par référence à une classe d'exposition XC ou XD (NF EN 1992-1-1/NA – notes au
tableau 4.1).
Cette « conversion » est réalisée par l'intermédiaire du tableau suivant :
La norme NF EN 206/CN permet d’aboutir à une classe XF2 en salage très fréquent, pour des
éléments peu exposés soumis à un environnement de gel faible ou modéré. Le tableau précédent
ne couvre pas cette éventualité. Le fascicule 65 gère la détermination des enrobages de la
manière suivante :
!!!
« les valeurs d’enrobage sont conformes aux normes NF EN 1992-1-1, NF EN 1992-2 et à leurs
annexes nationales qui prévoient notamment que tous les éléments très exposés ont un enrobage
calculé à partir de la classe XD3. En complément, les éléments peu exposés en gel modéré fasc. 65 [8.1.1.2.2]
soumis à salage très fréquent ont un enrobage calculé à partir de la classe XD2. »
On a donc pour certains éléments relevant de la classe d’exposition XF2, possibilité d’avoir :
– un béton formulé avec une classe d’exposition XD3
– un enrobage calculé avec une classe d’exposition XD2
!!!
Le tableau de conversion à utiliser en pratique pour les classes d’exposition XF est le suivant :
classe d’exposition
XF1 XF2 XF3 XF4
Type de Peu XC4 sans objet XC4 si le béton Sans objet
salage (cf. fréquent est formulé
Recommandat sans entraîneur !!!
ions gel 2003) d’air
XD1 si le béton
est formulé
avec entraîneur
d’air
fréquent sans objet XD1, XD3 pour sans objet XD2, XD3 pour
les éléments les éléments
très exposés (*) très exposés (*)
Très sans objet XD2 (**) sans objet XD3
fréquent
(*) Pour les ponts : corniches, longrines d’ancrage des dispositifs de retenue, solins des joints de
dilatation
(**) les bétons prescrits avec une classe d’’exposition XF2 en salage très fréquent correspondent
à des parties d’ouvrages faiblement exposées au risque d’écaillage, en zone de gel faible ou
modéré (fasc. 65, tabl. 8.A). Leur enrobage doit donc être calculé à partir d’une classe XD2
(fasc. 65, dernier paragraphe du [8.1.1.2.2]).
Les classes XC ou XD ainsi définies peuvent être différentes des classes XC et XD utilisées pour
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déterminer la composition du béton.
Étape 2 : détermination de la classe structurale
La classe structurale initiale de référence est la classe S4 (correspondant à une durée d'utilisation
de projet de 50 ans).
Elle va ensuite être modulée en fonction :
– de la classe d'exposition de la partie d'ouvrage considérée ;
– des 4 paramètres suivants :
– la durée d'utilisation de projet
– la classe de résistance du béton
– la nature du liant
– le critère « enrobage compact ».
Cette modulation est effectuée à l'aide du tableau suivant :
NF EN 1992-1-1/NA
[tabl. 4.3NF]
Étape 3 : détermination de l'enrobage
Le croisement de la classe d'exposition et de la classe structurale conduit à l'enrobage minimal
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requis vis-à-vis de la durabilité cmin,dur.
Aciers passifs :
NF EN 1992-1-1
[tabl. 4.4N]
Armatures de précontrainte :
NF EN 1992-1-1/NA
[tabl. 4.5NF]
3. Tolérances d'exécution
La valeur des tolérances d'exécution (par rapport à l'enrobage minimal) est fixée par défaut à : NF EN 1992-1-1/NA
[4.4.1.3.(1)P]
L'annexe nationale française précise les cas dans lesquels ces tolérances peuvent être réduites
ainsi que les valeurs de réduction.
NF EN 1992-1-1/NA
[4.4.1.3.(3)]
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4. Points complémentaires sur les enrobages
Fondations :
La norme NF EN 1997-1 (Eurocode 7) et son annexe nationale, la norme NF EN 1997-1/NA ne
traitent que des aspects généraux du calcul géotechnique. Leur application sur le territoire
français ne peut se faire qu'en s'appuyant sur des normes nationales complémentaires, en
particulier :
– la norme NF P 94-261 : fondations superficielles ;
– la norme NF P 94-262 : fondations profondes.
NF P 94-262
Les fondations profondes sont justifiées sur la base de la norme NF P 94-262. Aussi semble-t-il art.Q3.4.2.5
important de préciser les enrobages (Cmin) mentionnés dans ces documents :
– pieux exécutés en place et barrettes :
– c = 4 cm pour les pieux ou parties de pieux exécutés avec un tube provisoire ou
une chemise,
– c = 7 cm pour les pieux, parties de pieux ou barrettes exécutés sans tube.
– puits : c = 5 cm.
Armatures de peau :
L'annexe J (informative) de la NF EN 1992-1-1 préconise la mise en œuvre d'un ferraillage de
peau lorsque l'enrobage des armatures est supérieur à 70 mm, pour une durabilité accrue. La
section à mettre en œuvre et les dispositions constructives s'y rattachant sont spécifiées dans
cette même annexe.
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5. Détermination pratique des enrobages
Parmi les paramètres ou méthodes précédemment mentionnés, certains sont figés par les normes
tandis que d'autres sont à définir par la personne en charge du Projet ou du DCOE.
La difficulté principale résulte d'inconnues sur la formulation du béton (taille du plus gros granulat,
type de ciment, ...) au moment où les enrobages doivent être définis (phase Projet ou DCOE).
Le présent paragraphe a pour vocation de balayer tour à tour l'ensemble de ces données et de
mettre en lumière la marge de manœuvre laissée au concepteur.
Pour rappel :
avec cmin = max { cmin,b ; cmin,dur ; 10 mm}
5.a) Enrobage minimal vis-à-vis de l'adhérence cmin,b
On s'intéresse au cas du béton armé et des enrobages des aciers passifs.
Deux inconnues sont à déterminer :
– la taille du plus gros granulat,
– le diamètre des armatures F, ou du paquet d'armatures Féquivalent.
guide méthodologique
On peut faire ici l'hypothèse d'un cas courant : le plus gros granulat est inférieur à 32 mm et F ≤ Eurocode 2 - SETRA
25 mm.
Il en résulte alors que cmin,b ≤ 25 mm.
Il est alors aisé de constater que l'enrobage minimal vis-à-vis de l'adhérence c min,b sera très
rarement déterminant dans le calcul de l'enrobage minimal cmin. En effet, l'enrobage lié aux
conditions d'exposition (cmin,dur) sera dans la plupart des cas plus défavorable.
5.b) Enrobage minimal visàvis des conditions d'environnement : cmin,dur
On suppose déjà établi le choix sur les classes d'exposition.
Il convient ensuite de fixer les paramètres faisant moduler la classe structurale.
– Durée d'utilisation de projet :
NF EN 1990
Pour les ouvrages d'art, elle est fixée à 100 ans. La classe est donc majorée de 2. [2.3 tabl 2.1]
Remarque : il n'y a pas d'alternative sauf pour un ouvrage dont la durée de vie serait limitée dès la
conception du Projet. C'est l'exemple d'un pont qui serait mis en œuvre « provisoirement » et qui
permettrait l'acheminement de matériels nécessaires à la construction d'une usine.
– Classe de résistance :
Lors de l'établissement du Projet ou du DCOE, la résistance mécanique minimale souhaitée pour
les parties de l'ouvrage est normalement connue.
– Nature du liant :
Il s'agit là du paramètre le plus délicat à déterminer. Il est bien souvent méconnu à ce stade. Pour
autant, les cas où il permet des minorations de classe sont peu nombreux (cf NF EN 1992-1-1/NA [Tab.
4.3NF] ). De plus, il permet seulement une minoration de 1 classe structurale, soit une réduction de
5 mm d'enrobage. Il est donc recommandé de ne pas en tenir compte.
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– Enrobage compact :
A la lecture de la note 2) du tableau 4.3NF, ce critère s'applique pour les sous-faces des dalles de
pont. La minoration de 1 classe structurale peut donc être appliquée pour tous les intrados.
5.c) Tolérances d'exécution ∆cdev
Les tolérances d'exécution imposées par l'Eurocode 2 sont applicables pour le bâtiment et pour
les ouvrages d'art. Pour ces derniers, les systèmes de contrôle tant dans l'élaboration des
documents d'exécution que sur chantier sont plus approfondis. Il est donc préconisé de retenir :
∆cdev = 5 mm.
Cette valeur peut théoriquement être prise égale à 0 dans le cadre de pièces préfabriquées (mais
fortement déconseillé : cf. Recommandations DIR CE).
6. Recommandations pour la DIR CE
6.a) Nombre de valeurs d'enrobage
Le respect strict et théorique de l'Eurocode 2 peut conduire à de nombreuses valeurs d'enrobage
pour une même partie d'ouvrage. A titre d'information, le lecteur est renvoyé à l'exemple d'un
caisson en béton précontraint figurant dans le guide méthodologique Eurocode 2 du SETRA.
Nous recommandons ainsi de limiter le nombre de valeurs d'enrobage. Ce principe facilite les
études d'exécution (calcul des sections de béton armé) et réduit les risques d'erreurs sur chantier
(inversion des cales de cages d'armatures).
6.b) Valeurs des enrobages
Pour la prise en compte des tolérances d’exécution (∆cdev), compte-tenu des dérives constatées
sur site, il est recommandé de ne pas utiliser de valeur inférieure à 5 mm, y compris pour la
préfabrication.
Le calcul strict des valeurs d'enrobage conformément à l'Eurocode 2 conduit généralement à des
valeurs supérieures.
Après calcul de la valeur de l'enrobage tel que l'Eurocode le préconise, nous recommandons de
borner la valeur nominale de l'enrobage (cnom) à 50 mm (pour les aciers passifs uniquement) pour
les raisons suivantes :
– l'augmentation de cette valeur peut conduire à augmenter la section d'armatures
nécessaire voire à modifier le coffrage de la partie d'ouvrage considérée (bras de levier
insuffisant) ;
– une valeur plus forte peut générer une fissuration de peau contraire à l'effet recherché, à
savoir une meilleure durabilité.
Cette limitation de la valeur d'enrobage doit découler si possible de l'augmentation des
performances du béton, du choix de la nature du liant et de la qualité de mise en œuvre et de
contrôle de la zone d'enrobage.
Dans les cas pour lesquels les enrobages nominaux dépassent 50 mm après optimisation
maximale des paramètres précédents, on doit étudier l'opportunité d'accompagner la limitation de
l'enrobage nominal à 50 mm par la mise en place d'armatures en matériau inaltérable ou de
protéger le parement contre les agressions pour garantir la durabilité de l'élément, sachant qu’il
sera nécessaire de renouveler plusieurs fois la protection pendant la durée de vie de l’ouvrage.
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Les enrobages importants des gaines de précontrainte ne posent pas ces mêmes problèmes car :
– les valeurs d'enrobage préconisées par l'Eurocode 2 restent sensiblement équivalentes à
celles des préconisées par les textes français précédents et les bras de levier sont donc
peu modifiés,
– la zone d'enrobage de la précontrainte comporte généralement des aciers passifs (avec
des enrobages plus faibles) contre la fissuration de peau.
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 1.8 Conséquences du choix des
classes d’exposition sur le dimensionnement
Contenu :
Conséquences des choix effectués sur les classes d'exposition :
– les classes de résistance minimales
– le calcul des sections d'armatures
Nota : les conséquences des classes d'exposition sur les enrobages figurent dans la fiche thématique 1.7 – Prescriptions relatives
aux enrobage.
Bibliographie :
– norme NF EN 1992-1-1 et son annexe nationale NF EN 1992-1-1/NA . Eurocode 2 - Calcul des structures en
béton - Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments. Octobre 2005 et mars 2007.
– norme NF EN 1992-2 et son annexe nationale NF EN 1992-2/NA. Eurocode 2 - Calcul des structures en béton -
Partie 2 : ponts en béton - Calcul et dispositions constructives. Mai 2006 et avril 2007.
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. Décembre 2014.
1. Classes d'exposition et classes de résistance des bétons
1.a) Généralités
Comme indiqué dans les Eurocodes, « le choix d'un béton à durabilité convenable pour la
protection des armatures de béton vis-à-vis de la corrosion passe par la considération de sa NF EN 1992-1-1
composition. Ceci peut amener à une résistance à la compression du béton plus élevée que celle [ann. E – E.1 (1)]
exigée pour le dimensionnement de la structure ».
A cet effet, l'Eurocode 2 partie 1-1 présente les classes de résistance minimales vis-à-vis de la
durabilité à mettre en œuvre en fonction des classes d'exposition.
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NF EN 1992-1-1/NA
[AN6 E.1(2)]
NF EN 1992-1-1/NA
[AN6 E.1(2)]
L'attention est attirée sur le fait que le fascicule 65 du CCTG (art. 8.1.1.1 « spécifications liées à la
classe d'exposition ») présente également ce lien entre classe d'exposition et classe minimale de
résistance. De plus, ce fascicule peut s'avérer plus ou moins exigeant que l'Eurocode 2 dans
certains cas.
fasc. 65
[8.1.1.3, tabl. 8b]
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Remarque : dans le cas de l'utilisation du logiciel PETRA, le tableau des bétons mentionne !!!
des classes de résistance basées sur les résistances minimales du fascicule 65.
En conséquence :
– si la résistance mécanique nécessaire pour le béton est plus importante, il convient de
modifier manuellement la classe renseignée ;
– si la résistance mécanique nécessaire est plus faible, il convient de maintenir la classe
de résistance proposée : elle est la conséquence de la (des) classes d'exposition
choisies.
1.b) Exemples de classe de résistance
Fondations :
D'une manière fréquente, la classe de résistance mécanique nécessaire pour les fondations
profondes est C25/30. Toutefois si la classe d'exposition est XA1 (agressivité du sol de fondation),
il faudra retenir un C30/37.
Appuis :
De même, les fûts des piles d'ouvrages courants sont très fréquemment dimensionnés avec des
bétons de classe C30/37. Cela étant, si ces appuis sont classés XD3 (éléments exposés à des
projections contenant des chlorures), un béton C35/45 est nécessaire.
Tablier :
En fonction de son environnement, un tablier de type dalle en béton armé ou précontraint peut
être classé en XC3 (extrados) ou XC4 (intrados). De ce fait, au regard de la durabilité, un béton
C30/37 serait suffisant. Toutefois, dans le cas d’une dalle en béton précontraint, une classe
supérieure est généralement nécessaire pour assurer la résistance mécanique de l'ouvrage,
notamment lors des phases de construction (mise en précontrainte et décintrement). Un béton
C35/45 sera bien souvent exigé. Cette fois-ci, la classe de résistance minimale n'est plus
suffisante.
2. Classes d'exposition et calcul des sections d'armatures
Il est souligné en préambule que les points suivants concernent principalement la phase
d'exécution. Ils peuvent être néanmoins à considérer si des calculs de prédimensionnement
d'armatures sont réalisés en phase projet.
2.a) Généralités sur le calcul des sections d'armatures
Pour tenter de bien cerner l'impact des classes d'exposition sur le dimensionnement des sections
d'armatures, il est nécessaire de rappeler sommairement la méthode de calcul à appliquer
conformément à l'Eurocode 2. On se limitera aux sections de Béton Armé ; le calcul des sections
de Béton Précontraint présente des similitudes.
En premier lieu, le dimensionnement des armatures résulte d'un calcul aux Etats-Limites Ultimes.
Ensuite, plusieurs vérifications aux Etats-Limites de Service sont à mener, à savoir :
– la limitation des contraintes des matériaux (béton et aciers passifs),
– la maîtrise de la fissuration avec en particulier la limitation d'ouverture de fissures.
Pour le béton, la limite de compression est de 0,6.fck sous les combinaisons ELS caractéristiques.
Pour les aciers passifs, la limite de traction est de 0,8.fyk (400 MPa pour des armatures B500)
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sous les combinaisons ELS caractéristiques.
Fait nouveau avec l'Eurocode 2, une justification à la fatigue (calcul ELU) des sections de Béton NF EN 1992-2 [6.8.1]
Armé est exigée pour tout élément de structure sujet à des cycles répétés de charges. Sont
exempts de cette justification certaines structures ou éléments de structures parmi lesquels :
– structure enterrée en voûte ou en cadre (pont-routier) avec une couverture minimale de
1,00 m,
– fondations,
– piles et poteaux non rigidement reliés au tablier,
– murs de soutènement des remblais de chaussée,
– culées des ponts routiers non rigidement reliées au tablier.
Cette absence de justification est également valable pour :
– le béton comprimé des ponts routiers lorsque σc < 0,6.fck sous les combinaisons ELS NF EN 1992-2/NA
caractéristiques : ce point est, de fait, toujours vérifié puisque la limite de compression [6.8.1]
est fixée à 0,6.fck sans considération de fatigue,
– les armatures tendues dans les sections de béton armé des ponts routiers lorsque σs <
300 MPa sous les combinaisons ELS caractéristiques.
2.b) Maîtrise de la fissuration
Pour les ponts routiers, la maîtrise de la fissuration est toujours requise. Ce principe conduit à
prévoir une quantité minimale d'armatures pour toutes les sections de béton armé. Elle consiste
également à imposer une valeur limite de l'ouverture de fissure wmax. Celle-ci est fonction de la
classe d'exposition.
NF EN 1992-2/NA
[7.3.1 (105)]
De manière évidente, plus l'environnement est agressif, plus l'ouverture limite admissible des
fissures est faible. D'un point de vue qualitatif et quantitatif, le dimensionnement des armatures
devra donc permettre « d'atténuer » l'ouverture réelle des fissures.
Pour s'assurer du non-dépassement de cette valeur limite wmax, deux méthodes de justification
sont proposées dans l'Eurocode 2 :
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1/ Méthode « directe » :
Elle consiste à calculer l'ouverture théorique des fissures en fonction des sollicitations et à NF EN 1992-1-1
[7.3.4]
s'assurer qu'elle reste inférieure à la valeur limite admissible wmax.
Cette méthode présente un certain nombre de limitations. Elle est adaptée au cas de sections
rectangulaires en flexion composée non déviée. Elle n'est pas calibrée pour les pièces épaisses.
Guide
2/ Méthode « simplifiée » méthodologique
Il s'agit de l'approche « rustique » retenue dans l'annexe nationale de l'Eurocode 2 partie 2. Cette Eurocode 2 –
méthode applicable dans toutes les situations est la suivante : SETRA
– limitation de l'espacement entre aciers (5.(c+Φ/2), avec c l'enrobage et Φ le diamètre
des armatures mises en place)
– limitation de la contrainte dans les aciers passifs à 1000.wmax pour les sections fléchies
(wmax en mm et la contrainte en MPa).
Autrement dit, pour une ouverture de fissure admissible wmax =0,30 mm, on doit vérifier σs < 300
MPa sous combinaisons fréquentes de charges (ELS fréquents).
2.c) Conséquences sur le dimensionnement des sections d'armatures
Sections sujettes à la fatigue
Pour s'affranchir de la justification à la fatigue, la contrainte dans les armatures sera limitée à 300
MPa pour les combinaisons ELS caractéristiques. Ce critère est la plupart du temps
dimensionnant pour les aciers car plus défavorable que les combinaisons ELU.
Deux situations se présentent alors en fonction de la classe d'exposition :
– si la classe est comprise entre X0 et XC4, alors wmax =0,30 mm. Vis-à-vis de la maîtrise
de la fissuration, on doit ensuite retenir σs < 300 MPa sous les combinaisons ELS
fréquents. Ce critère n'est pas dimensionnant puisque la sollicitation sous les
combinaisons ELS fréquents est plus faible que sous les combinaisons ELS
caractéristiques et que la contrainte limite des armatures est la même.
– si la classe est supérieure à XD1, alors wmax = 0,20 mm. Vis-à-vis de la maîtrise de la
fissuration, on doit ainsi retenir σs < 200 MPa sous les combinaisons ELS fréquents. Ce
critère peut devenir dimensionnant. Même si la sollicitation sous les combinaisons ELS
fréquents est plus faible que sous les les combinaisons ELS caractéristiques, cette
limitation de contrainte peut obliger à redimensionner la section d'armatures.
Sections non sujettes à la fatigue
La limite à 0,8.fyk (400 MPa) sous les combinaisons ELS caractéristiques n'est dans ce cas pas
dimensionnante par rapport aux combinaisons ELU. La section d'armatures peut néanmoins
s'avérer insuffisante au regard du critère de maîtrise de la fissuration. De nouveau, le choix
effectué sur les classes d'exposition peut conduire à un redimensionnement plus ou moins
important :
– pour les classes comprises entre X0 et XC4, il convient de comparer la section obtenue
pour les combinaisons ELS fréquents en bornant la contrainte dans les armatures à 300
MPa, à celle obtenue pour les combinaisons ELU,
– pour les classes supérieures à XD1, il convient de comparer la section obtenue pour les
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combinaisons ELS fréquents en bornant la contrainte dans les armatures à 200 MPa, à
celle obtenue pour les combinaisons ELU.
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Harmonisation des prescriptions sur le matériau béton
fiche thématique 1.9 Clé de lecture du tableau des
bétons
Contenu :
– parties d’ouvrages
– classes d’exposition
– classe de chlorures
– classe de résistance
– teneur minimale en liant équivalent
– nature du ciment
– caractéristiques complémentaires du ciment
– rapport Eeff/Leq
– autres caractéristiques complémentaires
– modèle vierge de tableau de prescription des bétons
– annexe : limites de composition des bétons
Bibliographie :
– version 2015 du logiciel PETRA - Élaboration des pièces écrites techniques des DCE pour la construction
d'ouvrages d'art neufs. Cerema Dtec ITM.
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. 2014.
– NF EN 206/CN. Béton : spécification, performances, production et conformité. Décembre 2014.
– fiche 1.1 Détermination des classes d’exposition.
– fiche 1.2 Détermination de la classe de chlorures.
– fiche 1.3 Prescriptions relatives à l’alcali-réaction.
– fiche 1.4. Prescriptions relatives à la réaction sulfatique interne.
– fiche 1.10. Informations relatives aux ciments.
– Partie 4. Exemple d’application à un cas concret.
– FD P 18-011. Béton – Définition et classification des environnements chimiquement agressifs –
Recommandations pour la formulation des bétons. Mars 2016.
– FD P 18 464. Béton - Dispositions pour prévenir les phénomènes d'alcali-réaction. Avril 2014.
– Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel. LCPC. Décembre 2003.
– Recommandations pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interne. LCPC. Août 2007.
Cette fiche constitue un complément à la partie 4 (Exemple d’application à un cas concret) du
présent guide. Elle vise à expliciter les termes utilisés dans le tableau de prescription des bétons et
constitue un outil facilitant le contrôle du tableau des bétons d’un CCTP.
Afin de guider le rédacteur dans l’établissement du tableau des bétons dans les CCTP, les tableaux
de prescription des limites de composition des bétons du fascicule 65 du CCTG sont présentés en fasc. 65 [8.1.1.3]
annexe de la présente fiche.
1. Partie d’ouvrage
Il s’agit de s’assurer que le tableau comprend bien toutes les parties d’ouvrages.
2. Classes d’exposition
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Se reporter aux fiches suivantes :
– corrosion, attaques chimiques : fiche 1.1 Détermination des classes d’exposition.
– gel/dégel : classes d’exposition liées au gel / dégel : fiche 1.5 Prescriptions relatives au gel.
– alcali-réaction : fiche 1.3 Prescriptions relatives à l’alcali-réaction.
– réaction sulfatique interne : fiche 1.4. Prescriptions relatives à la réaction sulfatique interne.
La classe d’exposition constitue la donnée d’entrée du tableau 8.B du fascicule 65 du CCTG
travaux (cf. annexe de la présente fiche).
3. Classes de chlorures
Se reporter à la fiche 1.2 Détermination de la classe de chlorures.
4. Classe de résistance
La classe de résistance indiquée dans les tableaux de prescription de la norme NF EN 206/CN, des
guides techniques (Recommandations gel) ou du fascicule 65 du CCTG ne concerne que la
durabilité du matériau béton armé. Une résistance plus élevée peut être rendue nécessaire !!!
pour des raisons structurelles (voir le dimensionnement de la solution constructive par le bureau
d'études ; cas de la mise en tension des câbles de précontrainte par exemple...).
Il faut donc se reporter au tableau 8.B du fascicule 65 du CCTG travaux (cf. annexe de la présente
fiche) pour la résistance minimale en termes de durabilité, associé aux éventuelles spécifications
complémentaires (Recommandations à la durabilité au gel des bétons, LRE) ; mais aussi au calcul
de pré-dimensionnement du concepteur qui peut aboutir à la prise en compte de résistances
plus élevées.
5. Teneur minimale en liant équivalent
5.a Notion d’addition
NF EN 206/CN
Au sens de la norme, une addition se définit comme un constituant minéral finement divisé, utilisé [3.1.2.1]
dans le béton afin d’améliorer certaines propriétés ou pour lui conférer des propriétés particulières.
5.b Notion de liant équivalent
Les additions peuvent contribuer à améliorer les performances du béton, en colmatant la porosité en
corrigeant la granulométrie (additions de type I) ou en formant chimiquement de nouveaux produits
(additions de type II).
La norme autorise la prise en compte de ces effets à travers la notion de liant équivalent, qui est
définie par la formule suivante : NF EN 206/CN
Liant éq = C + k.A [NA.5.2.5.2.1]
Notations :
– C : quantité de ciment (CEM I ou CEM II/A) par mètre cube de béton (kg/m3),
– A : quantité d’addition par mètre cube prise en compte dans le liant équivalent (en kg/m3)
– k : coefficient de prise en compte de l’addition considérée.
Les ciments autorisés pour l’utilisation du concept de liants équivalent sont les ciments :
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– CEM I 42,5 N ; CEM I 42,5 R ; CEM I 52,5 N ; CEM I 52,5 R
– CEM II/A 42,5 N ; CEM II/A 42,5 R ; CEM II/A 52,5 N ; CEM II/A 52,5 R.
!!!
Le calcul ne peut intégrer qu’UN SEUL ciment avec UNE SEULE addition.
5.c Additions de type I
Au sens de la norme, il s’agit d’additions quasi-inertes.
NF EN 206/CN
En France, l’aptitude générale à l’emploi est établie pour les additions normalisées suivantes pour [3.1.2.2 ;
l’application du concept du liant équivalent : NA.5.2.5.2.1]
– les additions calcaires A et B conformes à la NF P 18 508,
– les additions siliceuses de minéralogie Qz conformes à la NF P 18 509.
Nota. Les pigments conformes à l’EN 12 878 et les fillers conformes à l’EN 12 620 ou au prEN 13 055, bien !!!
qu’étant des additions de type I au sens de la NF EN 206/CN, ne peuvent pas être utilisés pour le calcul du
liant équivalent.
5.d Additions de type II
NF EN 206/CN
Au sens de la norme, il s’agit d’additions à caractère pouzzolanique (réaction avec la portlandite [3.1.2.3 ;
issue de l’hydratation du ciment) ou hydraulique latent. NA.5.2.5.2.1]
L’aptitude à l’emploi est établie pour les additions normalisées suivantes pour l’application du
concept du liant équivalent :
– cendres volantes conformes à la NF EN 450-1,
– fumées de silice conformes à la NF EN 13 263-1 et NF EN 16 622,
– laitier vitrifié moulu de haut fourneau, conforme à la NF EN 15-167-1,
– les métakaolins de type A conformes à la NF P 18-508.
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5.e Coefficient k de prise en compte de l’addition
Les valeurs à utiliser pour le coefficient k sont définies par le tableau NA.6 de la norme NF EN
206/CN.
Dénomination de l’addition Valeur du Condition supplémentaire à remplir par
coefficient k rapport aux exigences des normes de
spécifications des additions considérées
Additions de type II
0,60 si i28 ≥ 0,83 et i90 ≥ 0,95
Cendres volantes
0,50 si i28 ≥ 0,80 et i90 ≥ 0,90
0,40 sans objet
si dans les expositions XA :
Eeff/Liant éq ≤ 0,45 et C ≥ 295 kg/m3
2,00 NF EN 206/CN
[NA.5.2.5.2.2,
Fumée de silice si dans les autres expositions :
tabl. NA.6]
Eeff/Liant éq ≤ 0,45 et C ≥ 280 kg/m3
1,00 dans les autres cas
ou sur prescription particulière
Laitiers vitrifiés moulus de haut-fourneau 0,90 si i7 ≥ 0,65 et i28 ≥ 0,85 (classes A et B)
0,60 sans objet (classe C)
Métakaolin de type A 1,00 sans objet
Addition de type I
Additions calcaires 0,25 sans objet
Additions siliceuses de minéralogie Qz 0,25 sans objet
Toutes additions
Pour les quantités d’additions dépassant les 0,00
valeurs indiquées au tableau NA.F.1 ou au
tableau NA.F.2 et pour les autres ciments ou
autres additions que celles mentionnées dans
NA.5.2.5.2.1
NOTE : i7, i28, i90 sont des indices d’activité déterminés selon la norme de spécifications de l’addition
considérée.
Nota : l’indice d’activité correspond au rapport (en %) de la résistance à la compression d’éprouvettes
normalisées de mortier standard préparées avec le ciment de l’essai et l’addition considérée (% de substitution
défini dans chaque norme addition) sur la résistance à la compression d’éprouvettes normalisées de mortier
standard mesurée à la même échéance, préparées avec 100 % de ciment d’essai.
5.f Taux de substitution A/(A+C) NF EN 206/CN
[tabl. NA.F.1 et
NA.F.2]
Le taux de substitution du ciment par une addition est caractérisé par le rapport A/(A+C), dont la
valeur ne doit pas dépasser les valeurs limites maximales définies dans la norme NF EN 206/CN.
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5.g Teneur minimale en liant équivalent
Notion de Dmax
Au sens de la norme NF EN 206/CN, Dmax correspond à la valeur déclarée de D pour les plus gros
NF EN 206/CN
granulats effectivement utilisés dans le béton, D étant la dimension supérieure au tamis d’un granulat [3.2]
classé selon d/D.
Le Dmax doit être tel que Dinf ≤ Dmax ≤ Dsup NF EN 206/CN
[5.2.3.1 2) ; NA.6.1]
où :
– Dinf est la plus petite valeur de D pour les plus gros granulats présents dans le béton et NF EN 206/CN
autorisés par la spécification. [3.2]
– Dsup est la plus grande valeur de D pour les plus gros granulats présents dans le béton et
autorisés par la spécification.
NF EN 206/CN
En France, la prescription de Dsup et Dinf peut être remplacée par celle de Dmax. [5.2.3.1 2) ; NA.6.1]
NF EN 13670/CN
La valeur maximale du Dmax doit être spécifiée au marché.
[clause NA 8.1 (3)]
Cette valeur ne peut pas excéder 25 mm. CCTP type
[3.12.6.1]
Le Dmax des gravillons réellement utilisés doit prendre en compte les impératifs de mise en œuvre et fasc 65 [8.1.1.6]
la géométrie des coffrages et ferraillages.
L’impact du Dmax sur le dosage en liant est indiqué en 6.g de la présente fiche. Les dosages en liant
du tableau des bétons sont données pour Dmax = 20 mm.
Teneur minimale en liant équivalent
Cette valeur est donnée pour un Dmax = 20 mm.
!!!
L’utilisation d’un diamètre différent conduit à une modification du rapport entre volume de pâte et le
volume de granulats et donc à adapter la teneur minimale en liant équivalent.
Cette modification est prescrite de la manière suivante par la norme NF EN 206/CN et le fascicule 65
du CCTG : NF EN 206/CN
[tabl. NA.F.1, d)]
• D ≤ 12,5 : + 10 %
• D = 14 : + 7,5 % fasc. 65
• D = 16 : + 5 % [tabl. 8B note b)]
• D = 22,4 : - 2,5 %
• D ≥ 31,5 : - 10 %
La teneur minimale en liant équivalent est indiquée dans le tableau 8.B du fasc. 65 du CCTG (cf.
annexe de la présente fiche), complété par les éventuelles spécifications complémentaires
(Recommandations pour la durabilité au gel des bétons, LRE).
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6. Nature du ciment fiche thém. 1.10
- ciments
Se reporter à la fiche 1.10.
ex. : CEM I ou CEM II/A 42,5
La nature du ciment découle notamment du tableau 8.B du fasc. 65 du CCTG (cf. annexe de la
présente fiche), complété par :
• le FD P 18-011,
• les guides relatifs à la durabilité des bétons (RSI, recommandations pour la durabilité au gel
des bétons).
7. Caractéristiques complémentaires du ciment fiche thém. 1.10
- ciments
Se reporter à la fiche 1.10.
7.a) Classe LH
Cette caractéristique peut être utile lorsque l’on souhaite diminuer le dégagement de chaleur du NF EN 197-1
béton (problèmes prévisible de réaction sulfatique interne, retrait thermique...).
7.b) Caractéristiques complémentaires SR, ES, PM
NF EN 197-1 [tabl.
Ces caractéristiques complémentaires, destinées à améliorer la protection du béton vis-à-vis des 2]
agressions d’origine chimique, découlent du tableau 8.B du fasc. 65 du CCTG (cf. annexe de la
présente fiche), complété par :
• le FD P 18-011,
• les guides relatifs à la durabilité des bétons (RSI, recommandations pour la durabilité au gel
des bétons).
Les ciments SR NF et ES sont résistants aux environnements sulfatiques.
Les ciments PM, initialement adaptés aux environnements marins, protègent également d’autres
types d’attaques chimiques.
Ces typologies de ciments sont appelées par les ciments XS2, XS3, XF2, XF4 et XA.
7.c) Caractéristique complémentaire CP
La caractéristique complémentaire CP permet de spécifier des ciments ayant une teneur en sulfures NF P 15-318
limitée, adaptée à l’utilisation visée. La norme définit deux classes, dont les conditions d’utilisation fasc. 65 [8.1.2.1]
sont définies par le fasc. 65 du CCTG :
• CP1 : teneur en sulfures < 0,7 %, adaptée à la précontrainte par post-tension
• CP2 : teneur en sulfures < 0,2 %, adaptée à la précontrainte par pré-tension
8. Rapport Eeff / Leq
8.a Notion d’absorption
Elle représente la capacité qu'ont les granulats de retenir l'eau dans leur porosité. Elle s’exprime en
pourcentage de la masse sèche de granulat. Cette valeur figure sur les fiches techniques produits.
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Si la teneur en eau est supérieure à l’absorption, le granulat est saturé.
L'absorption d'eau des sables peut être déterminée sur la fraction 0/D, la prise d'essai incluant donc NF EN 206/CN
les parties fines (< 0,063 mm) éventuelles, en appliquant la norme NF EN 1097-6 (§9.3). [NA.5.4.2]
8.b Notion d’eau totale
Par définition, l’eau totale représente la totalité de l’eau incorporée dans le béton au moment de sa
fabrication. Elle contient donc : NF EN 206/CN
– l'eau d’apport (c’est l’eau pesée dans la bascule), [NA.3.1.3.13]
– l'eau déjà contenue dans et à la surface des granulats (caractérisée par la teneur en eau et
le dosage des granulats),
– la phase liquide des adjuvants (caractérisée par le complémentaire de l’extrait sec et le
dosage des adjuvants),
– la phase liquide des ajouts et des additions utilisés sous la forme de suspension,
– l'eau résultant de l’ajout de glace ou de l’utilisation de chauffage à la vapeur.
8.c Notion d’eau efficace
L’eau utilisée pour la fabrication du béton (eau totale) joue plusieurs rôles, de manière non exclusive :
– remplissage de la porosité accessible à l’eau des granulats (caractérisée par leur coefficient
d’absorption),
– hydradation du ciment,
– contribution (maîtrisée !) à la fluidification du béton frais.
Les deux derniers points, qui impactent directement les propriétés du béton, correspondent à la
notion d’EAU EFFICACE.
NF EN 206/CN
L’eau efficace se définit donc comme étant la différence entre l’eau totale et l’eau absorbée [NA.3.1.3.4]
par les granulats.
Notation conventionnelle : Eeff.
8.d Rapport Eeff / Leq
Dans le cas des bétons courants, il y a habituellement plus d’eau que ce qui est nécessaire à
l’hydratation du ciment. L’eau en excès finit donc par être évacuée, générant du retrait et une
porosité qui conduisent à diminuer la durabilité du béton armé, en favorisant la pénétration des
agents agressifs.
Le rapport Eeff/Leq est lié en première approche à la porosité de la pâte de ciment du béton durci.
Sa valeur est plafonnée en fonction de la classe d’exposition pour des objectifs de durabilité.
La valeur maximale du rapport Eeff/Leq est indiquée dans le tableau 8.B du fasc. 65 du CCTG (cf. fasc. 65
[8.1.1.3 : tabl. 8.B]
annexe de la présente fiche), complété par les éventuelles caractéristiques complémentaires
(Recommandations à la durabilité au gel des bétons, LRE).
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9. Autres caractéristiques complémentaires
9.a résistance au gel et au sel
G : béton résistant au gel interne
G + S : béton résistant au gel et au sel
Ces termes font référence aux Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel.
Pour leur prescription, se reporter au tableau du paragraphe « Recommandations pour la DIR CE »
de la fiche 1.5 : Prescriptions relatives au gel.
9.b Alcali-réaction
RAG : prise en compte de l’alcali-réaction.
Niveau de prévention : A, B ou C.
Ces termes font référence au FD P 18 464.
Se reporter à la fiche 1.3 Prescriptions relatives à l’alcali-réaction.
9.c RSI
RSI : prise en compte de la réaction sulfatique interne.
Niveau de prévention : As, Bs, Cs, Ds.
Ces termes font référence aux Recommandations provisoires. Protection et réparation des ouvrages
atteints de réactions de gonflement interne du béton
Se reporter à la fiche 1.4. Prescriptions relatives à la réaction sulfatique interne.
9.d Retrait
Le phénomène de retrait peut avoir plusieurs origines :
• le retrait chimique ou contraction Le Chatelier, dû au fait que le volume formé par les
produits d’hydratation du ciment est inférieur au volume des réactifs
• le retrait plastique, lié à la dessication du béton avant sa prise
• le retrait endogène ou d’autodessication, lié à la dessication interne du béton
• le retrait thermique, dû au refroidissement du béton après la prise
• le retrait de séchage ou de dessication, lié au séchage du béton après la prise
Tous ces retraits ont pour point commun d’être directement liés au volume de pâte cimentaire.
La caractéristique complémentaire LRE est définie dans le CCTP type du logiciel PETRA et renvoie à CCTP type
des précautions particulières à prendre en compte pour limiter le retrait pour des raisons [3.12.6.2.2]
structurelles. Elle concerne essentiellement les dalles de pont mixte.
Elle s’applique pour l’essentiel aux hourdis de pont mixte (risque de fissuration transversale
préjudiciable à la durabilité) et aux structures phasées (PIPO, PICF...) pour lesquelles il y a un risque
de fissuration par retrait gêné du fait d’un bridage dû au béton mis en œuvre antérieurement.
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Ces précautions, qui doivent figurer dans le CCTP pour être applicables, sont les suivantes :
– la teneur maximale en ciment est limitée à 385 kg/m3.
– la résistance caractéristique du béton est d'au moins 30 MPa à 28 jours sur cylindres.
– afin de limiter le retrait endogène, les dalles des ouvrages mixtes doivent être réalisées
avec un béton dont le rapport Eeff/Leq doit être supérieur à 0,40.
9.e Limitation de la chaleur d’hydratation
Afin de limiter le risque de fissuration par retrait thermique OU le risque d’endommagement par CCTP type
réaction sulfatique interne, le CCTP type du logiciel PETRA définit la caractéristique complémentaire [3.12.6.2.1]
LCH. Cette prescription concerne les pièces massives.
Les bétons correspondants doivent faire l'objet des dispositions particulières relatives précisées dans
le CCTP :
– utilisation de ciments à faible exothermie et à prise lente.
– interdiction d’utiliser un ciment de la classe de résistance à court terme R.
9.f Qualité des parements
La caractéristique complémentaire EQP est définie dans le CCTP type du logiciel PETRA et renvoie CCTP type
à des précautions particulières à prendre en compte pour améliorer la qualité des parements, à [3.12.2.11]
préciser dans le CCTP. Elle s’applique aux parements fins et vise à limiter les variations de teinte en
imposant une meilleure régularité des quantités d’eau introduites dans les bétons.
Pour les valeurs d’affaissements supérieures ou égales à 100 mm, la tolérance sur la consistance est
réduite à +/-20 mm. Cette tolérance peut toutefois être augmentée si le titulaire le justifie par une
étude spécifique de la sensibilité de la variation de la consistance sur la résistance du béton et
l'aspect des parements.
Il s’agit donc d’une exigence de moyen, qui se rajoute aux exigences de résultat définies dans les
codifications du type E(3-3-3).
10. Modèle vierge de tableau de prescription des bétons
Classes Caractéristiques Eeff/Leq
Teneur minimale Caractéristi
d'expositi Classe de Nature du ciment complémentaires maxi vis-
en liant équivalent ques
Partie d'ouvrage on et de résistance vis-à-vis de la du ciment vis-à- à-vis de
vis-à-vis de la complémen
chlorures minimale durabilité vis de la la
durabilité taires
durabilité durabilité
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11. Annexe : limites de composition des bétons prescrites par le fascicule 65 du CCTG (classe d’exposition = donnée d’entrée du tableau).
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 1.10 – Informations relatives aux
ciments
Contenu :
Prescriptions relatives aux ciments :
– définition
– fabrication
– les différents constituants
– désignation normalisée d’un ciment courant
– prescriptions / règles de l'art
– recommandations pour la DIR CE
– annexes
Bibliographie :
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. 2014.
– NF EN 206/CN. Béton - Spécification, performance, production et conformité - Complément national à la
norme NF EN 206. Décembre 2014.
– NF EN 197-1. Ciment - partie 1 : Composition, spécification et critères de conformité des ciments
courants. Avril 2012.
– NF P 15-317. Ciments pour travaux à la mer PM. Septembre 2006.
– NF P 15-318. Ciments à teneur en sulfures limitée pour béton précontraint. Septembre 2006.
– NF P 15-319. Ciments pour travaux en eaux à haute teneur en sulfates ES. Janvier 2014.
– FD P 18-011. Béton – Définition et classification des environnements chimiquement agressifs –
Recommandations pour la formulation des bétons. Mars 2016.
– FD P 18-464. Béton – Dispositions pour prévenir les phénomènes d’alcali-réaction. Avril 2014.
– Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel. LCPC. Décembre 2003.
– Recommandations pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interne. LCPC. Août
2007.
– Recommandations provisoires. Maîtrise de la durabilité des ouvrages d'art en béton. Application de
l'approche performantielle. LCPC. Mars 2010.
– Guide du SETRA – Ponts mixtes : recommandations pour maîtriser la fissuration des dalles, de
septembre 1995.
– Référentiel de certification de la marque NF – NF 002. Liants hydrauliques.
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1. Définition
« Le ciment est un liant hydraulique, c'est-à-dire un matériau minéral finement moulu NF EN 197-1 [4]
qui, gâché avec de l'eau, forme une pâte qui fait prise et durcit par suite de réactions et
de processus d'hydratation et qui, après durcissement, conserve sa résistance et sa
stabilité même sous l'eau ».
2. Fabrication
Plusieurs étapes sont nécessaires à sa fabrication :
1 – extraction des matières premières et acheminement avant concassage,
2 – pré-homogénéisation et broyage,
Issue de carrière(s), la matière première composée de 80% de calcaire et 20% d'argile
est concassée puis broyée afin d'obtenir « le cru ».
3 – préchauffage et cuisson,
Selon la méthode de fabrication utilisée (voie humide, sèche ou semi-sèche) le cru est
ensuite généralement dirigé dans un échangeur thermique (à cyclone ou à grille) qui le
préchauffe à environ 800°C. Puis, incorporée dans un four rotatif (long cylindre
tournant à faible vitesse et légèrement incliné), la matière chemine lentement jusqu’à la
source de chaleur pour atteindre les 1 450°C. C'est cette transformation de la matière
tout au long de sa montée en température qui permet d'obtenir en sortie de four « le
clinker ».
4 – stockage et broyage,
Après refroidissement le clinker est broyé finement par des broyeurs à boulets et
additionné de sulfate de calcium (3 à 5 %) qui sert à réguler la prise du ciment. On
obtient alors du ciment Portland. C'est à ce stade de la fabrication que l'ajout
d'éléments minéraux au clinker (laitiers de haut fourneau, cendres volantes issues des
centrales thermiques, pouzzolanes, fillers calcaires) donne les ciments « à ajouts ».
5 – conditionnement et expédition
3. Les différents constituants NF EN 197-1 [5]
Les constituants principaux sont définis comme étant des matériaux représentant une
proportion supérieure à 5 % en masse de la somme de tous les constituants principaux
et secondaires. Ils sont codifiés de la manière suivante :
• K - clinker Portland (cf. 2.1),
• S - laitier granulé de haut fourneau (obtenu par refroidissement rapide de laitier fondu de
composition adaptée provenant de la fusion du minerai de fer dans un haut fourneau),
• P, Q – matériaux pouzzolaniques (substances naturelles siliceuses ou silico-alumineuses
ou combinaison de celles-ci susceptible, à température ordinaire et en présence d'eau, de se
combiner à la chaux pour donner des composés stables ayant des propriétés hydrauliques),
◦ pouzzolane naturelle (P) : d'origine volcanique ou issus bien de roches sédimentaires
spécifiques,
◦ pouzzolane naturelle calcinée (Q) : d'origine volcanique ou issus de schistes ou de roches
sédimentaires, activés thermiquement,
• V, W – cendres volantes (obtenues par précipitation électrostatique ou mécanique de
particules pulvérulentes contenues dans les fumées des chaudières alimentées au charbon
pulvérisé),
◦ de nature siliceuse (V) ayant des propriétés pouzzolaniques,
◦ de nature calciques (W) ayant des propriétés hydrauliques et/ou pouzzolaniques,
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• T – schiste calciné (en particulier schiste bitumineux calciné produit dans un four spécial à
une température de 800°C, qui finement broyé présente, outres des propriétés pouzzolaniques,
des propriétés fortement hydrauliques comme le ciment Portland),
• L, LL – calcaire (broyé à une finesse d'environ 5 000 cm²/g) :
◦ L : teneur en carbone organique total inférieur à 0,50 % en masse,
◦ LL : teneur en carbone organique total inférieur à 0,20 % en masse,
• D – fumée de silice (provenant de la réduction de quartz de grande pureté par du charbon
dans des fours à arc électrique utilisés pour la production de silicium et d'alliages de ferrosilicium
– finesse d'environ 15,0 m²/g).
Les constituants secondaires des ciments sont des matériaux minéraux représentant
une proportion inférieure à 5 % en masse de la somme de tous les constituants
principaux et secondaires. Il s’agit de :
• matériaux minéraux naturels,
• matériaux minéraux naturels dérivés du processus de fabrication du clinker,
• constituants tels que cités ci-avant sauf s'ils sont déjà inclus en tant que
constituants principaux du ciment.
Le sulfate de calcium (gypse le plus souvent) : ajouté aux autres constituants du ciment
au cours de sa fabrication, il joue le rôle de régulateur de prise.
Les additifs sont des matériaux ne figurant pas dans la liste ci-dessus et représentant
une proportion inférieure à 1 % de la masse du ciment. Ils sont utilisés pour améliorer la
fabrication ou les propriétés du ciment. Exemple : agents de mouture, permettant
d’optimiser l’efficacité des opérations de broyage lors de la fabrication du ciment.
4. Désignation normalisée d'un ciment courant
4.a) Généralités
Le marquage est défini à l'article 3 de l'annexe ZA de la norme NF EN 197-1.
NF EN 197-1 [ann. 3]
Il doit être complété du nom et de l'adresse du distributeur si celui-ci est différent du Regl. NF 002
fabricant. De plus, les caractéristiques complémentaires PM, ES et CP doivent être
renseignées si le ciment répond aux critères de leur norme respective.
Les ciments courants CEM doivent être identifiés au minimum par : NF EN 197-1
• la notation du type de ciment spécifiée dans le tableau 1, Regl. NF 002
• suivie des nombres 32,5 ; 42,5 ou 52,5 indiquant la classe de résistance,
• suivi de la classe de résistance à court terme désigné par les lettres N, R ou L,
• suivie le cas échéant, pour les ciments courants résistants aux sulfates par la
notation SR et pour ceux à faible chaleur d'hydratation par la notation LH,
• suivie le cas échéant des exigences supplémentaires couvertes par la marque
NF (liants hydrauliques) : PM, ES, CP.
Les sigles CE et NF sont placés à droite de l’ensemble des caractéristiques
couvertes par ces marquages.
!!!
Le fabricant doit aussi déclarer la proportion des additifs contenus dans le ciment. Regl. NF 002 [5.3]
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Principe général :
Marquage NF
Marquage CE
CEM I
32,5 N PM
CEM II/A ou CEM II/B ou ou LH et/ou
CEM III/A ou CEM III/B 42,5 R et/ou + ES
CEM III/C
ou ou SR et/ou
52,5 L CP
CEM V/A ou CEM V/B
Minima obligatoire Selon spécificité du ciment
Exemple de désignation normalisée :
4.b) Composition et notation NF EN 197-1 [6]
En fonction des différents constituants utilisés pour fabriquer le ciment et de leur
proportion, il découle plusieurs familles de ciments :
• CEM I : ciment Portland,
• CEM II : ciment Portland composé,
• CEM III : ciment de haut fourneau,
• CEM IV : ciment pouzzolanique,
• CEM V : ciment composé.
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Leur composition est conforme au tableau suivant : NF EN 197-1 [tabl. 1]
4.c) Exigences mécaniques
NF EN 197-1 [7]
La norme définit les classes de résistance suivantes :
• résistance courante à la compression à 28 jours :
▪ classe 32,5
▪ classe 42,5
▪ classe 52,5
• résistance à court terme à 2 ou 7 jours :
▪ ordinaire (N)
▪ élevée (R)
▪ faible (L) : uniquement applicable aux CEM III
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Les spécifications correspondantes, garanties par l’autocontrôle du producteur de NF EN 197-1 [tabl. 3]
ciment, sont présentées pour information dans le tableau suivant :
résistance en compression (MPa) temps de stabilité
classe de début de (expansion)
résistance résistance à court terme résistance courante prise
2 jours 7 jours 28 jours min mm
32,5 L a)
__ ≥ 12
≥ 32,5 ≤ 52,5 ≥ 75
32,5 N __ ≥ 16
32,5 R ≥ 10 __
42,5 L a) __ ≥ 16
≥ 42,5 ≤ 62,5 ≥ 65 ≤ 10
42,5 N ≥ 10 __
42,5 R ≥ 20 __
52,5 L a)
≥ 10 __
__
52,5 N ≥ 20 __ ≥ 52,5 ≥ 45
52,5 R ≥ 30 __
a) classe de résistance uniquement définie pour les CEM III.
4.d) Classe LH NF EN 197-1
Cette classe caractérise les ciments à faible chaleur hydratation, pour lesquels la chaleur
d'hydratation à 7 jours ou 41 h (selon NF EN 196-8 ou NF EN 196-9) ne doit pas
dépasser 270 J/g.
Cette caractéristique peut être utile lorsque l’on souhaite diminuer le dégagement de
chaleur du béton (problèmes de réaction sulfatique interne, retrait thermique...).
4.e) Classe de résistance aux sulfates SR
NF EN 197-1 [tabl. 2]
La norme introduit la notion de ciments résistants aux sulfates à travers la notation SR,
basée sur la teneur en aluminates tricalciques (C3A) du clinker :
• SR 0, SR 3 ou SR 5 pour les ciments CEM I (fonction du taux de C3A du
clinker),
• SR pour les ciments CEM III et CEM IV.
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Les spécifications correspondantes, garanties par l’autocontrôle du producteur de
ciment, sont présentées dans le tableau suivant :
principaux notation des sept produits composition ( % en masse) a)
types (types de ciments courants
résistants aux sulfates) constituants principaux constituants
secondaires
clinker K laitier de pouzzolane cendre
haut naturelle P volante
fourneau S siliceuse V
Ciment CEM I SR 0
CEM I Portland __ __ __
résistant CEM I SR 3 95100 05
aux sulfates CEM I SR 5
Ciment de CEM III/BSR 2034 6680 __ __ 05
haut fourneau
CEM III résistant CEM III/CSR 519 8195 __ __ 05
aux sulfates
Ciment CEM IV/ASR 6579 2135 05
pouzzolanique
CEM IV résistant CEM IV/BSR 4564 3655 05
aux sulfates b)
a) Les valeurs indiquées au tableau se réfèrent à la somme des constituants principaux et secondaires.
b) Pour les ciments pouzzolaniques résistants aux sulfates, types CEM IV/ASR et CEM IV/BSR, les
constituants principaux autres que le clinker doivent être déclarés dans la désignation du ciment (voir un
exemple, à l’article 8).
4.f) Caractéristique complémentaire ES NF P 15-319
Cette classe est destinée à améliorer la résistance des bétons aux sulfates. Elle prescrit
des exigences supplémentaires pour les ciments non couverts par les classes de !!!
résistance aux sulfates (SR) définies dans la norme NF EN 197-1.
Le critère ES concerne donc les ciments suivants : CEM II/A, CEM II/B, CEM III/A, CEM
V/A et CEM V/B, en plus d’autres ciments ne concernant pas les ouvrages d’art (ciments
sursulfatés et d’aluminates de calcium).
4.g) Caractéristique complémentaire PM NF P 15-317
NF EN 206/CN [tabl.
NA.F]
Cette classe est destinée à améliorer la résistance des bétons à l’agression par les ions
sulfates en présence de chlorures.
Elle est utilisée pour les bétons en environnements marins (classes d’exposition XS2 et
XS3) et dans des cas particuliers relevant des attaques chimiques (XA) ou par sel de
déverglaçage (XF4).
4.h) Caractéristique complémentaire CP NF P 15-318
La présence de sulfures dans les ciments peut occasionner un dégagement
d’hydrogène, pouvant conduire à la fragilisation de l’acier des câbles de précontrainte.
La caractéristique complémentaire CP permet de spécifier des ciments ayant une teneur
en sulfures limitée, adaptée à l’utilisation visée. La norme définit deux classes :
• CP1 : teneur en sulfures < 0,7 %, adaptée à la précontrainte par post-tension
• CP2 : teneur en sulfures < 0,2 %, adaptée à la précontrainte par pré-tension
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5. Prescriptions / règles de l'art
5.a) Fascicule de documentation FD P 18-011
Ce fascicule complète la définition des environnements chimiquement agressifs les
plus courants et fournit des recommandations pour la fabrication des bétons
destinés à des structures soumises à ces agressions.
La définition de l’agressivité chimique (et en particulier la collecte des
informations concernant la composition chimique des milieux avec lesquels les !!!
bétons seront en contact) relève de la responsabilité du maître d’ouvrage.
5.b) Norme NF EN 206/CN
D’une manière générale, la norme ne définit pas quel ciment doit être utilisé en fonction
des classes d’exposition. Au contraire, elle laisse une certaine marge de choix aux
prescripteurs quant à l’utilisation d’un type de ciment, que ce soit un ciment seul ou un
ciment de classe CEM I ou CEM II/A avec additions.
L’annexe D prescrit les types de ciments et les dosages utilisables pour les travaux NF EN 206/CN [ann. D]
géotechniques spéciaux (i. e. : pieux forés, parois moulées, pieux avec refoulement de
sol exécutés en place et micropieux).
NF EN 206/CN
Pour certaines classes d’expositions, elle prescrit certaines caractéristiques [tabl. NAF 1 à 4]
complémentaires. Les principales prescriptions pour les bétons coulés en place sont
rappelées ci-dessous.
Le mélange de deux ciments est autorisé dans le cas particulier des bétons NF EN 206/CN
[NAF 2]
d'ingénierie, selon les modalités particulières définies dans la NF EN 206/CN.
5.b.1) Classes XS2 et XS3 NF EN 206/CN
[tabl. NAF 1]
Utilisation d’un ciment PM.
5.b.2) Classes XD3 et XF4 NF EN 206/CN
[tabl. NAF 1]
En cas d’utilisation de sels de déverglaçage, utiliser un ciment SR conforme à la NF EN
197-1 dont la teneur en SO3 ne doit pas excéder 3,5 % pour les SR 0 et les SR 3 et 2,5
% pour les SR 5 et dont, pour les ciments CEM I et CEM II, les teneurs en C 3A et C4AF
du clinker doivent satisfaire à la condition suivante : (C4AF) + 2 (C3A) ≤ 20 % ou un
ciment conforme à la norme NF P 15-317 (PM) ou à la norme NF P 15-319 (ES). S’il est
possible de n’utiliser que des sels de déverglaçage conformes aux classes A et B de la
norme NF P 98 180 ou conformes à la XP P 98 181, pendant toute la vie de l’ouvrage, il
est possible de déroger à cette exigence.
Nota : l’attention est attirée sur le fait qu’il n’est jamais possible de se prononcer au stade du
projet ou du DCE sur le type de sels de déverglaçage qui sera utilisé sur un ouvrage pendant
toute sa durée de vie.
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5.b.3) Classe XA1 NF EN 206/CN
[tabl. NAF 1]
Se référer au FD P 18-011.
En cas d’utilisation d’un CEM II/A en classe d’agressivité résultant de la présence
d’acide, utiliser un ciment SR conforme à la NF EN 197-1 dont la teneur en SO 3 ne doit
pas excéder 3,5 % pour les SR 0 et les SR 3 et 2,5 % pour les SR 5 et dont, pour les
ciments CEM I et CEM II, les teneurs en C3A et C4AF du clinker doivent satisfaire à la
condition suivante : (C4AF) + 2 (C3A) ≤ 20 % ou un CEM II/A conforme à la norme NF P
15-317 (PM) ou à la norme NF P 15-319 (ES).
5.b.4) Classe XA2 NF EN 206/CN
[tabl. NAF 1]
Se référer au FD P 18-011.
Lorsque la classe d’agressivité résulte de la présence de sulfates, si la teneur en sulfates
excède 1 500 mg/l, utiliser un ciment conforme à la norme NF P 15-319 (ES) ou un
ciment SR conforme à la NF EN 197-1 dont la teneur en SO3 ne doit pas excéder 3,5 %
pour les SR 0 et les SR 3 et 2,5 % pour les SR 5 et dont, pour les ciments CEM I et CEM
II, les teneurs en C3A et C4AF du clinker doivent satisfaire à la condition suivante : (C4AF)
+ 2 (C3A) ≤ 20 %.
Si la teneur en sulfates est comprise entre 600 et 1 500 mg/l, il est en outre possible
d’utiliser un ciment conforme à la norme NF P 15-317 (PM).
En cas d’utilisation d’un CEM II/A en classe d’agressivité résultant de la présence
d’acide, utiliser un ciment SR conforme à la NF EN 197-1 dont la teneur en SO 3 ne doit
pas excéder 3,5 % pour les SR 0 et les SR 3 et 2,5 % pour les SR 5 et dont, pour les
ciments CEM I et CEM II, les teneurs en C3A et C4AF du clinker doivent satisfaire à la
condition suivante : (C4AF) + 2 (C3A) ≤ 20 % ou un CEM II/A conforme à la norme NF P
15-319 (ES).
5.b.5) Classe XA3 NF EN 206/CN
[tabl. NAF 1]
Se référer au FD P 18-011.
5.c) Fascicule 65
Comme dans des tableaux de l’annexe nationale de la norme NF EN 206/CN, le fasc. 65 [8.1.2.1]
fascicule 65 reprend les mêmes critères pour l’utilisation des ciments en fonction de la
classe d’exposition des bétons.
Le fascicule 65 impose les exigences décrites ci-dessous.
Les ciments sont conformes aux normes en vigueur et bénéficient de la marque NF – !!!
Liants Hydrauliques ou équivalent.
Le choix du ciment doit être adapté aux classes d'exposition. Ce point doit être justifié
dans le dossier d'étude. Il tient compte en particulier de l’agressivité chimique du milieu
selon les dispositions des normes en vigueur.
Les prescriptions relatives au type de ciment en liaison avec les classes !!!
d’exposition sont résumées dans le tableau 8.B du fascicule. Ce tableau est
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reproduit en annexe de la fiche 1.9.
Le fascicule précise que les ciments suivants sont réputés résistants aux sulfates :
• ciments conformes à la norme NF P 15-319 (ES),
• ciments résistants aux sulfates (SR) au sens de la norme NF EN 197-1 et
répondant aux exigences complémentaires de la marque NF – Liants !!!
Hydrauliques.
Pour les éléments en béton précontraint, les ciments doivent être conformes aux
spécifications de la norme NF P 15-318 (CP) :
• pour les éléments en béton précontraint par pré-tension, le ciment doit être du
CEM I CP2 ou du CEM II CP2.
• pour les éléments en béton précontraint par post-tension, les ciments doivent !!!
être de classe CP1.
• si les armatures de précontrainte ne sont pas durablement isolées du contact
avec le béton, les ciments doivent être de classe CP2.
Le mélange de deux ciments est autorisé selon les conditions de la norme NF EN
206/CN. Le béton est alors considéré comme un béton d'ingénierie au sens de cette !!!
norme.
5.d) Guides techniques
Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel
Recom. gel [3.1.2.2]
Rédigé avant la mise à jour de la norme NF EN 206/CN, les recommandations de ce
guide ont en partie été intégrées dans le complément national de celle-ci pour ce qui est
des critères imposés PM ou ES. Néanmoins, selon le type de béton (bétons traditionnels,
BHP, bétons à démoulage immédiat ou moulés sur site par machine à coffrage glissant)
et son exposition dans l’ouvrage, ces Recommandations vont plus loin et peuvent
conduire à limiter le choix des ciments.
À titre d’exemple, pour les bétons traditionnels, les prescriptions issues du tableau du Recom. gel [3.1.2.2.2]
guide sont les suivantes :
spécifications
caractéristiques
Béton G Béton G+S
CEM I CEM I
PM ou ES (*)
ou
Type et classe CEM II / A et B ou
sauf cendres volantes CEM II / A (S/D)
PM ou ES (*)
45,5 N – 45,5 R
52,5 N – 52,5 R 45,5 N – 45,5 R
52,5 N – 52,5 R
(*) : ciments ES, voir la remarque dans les Recommandations à la DIR CE (6.b).
Ce tableau interdit l’usage des CEM III pour les bétons traditionnels G ou G+S.
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Pour les bétons moulés sur site par machine à coffrage glissant (type GBA ou DBA) les
prescriptions issues du tableau du guide sont les suivantes :
!!!
spécifications caractéristiques
caractéristiques
Béton G Béton G+S
CEM I CEM I
PM ou ES (*)
ou
CEM II / A et B ou
sauf cendres volantes CEM II / A (S/D)
PM ou ES (*)
45,5 N – 45,5 R
Type et classe 52,5 N – 52,5 R 45,5 N – 45,5 R Recom. gel [3.3.2.2.2.2]
52,5 N – 52,5 R
ou ou
CEM III/A ou B CEM III/A ou B
32,5 N et supérieur PM ou ES (*)
32,5 N et supérieur
(*) : ciments ES, voir la remarque dans les Recommandations à la DIR CE (6.b).
Au sens des Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel,
les CEM III ne sont autorisés que pour cette seule utilisation. !!!
Recommandations provisoires. Maîtrise de la durabilité des ouvrages d'art en béton.
Application de l'approche performantielle.
D’une manière générale, ce guide n’impose pas de critères pour le choix du ciment
puisqu’il n’est pas basé sur une approche prescriptive.
Il autorise, pour les bétons G seulement, l’utilisation des ciments de type CEM III sous fiche thém. 1.5
réserve d’une validation sur la base d’essais performantiels (selon NF P 18 424 ou NF P - gel
18 425).
Recommandations pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique
interne.
Concernant la RSI, le choix du ciment est primordial. Il n’est cependant pas toujours aisé
de faire un choix suivant l’exposition des parties d’ouvrage. En particulier pour les pièces
soumises à des agressions de type gel et/ou sels de déverglaçage qui peuvent conduire
à des choix contradictoires.
Comme ce guide définit des précautions à appliquer selon le niveau de prévention
retenu, il n’impose pas de critères pour le choix du ciment. L'évolution des
connaissances en matière de RSI se faisant rapidement, les précautions issues de ce
!!!
document sont dorénavant devenues incomplètes voir partiellement obsolètes. Il est
indispensable de se reporter à la fiche thématique 1.4 – Prescriptions relatives à la RSI).
Paramètre pouvant jouer sur le développement d’une réaction sulfatique interne :
fiche thém. 1.4
• chaleur d’hydratation (surface spécifique,. ..). Privilégier les ciments LH.
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• nature chimique (teneur en aluminates, alcalins...). - RSI
Ponts mixtes : recommandations pour maîtriser la fissuration des dalles.
Ce guide ne fixe pas précisément de type ou nature de ciment à utiliser mais donne des
recommandations pour minimiser la valeur de ces retraits en fonction de ;
• l'épaisseur de la dalle ;
• le dosage en ciment, la nature du ciment et la formulation du béton ;
• les conditions de bétonnage : calorifugeage des coffrages, température
extérieure…
Par principe, il est préférable d’utiliser des ciments qui monteront lentement en
résistance à jeune âge. Ce qui n’est pas toujours compatible avec les cadences de
bétonnage et planning des entreprises.
6. Recommandations pour la DIR CE
6.a) Recommandations découlant des textes
Généralités
Les prescriptions les plus à jour sont celles reprises par le fascicule 65 du CCTG. !!!
Il n’y a pas un ciment meilleur qu’un autre. Il y a seulement des ciments différents qu’il
est nécessaire d’adapter en fonction des parties d’ouvrages à réaliser. Il y a lieu
d’adapter d’une part à la pièce elle-même et à son exposition (= durabilité), mais aussi à
l’époque de mise en œuvre du béton (été/hiver), ainsi qu’aux conditions et moyens de
mise en œuvre (cadence de bétonnage, forme et nature du coffrage, étuvage...).
Lorsqu’il n’y a pas de prescription spécifique dans les marchés de travaux, c’est à
l’entreprise (avec son fournisseur de béton) de proposer un ciment qui sera adapté à ses
applications tout en devant respecter la durabilité visée.
Choix des ciments :
Le choix du type précis de ciment est de la responsabilité de l’entreprise. Il résulte d’un
compromis entre les exigences du marché, le coût, les matériaux disponibles à la
centrale à béton et l’expérience du producteur de béton en matière de formulation
(compatibilité ciment-adjuvant, maintien en rhéologie, montée en résistance..) et ne peut
pas être complètement appréhendé en amont.
Un premier choix est réalisé lors de l’agrément des matériaux, sous réserve des résultats
de l’épreuve de convenance. Le choix définitif est validé après analyse des résultats
des épreuves de convenance.
Les spécifications dans les marchés doivent être justifiées par des exigences en matière
de durabilité (CP pour la précontrainte, PM ou ES/SR pour les attaques chimiques
associées à des classes XA, limitation de la chaleur d’hydratation pour la RSI et le retrait
thermique, spécifications liées à la résistance au gel...) ou de résistance (classe de
résistance à 28 j ou à court terme). D’une manière générale, il convient de se reporter
aux FD P 15 010 et 18-011, aux tableaux NA.F. de la norme NF EN 206/CN et aux
guides techniques (gel et RSI).
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Éléments en béton précontraint
Pour les éléments en béton précontraint par pré-tension, le ciment doit être du CEM I
CP2 ou du CEM II CP2.
Pour les éléments en béton précontraint par post-tension, les ciments doivent être a
minima de classe CP1.
Si les armatures de précontrainte ne sont pas durablement isolées du contact avec le
béton, les ciments doivent être de classe CP2.
6.b) Autres Recommandations
Commentaire sur les ciments ES
Concernant les ciments, un ciment SR (sensu 2014) n’est pas équivalent à un "ex
ES" (=ES sensu début 2012, celui des textes : NF EN 206-1/CN, fasc. 65 de 2008,
recommandations pour la durabilité au gel...).
Le référentiel de certification NF des ciments a évolué (version du 1er juillet 2013) !!!
de manière à ce qu’un ciment SR couvert par la marque NF corresponde à un “ex
ES” et soit donc réputé résistant aux sulfates. Cette équivalence est reconnue par
le nouveau fascicule 65.
Gel et CEM III
Pour les bétons G+S, aux vues des retours d’expériences antérieures, il est préférable
d’interdire les ciments de classe CEM III, quel que soit le type de béton (traditionnel ou !!!
mis en place par machine à coffrage glissant).
Pour les bétons G, l’utilisation des CEM III est possible, sous réserve d’une validation par
l’essai de gel interne.
Gel et RSI
Lors du choix d’un ciment, le prescripteur peut être confronté à des contradictions vis-à-
vis du respect des critères G ou G+S et RSI. Une discussion en phase travaux doit alors
être engagée par celui-ci avec la maîtrise d’œuvre afin de trouver une solution qui peut
potentiellement conduire à une dérogation au marché en privilégiant l’un ou l’autre des
critères.
Cet aspect peut être anticipé par le maître d’œuvre lors de la rédaction des marché de
travaux, en accord avec la maîtrise d’ouvrage, puisque le choix du critère qui sera
privilégié pourra avoir un impact plus ou moins important par rapport aux coûts de
maintenance envisagé tout au long de la durée de vie du projet.
RAG FD P 18-464
fiche thém. 1.3
Compte-tenu des dosages couramment utilisés en ouvrages d’art, le choix du ciment - RAG
(teneur en alcalins) est un paramètre de premier ordre lors de la réalisation d’un calcul
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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de bilan des alcalins.
Environnements chimiques (XA)
Le montage d’un marché de travaux nécessite d’anticiper sur la collecte des
informations concernant la composition chimique des milieux avec lesquels les
bétons seront en contact afin de définir précisément les classes d’exposition XA (1, 2 ou !!!
3).
Les analyses doivent donc être faites en amont du lancement de la consultation
des entreprises.
7. Annexes
Cette annexe présente pour information une partie des spécifications associées aux
appellations des ciments. Ces caractéristiques sont vérifiées dans le cadre de
l’autocontrôle du producteur de ciment.
7.a) Exigences mécaniques
Il s'agit des exigences complémentaires de la marque NF-LH pour les valeurs Regl. NF 002 [7]
caractéristiques spécifiées et les valeurs limites applicables à chacun des résultats. Elles et NF EN 197-1 [9.2.3]
sont données par le tableau suivant :
classe de type de résistance à la compression en MPa
résistanc ciment
e résistances à court terme résistances courantes
2 jours 7 jours 28 jours
Valeur Valeur Valeur Valeur Valeur Valeur
caractéri limite caractéri limite caractéristique limite
stique inférieure stique inférieure inférieure
inférieure inférieure inférieure supérieur
e
32,5 L CEM III __ __ ≥ 12,0 10,0 ≥ 32,5 ≤ 52,5 30,0
CEM I
__ __ ≥ 16,0 17,5
CEM II
32,5 N CEM III
CEM IV __ __ ≥ 16,0 14,0
CEM V ≥ 32,5 ≤ 52,5 30,0
CEM III ≥ 13,5 12,0 __ __
32,5 R CEM I
≥ 10,0 8,0 __ __
CEM II
42,5 L CEM III __ __ ≥ 16,0 14,0 ≥ 42,5 ≤ 62,5 40,0
CEM I
≥ 12,5 10,0 __ __
CEM II
42,5 N CEM III
≥ 42,5 ≤ 62,5 40,0
CEM IV ≥ 10,0 8,0 __ __
CEM V
42,5 R tout type ≥ 20,0 18,0 __ __
52,5 L CEM III ≥ 10,0 8,0 __ __ ≥ 52,5 __ 50,0
52,5 N tout type ≥ 20,0 18,0 __ __
≥ 52,5 __ 50,0
52,5 R tout type ≥ 30,0 28,0 __ __
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7.b) Exigences physiques
Regl. NF 002 [7]
Là encore, il s'agit d'exigences complémentaires de la marque NF-LH pour les valeurs et NF EN 197-1 [9.2.3]
caractéristiques et valeurs limites applicables à chacun des résultats. Elles sont données
par le tableau suivant :
classe de type de ciment temps de début de prise en min stabilité expansion en mm
résistance
valeur valeur limite valeur valeur limite
caractéristique inférieure caractéristique supérieure
inférieure supérieure
32,5 L
32,5 N tout type ≥ 90,0 90
32,5 R
42,5 L
42,5 N ≤ 10 10
42,5 R
tout type ≥ 60,0 60
52,5 L
52,5 N
52,5 R
7.c) Exigences chimiques
1 2 3 4 5
NF EN 197-1 [tabl. 4]
propriété référence de l’essai type de ciment classe de résistance exigences a)
perte au feu EN 1962 CEM I toutes classes ≤ 5,0 %
CEM III
résidu insoluble EN 1962 b) CEM I toutes classes ≤ 5,0 %
CEM III
32,5 N
CEM I 32,5 R ≤ 3,5 %
CEM II c) 42,5 N
teneur en sulfate EN 1962 CEM IV
(SO3) CEM V 42,5 R
52,5 N
52,5 R ≤ 4,0 %
CEM III d) toutes classes
teneur en chlorure EN 1962 tous types e) toutes classes ≤ 0,10 % f)
pouzzolanicité EN 1965 CEM IV toutes classes Satisfait à l’essai
a) Les exigences sont données en pourcentage en masse du ciment produit fini.
b) Détermination des résidus insolubles dans l’acide chlorhydrique et le carbonate de sodium.
c) Les ciments de type CEM II/BT et CEM II/BM avec T>20 % peuvent contenir jusqu’à 4,5 % de sulfate (SO3)
quelle que soit la classe de résistance.
d) Le ciment de type CEM III/C peut contenir jusqu’à 4,5 % de sulfate.
e) Le ciment de type CEM III peut contenir plus de 0,10 % de chlorure mais, dans ce cas, la teneur maximale en
chlorure doit figurer sur l’emballage et/ou le bon de livraison.
f) Pour des applications en précontrainte, les ciments peuvent être produits selon une des exigences plus basse.
Dans ce cas, la valeur de 0,10 % doit être remplacée par cette valeur plus basse qui doit être mentionnée sur le
bon de livraison.
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1 2 3 4 5 NF EN 197-1 [tabl. 5]
a)
propriété référence de l’essai type de ciment classe de résistance exigences
32,5 N
CEM ISR 0 32,5 R ≤ 3,0 %
teneur en sulfate EN 1962 CEM ISR 3 42,5 N
(SO3) CEM ISR 5 b)
CEM IV/ASR 42,5 R
CEM IV/BSR 52,5 N ≤ 3,5 %
52,5 R
CEM ISR 0 =0%
EN 1962 d) CEM ISR 3 ≤3%
C3A dans le clinker c) toutes classes
CEM ISR 5 ≤5%
__ e) CEM IV/ASR ≤9%
CEM IV/BSR
pouzzolanicité EN 1965 CEM IV/ASR toutes classes Le résultat d’essai
CEM IV/BSR doit être positif à 8
jours
a) Les exigences sont données en pourcentage en masse du ciment produit fini ou du clinker comme défini au
tableau.
b) Pour des applications spécifiques, les ciments CEM ISR5 peuvent être produits avec une plus forte teneur en
sulfates. Dans ce cas, la valeur numérique de cette plus haute teneur en sulfates doit être déclarée sur le bon de
livraison.
c) La méthode d’essai pour la détermination de la teneur en C3A du clinker à partir d’une analyse du ciment
produit fini est en cours d’élaboration par le CEN/TC51.
d) Dans le cas particulier du CEM I, il est permis de calculer la valeur C 3A du clinker à partir de l’analyse
chimique des ciments. La teneur en C3A doit être calculée à l’aide de la formule suivante : C3A = 2,65A – 1,69F
(voir 5.2.1).
e) En attendant la mise au point d’un essai la teneur en C 3A du clinker (voir 5.2.1) doit être déterminée à partir de
l’analyse du clinker réalisée dans le cadre du contrôle de production en usine du fabriquant (EN 197
2:2000,4.2.1.2).
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 1.11 Prescriptions relatives à
l’approche performantielle
Contenu :
– généralités
– historique de l’approche performantielle et contexte normatif
– définitions
– démarche méthodologique de la conception performantielle
– principaux essais de l’approche performantielle
– recommandations pour la DIR CE
Bibliographie :
– NF EN 13 670 - Exécution des structures en béton - Complément national à la NF EN 13670:2013 (Tirage 2
(2013-04-01)). Février 2013.
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. 2014.
– NF EN 206/CN. Béton - Spécification, performance, production et conformité - Complément national à la norme
NF EN 206. Décembre 2014.
– NF EN 13 369. Règles communes pour les produits préfabriqués en béton. Novembre 2013.
– Recommandations provisoires. Maîtrise de la durabilité des ouvrages d'art en béton. Application de l'approche
performantielle. LCPC. Mars 2010.
– Guide. Conception des bétons pour une durée de vie donnée des ouvrages. AFGC. Juillet 2004.
– Recommandations professionnelles provisoires. Méthodologie d’application du concept de performance
équivalente des bétons. FNTP, FFB, CERIB, FIB. Mars 2009.
– NF P 18 459. Béton - Essai pour béton durci - Essai de porosité et de masse volumique. Mars 2010.
– XP P 18 462. Essai sur béton durci - Essai accéléré de migration des ions chlorure en régime non-stationnaire -
Détermination du coefficient de diffusion apparent des ions chlorure. Juin 2012.
– XP P 18 463. Bétons - Essai de perméabilité aux gaz sur béton durci. Novembre 2011.
– Compte-rendu des journées techniques. AFPC AFREM. Durabilité des bétons. Méthodes recommandées pour
la mesure des grandeurs associées à la durabilité. Décembre 1997.
– Grandeurs associées à la Durabilité des Bétons. Presses ENPC, 2007.
Retours d’expériences :
– Construction d’un bateau porte en béton pré-contraint. 2013. Maîtrise d’ouvrage : Grand Port Maritime de
Marseille ; Contrôle Extérieur : CEREMA, Laboratoire d’Aix-en-Provence ; Laboratoire d’essais : CEREMA,
Direction Territoriale Centre-Est.
– Doublement du viaduc de Voslevres (RN79). 2010. Maîtrise d’ouvrage : DREAL Bourgogne, Maîtrise d’œuvre :
DIR CE ; AMO et laboratoire d’essais : CEREMA Direction Territoriale Centre-Est (ex. CETE de Lyon).
Démarche volontaire et non contractuelle de mise en œuvre des « recommandations provisoires pour la
maîtrise de la durabilité des ouvrages d’art en béton – application de l’approche performantielle »,
recommandations LCPC 2010.
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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Préambule :
La présente fiche thématique ne traite que des attaques générant de la corrosion des armatures. Les dégradations du
béton liées au gel/dégel et aux réactions de gonflement interne sont traitées dans les fiches suivantes :
– fiche thématique 1.3 - « prescriptions relatives à l’alcali-réaction »,
– fiche thématique 1.4 - « prescriptions relatives à la réaction sulfatique interne »,
– fiche thématique 1.5 - « prescriptions relatives au gel-dégel ».
Les attaques chimiques externes ne sont pas traitées du fait de l’absence de consensus concernant les méthodes
d’essais.
Remarque : cette fiche s’attache à présenter l’approche performantielle des bétons. Il va de soi que les autres
caractéristiques techniques classiques des bétons sont également à étudier et à vérifier (consistance,
résistance, etc.).
Introduction à l’approche performantielle des bétons
Qu’est-ce que l’approche performantielle des bétons ?
Il s’agit d’une démarche innovante, globale et prédictive de la durabilité des structures en béton
armé, basée sur la notion d’indicateurs de durabilité.
Elle permet au Maître d’Ouvrage une meilleure prise en compte :
- du contexte local de l’ouvrage (utilisation des matériaux locaux et meilleures adaptation des
formules de béton aux conditions environnementales),
- de la « durée de vie » de l’ouvrage, qui est un élément du contrat,
- des problématiques du développement durable.
Elle résout le problème des limites de l’Approche Prescriptive qui, en multipliant les référentiels
prescriptifs, peut aboutir à des exigences de moyens difficiles à concilier.
Sur quels textes réglementaires s’appuie-t-elle ?
L’approche performantielle des bétons est intégrée à la norme NF EN 206/CN.
Le fascicule 65 est à l’heure actuelle le document de référence le plus à jour pour la NF EN 206/CN
prescription d’une approche performantielle des bétons. Il présente les méthodes d’essais, le fasc. 65
choix des indicateurs de durabilité ou encore les seuils à respecter.
Ce corpus de textes réglementaires constitue un socle de référence pour les maîtres d’ouvrage
désirant s’engager dans une démarche d’approche performantielle des bétons.
Quelle est la démarche ?
L’approche performantielle des bétons est une démarche en 6 étapes :
– choix de la durée d’utilisation du projet,
– détermination des classes d’exposition par partie d’ouvrage,
– sélection des indicateurs de durabilité,
– étude de formulation des bétons,
– épreuves de convenance et de contrôles,
– point zéro durabilité et suivi dans le temps de l’ouvrage.
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Quels sont les points de vigilance ?
Une période de préparation des travaux de 6 mois est nécessaire pour tenir compte de la
!!!
durée des essais permettant de qualifier les formules.
La complexité de la démarche nécessite un accompagnement du maître d’œuvre par des
spécialistes du matériau béton. De même, les laboratoires d’essais doivent disposer d’une
certaine expérience pour la réalisation des essais spécifiques à la durabilité des bétons.
Des éléments de réflexions pour déterminer sur quels type d’ouvrages appliquer cette
démarche sont proposés dans le §6.1 : « Éléments de choix pour la mise en œuvre d’une
approche performantielle sur le réseau de la DIR CE ».
La mise en place de l’approche performantielle ne dispense pas de réaliser les essais
classiques associés à la prononciation de la conformité des livraisons de béton
(résistances en compression, consistances.).
1. Généralités
1.1 Contexte
Le parc d’ouvrages du réseau routier national est vieillissant. Un tiers du coût de maintenance
annuelle du parc d’ouvrages est lié à des pathologies du matériau béton.
Pour la construction d’ouvrages neufs, l’enjeu de l’approche performantielle est de permettre
une meilleure d’adaptation du choix des matériau et/ou de l’enrobage à la durée d’utilisation de
projet souhaitée.
Pour le gestionnaire d’ouvrages en service, l’approche performantielle, à travers le suivi de
témoins de durée de vie, permet de mener une politique de prévention des désordres adaptée
au lieu d’intervenir uniquement pour des réparations d’urgence.
L’approche performantielle est une démarche scientifique, basée sur la notion d’indicateurs de
durabilité et sur des formules de béton locales qualifiées.
C’est une démarche qui s’inscrit dans une approche globale de l’ouvrage : durée de vie
souhaitée, contexte environnemental, fonctions de l’ouvrage, disponibilités de ressources
locales...
L’approche performantielle permet de définir :
– les exigences à introduire dans le programme du maître d’ouvrage et les spécifications
correspondantes au CCTP,
– les modalités particulières de qualification des formules de béton performantielles,
– les modalités de contrôle et de suivi de l’ouvrage dans le temps.
1.2 Types de dégradations constatées et paramètres intervenants
Les principales dégradations affectant le béton des ouvrages sont :
– la corrosion des armatures induites par carbonatation et/ou pénétration des ions
chlorures,
– le gonflement et l’écaillage induits par le gel/dégel et l’action des fondants,
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– les réactions de gonflements internes du béton (alcali-réaction et réaction sulfatique
interne) induites par des processus chimiques complexes,
– les attaques chimiques externes.
Les principaux paramètres intervenant dans ces dégradations sont :
– paramètres matériaux : nature et dosage des constituants, structure du réseau poreux,
propriétés de la matrice cimentaire et des granulats...
– paramètres environnementaux : conditions climatiques (gel) et environnementales
(humidité, sels de déverglaçage, eaux / sols chimiquement aggressifs...).
L’approche performantielle est une démarche basée sur la notion d’indicateurs de
durabilité. Elle permet de caractériser les propriétés pertinentes des matériaux du point
de vue de leur physico-chimie, en lien avec l’exposition de la partie d’ouvrage concernée
et la durée d’utilisation du projet.
2. Historique de l’approche performantielle et contexte normatif
2.1 La documentation issue de l’expérimentation en laboratoire
1997 : parution de l’ouvrage « Compte rendu des journées techniques AFPC AFREM Durabilité
des bétons ».
Ce document fait état des expérimentations menées par un groupe de travail « Durabilité des
bétons » créé en 1994 au sein de l’AFREM. Il propose des méthodes d’essais destinées à
mesurer des grandeurs associées à la durabilité.
2004 : parution du guide « Conception des bétons pour une durée de vie donnée des
Guide AFGC. 2004.
ouvrages » de l’AFGC (Association Française de Génie Civil). Ce document rappelle les
principaux mécanismes de corrosion, définit la notion d’indicateurs de durabilité et des
méthodes de caractérisation associées. Il propose également des seuils issus des
expérimentations menées en laboratoire.
2007 : « GranDuBé, Grandeurs associées à la Durabilité des Bétons ». Cet ouvrage synthétise
les résultats de campagnes d’essais croisés de nombreux partenaires publics et privés, initiées
par les travaux de l’AFGC, de mesure des grandeurs associées à la durabilité.
Sur la base de ces expérimentations menées en laboratoire, apparaissent deux documents de
recommandations relatives à l’approche performantielle des bétons, traduisant la distinction
entre deux méthodologies d’approche.
2.2 La naissance de deux méthodologies d’approche performantielle
Recom. prof. FNTP-
2009 : les Recommandations professionnelles provisoires (FNTP, FFB, CERIB, FIB) FFB-CERIB-FIB. 2009.
présentent la méthodologie d’application du concept de performance équivalente des
bétons.
Le principe de cette approche est de montrer à l’aide d’essais performantiels et d’indicateurs de
durabilité que le béton à qualifier a une équivalence de performance avec celle d’un béton de
référence. Ce concept permet de modifier les exigences de la norme NF EN 206/CN
concernant le dosage minimal en ciment et le rapport maximal eau/ciment lorsqu’une addition
et un ciment spécifiques sont utilisés.
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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Le béton de référence doit être conforme à la norme NF EN 206/CN et à l’annexe NA.F pour la
classe d’exposition considérée. Il doit par ailleurs répondre aux exigences supplémentaires fasc. 65 [8.1.1.4.2]
suivantes :
– un dosage en ciment supérieur de 5 % au dosage minimal requis pour la classe
d’exposition considérée,
– une classe de résistance supérieure d'une classe à la classe minimale requise pour la
classe d'exposition considérée, fasc. 65
– respect d’une valeur maximale d’absorption d’eau en fonction du type de ciment [8.1.1.4.2: tabl. 8.F]
(l’utilisation d’addition n’est pas admise pour le béton de référence) en fonction de la
classe d’exposition considérée : tableau 8.F du fascicule 65 (voir §4.3.1).
2010 : les Recommandations provisoires LCPC relatives à la maîtrise de la durabilité des
ouvrages d'art en béton. Ce document présente la démarche d’application de l'approche Recom. ap. perf
performantielle des bétons.
Cette méthode est celle retenue par le Réseau Scientifique et Technique (RST) du MEEM. !!!
Cette démarche, en 6 étapes présentées au paragraphe 4, propose une formulation des bétons
basée sur des essais de performance vis-à-vis de la corrosion ou indicateurs de durabilité
choisis en fonction du contexte et de la nature de l’ouvrage, dont les résultats sont comparés à
des seuils.
Ces deux approches performantielles ne sont pas contradictoires mais deux philosophies
différentes. Les spécificités du concept de performance équivalente seront mises en évidence
[en italique] dans la description de la démarche de la méthode de conception performantielle,
objet de la présente fiche
2.3 Prise en compte normative de l’approche performantielle et document à appliquer
Sur le plan normatif, les méthodes d’approche performantielle sont intégrées à la norme NF EN NF EN 206/CN [5.3.3]
206/CN. NF EN 206/CN
– [ paragraphes 5.2.5.1, 5.2.5.3 concernant le concept de performance équivalente du [5.2.5.1, 5.2.5.3]
béton ainsi que le concept de performance équivalente de combinaison qui n’est pas
appliqué en France ]
La norme européenne cite les approches performantielles mais en termes non opérationnels.
Le complément national français ne prévoit rien sur le sujet dans son annexe nationale.
Fascicule 65
Les recommandations éditées par le LCPC et la profession sont essentiellement basées sur
des expérimentations en laboratoire. La mise en œuvre de l’approche performantielle sur le
terrain a permis d’enrichir les connaissances relatives à la durabilité des bétons par des
premiers retours d’expérience.
La révision 2014 du Fascicule 65 avait essentiellement pour objet la prise en compte de la
norme NF EN 13 670, des concepts d’approche performantielle et des évolutions de la norme
NF EN 206/CN. Les deux approches mentionnées ci-dessus sont prises en considération.
Le Fascicule 65 traduit concrètement les exigences de l’approche performantielle : modification
du dosage minimal en ciment et du rapport eau/ciment (Tableau 8.C), valeurs maximales des
indicateurs de durabilité (i. e. seuils) en fonction des classes d’exposition et des enrobages
(tableaux 8.D et 8.E). Il définit également les exigences en matières d’épreuves d’étude, de
convenance et de contrôle spécifiques à l’approche performantielle.
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Par conséquent, les éléments qui figurent dans cette fiche thématique s’appuient sur le
fasc. 65
fascicule 65 en termes de méthodes d’essais, de choix des indicateurs de durabilité ou encore
de seuils à respecter.
Le fascicule 65 est à l’heure actuelle le document de référence le plus à jour pour
prescrire une approche performantielle des bétons.
!!!
3. Définitions
3.1 Indicateurs de durabilité
Ils sont liés à la microstructure et aux capacités de transport du matériau. Ils sont
fondamentaux pour la prédiction de la durabilité et « aisément » mesurables par des essais aux
modes opératoires définis. Ils sont évalués en amont des études de formulation de béton.
Nota : le mot « aisément » renvoie à l’idée que, parmi une gamme d’essais utilisables, on choisira de
préférence celui qui est le plus facilement réalisable dans des laboratoires courants. Il peut s’agir malgré
tout d’essais complexes ou longs, comme dans le cas des essais de gel ou dans le cas dans la
perméabilité à l’eau liquide.
On distingue :
– les indicateurs généraux, valables pour plusieurs types de dégradations : teneur en
portlandite, porosité accessible à l’eau, coefficient de diffusion des ions chlorures,
perméabilité au gaz,
– les indicateurs spécifiques à un processus de dégradation donné : alcali-réaction, RSI,
gel...
Comme l’historique de l’approche performantielle l’a présenté, cette démarche est encore en
grande partie basée sur des résultats expérimentaux en laboratoires. Les variations de valeurs !!!
des seuils des indicateurs de durabilité constatées entre les différents documents s’expliquent
par l’intégration continue des retours d’expérience du terrain.
Les interprétations des valeurs des indicateurs de durabilité sont indissociables des
épaisseurs d’enrobage des armatures.
3.2 Point zéro durabilité
A l’achèvement de l’ouvrage, un point zéro durabilité permet d’initier la période de suivi de
l’ouvrage dans le temps. Il s’effectue par mesure des indicateurs de durabilité, mesure des
enrobages des armatures (appareillage type ferroscan)...
Nota : pour le suivi ultérieur de l'ouvrage et sa gestion dans une optique de prévention des désordres
dus à la corrosion des armatures, il est vivement recommandé de réaliser un point zéro durabilité même
lorsque l'approche performantielle des bétons n'a pas été rendue contractuelle et appliquée pendant la
construction de l'ouvrage.
Ce point zéro sera également utile à l’identification de pathologies liées par exemple aux réactions de
gonflement interne, en permettant de faire la part des choses entre une pathologie initiale (retrait…) ou
un développement tardif de fissuration.
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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3.3 Témoins de durée de vie
Ils sont utilisés au cours de la vie de l’ouvrage, pour mesurer l'avancement des phénomènes à
l'origine du risque de corrosion des armatures, en particulier dans la période d'incubation, et
situer l'ouvrage dans sa durée de vie. Ils sont évalués lors « d'inspections ciblées », sur la base
d'essais issus de prélèvements sur l’ouvrage (détermination du front de pénétration des ions
chlorures ou du profil de teneurs en chlorures, du front de carbonatation, méthodes
électrochimiques...).
3.4 Durée de vie d’un ouvrage
Durée entre la réalisation d’un ouvrage et le moment où s’initie la corrosion (fin de la période
d'incubation, atteinte des armatures par les agents agressifs ou atteinte d'une teneur critique en
agents agressifs au niveau des armatures). La durée de vie résiduelle est la durée entre
l’instant où l’on établit un diagnostic de l’ouvrage et le moment où va s’initier la corrosion.
4. Démarche méthodologique de la conception performantielle
Recom. ap. perf
Ce chapitre présente le déroulement de la méthodologie d’approche performantielle proposée
dans les recommandations LCPC de 2010. En parallèle, les spécificités du concept de Recom. prof. FNTP-
performance équivalente sont indiquées [ en italique ]. FFB-CERIB-FIB. 2009.
La démarche, en 6 étapes, est présentée ci-dessous.
4.1 Choix de la durée d’utilisation du projet
Selon l’Eurocode 0, la Durée d’Utilisation d’un Projet (DUP) d’un ouvrage est égale à 100 ans.
Toutefois, le maître d’ouvrage peut choisir une DUP plus élevée pour affirmer l’importance de la
durabilité dans son projet. Les exigences en termes d’indicateurs de durabilité en seront
d’autant plus strictes.
4.2 Choix des classes d’exposition du béton
Il s’agit de situer l’ouvrage dans son environnement et d’estimer les principaux risques de
dégradations : corrosion des armatures, gel/dégel, réactions de gonflements internes ou
attaques chimiques.
– voir fiche thématique 1.1 - « Détermination des classes d’exposition ».
4.3 Sélection des indicateurs de durabilité et des spécifications associées
Pour chaque type de risque pouvant affecter le béton, sont définis les indicateurs appropriés et
les valeurs seuils à ne pas dépasser.
4.3.1 Risque de corrosion des armatures
3 indicateurs sont à retenir :
– la porosité accessible à l’eau (Peau) : elle donne une vision globale de la durabilité du
matériau,
– la perméabilité au gaz (Kgaz) : elle caractérise le béton vis-à-vis du risque de Recom. ap. perf
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carbonatation, [2.3.1 :tabl. I]
– le coefficient de diffusion apparent des ions chlorures (Dapp), il caractérise le béton vis-
à-vis de l’attaque par les ions chlorures (sels de déverglaçage, environnement
marin...).
Il est important de noter que les valeurs seuils des indicateurs de durabilité sont données pour
des bétons âgés de 90 jours, ce qui n’est pas sans incidence sur le déroulement des étapes
préalables à tout bétonnage, notamment au niveau des épreuves d’étude et de convenance !!!
des bétons. Cette échéance est justifiée par le fait que les processus chimiques nécessaires à
la prise des bétons formulés avec des additions ou des ciments composés sont beaucoup plus
longs qu’en présence de bétons formulés sans addition.
Par ailleurs, les seuils des indicateurs ont été définis en considérant une épaisseur d’enrobage
donnée : 30 mm vis-à-vis de la carbonatation (XC) et 50 mm vis-à-vis de la pénétration !!!
des chlorures (XD, XS).
En complément des éléments de la fiche thématique 1.7 « prescriptions relatives aux
enrobages », le fascicule 65 donne des valeurs maximales des indicateurs de durabilité en fasc. 65
fonction des classes d’exposition, pour un projet avec une DUP de 100 ans et des enrobages [8.1.1.4.1 : tabl 8.D]
de classe structurale S6 (tableau 8.D).
XC1 XC2 XC3 XC4 XD1/XS1 XD2/XS2 XD3/XS3
Peau 90 j (%) 15,5 15,5 15 14,5 14 14 13
Kgaz 90 j
200 200 200
(1018 m²)
Dapp 90 j
7 7 3,5
(1012 m²/s)
Peau 90 j : porosité accessible à l’eau par absorption sous vide mesurée selon la norme NF P 18 459, exprimée en %
Kgaz 90 j : perméabilité apparente au gaz selon la norme XP P 18 463 après séchage complet, exprimée en 10-18 m²
Dapp 90 j : coefficient de diffusion apparent des chlorures mesuré selon la norme XP P 18 462, exprimé en 10-12 m²/s.
L’application de seuils plus stricts aux indicateurs de durabilité permet de minorer les fasc. 65
enrobages. Le tableau 8.E du fascicule 65 propose les valeurs maximales suivantes : [8.1.1.4.1 : tabl 8.E]
XC1 XC2 XC3 XC4 XD1/XS1 XD2/XS2 XD3/XS3
Peau 90 j (%) 15 15 14,5 14 13,5 13,5 12,5
Kgaz 90 j
Minoration 175 175 150
(1018 m²)
de 1 classe
Dapp 90 j
5,5 5,5 3
(1012 m²/s)
Peau 90 j (%) 14 14 14 13,5 13 13 12
Minoration Kgaz 90 j
150 150 100
de 2 (1018 m²)
classes
Dapp 90 j
4,5 4,5 2,5
(1012 m²/s)
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[Le concept de performance équivalente s’appuie quant à lui sur la valeur maximale
d’absorption d’eau du béton de référence (Abeau). Le fascicule 65 propose des valeurs seuils fasc. 65
[8.1.1.4.2 : tabl 8.F]
pour le béton de référence en fonction des classes d’exposition et des types de ciments
utilisés (tableau 8.F) :]
Classe d’exposition Type de ciment Valeur maximale d’absorption d’eau
XC CEM I ou CEM II, classe 42,5 XC1, XC2 : 6,5 %
ou 52,5 XC3, XC4 : 6 %
XD CEM IIS ou CEM IIV PM (non XD1 : 6 %
ES), classe 42,5 ou 52,5 XD2 : 5,5 %
XD3 : 5 %
XS CEM IIS ou CEM IIV PM (non XS1, XS2 : 5,5 %
ES), classe 42,5 ou 52,5 XS3 : 5 %
Note : attention au fait que dans ce tableau, l’absorption d’eau correspond à l’essai décrit dans l’annexe
G de la NF EN 13 369.
4.3.2 Risques lié au gel et avec ou sans sels de déverglaçage
Les indicateurs spécifiques relatifs au gel et au sel sont la teneur en air, la valeur du Lbarre,
l’écaillage, l’allongement relatif, le rapport du carré des fréquences, la résistance.
Pour le choix des seuils de ces indicateurs, se reporter à la fiche thématique suivante :
– fiche thématique 1.5 - « prescriptions relatives au gel-dégel »
4.3.3 Risques lié aux réactions de gonflement interne du béton (alcali-réaction et RSI)
Les indicateurs spécifiques aux RGI (réactivité des granulats, teneur en alcalins équivalents de
la formule, température maximale atteinte à cœur...) sont détaillés dans les fiches thématiques
suivantes :
– fiche thématique 1.3 - « prescriptions relatives à l’alcali-réaction »,
– fiche thématique 1.4 - « prescriptions relatives à la réaction sulfatique interne »
4.4 Formulation des bétons, études
4.4.1 : Choix sur la composition des bétons
L’utilisation de l’approche performantielle permet de déroger aux exigences des valeurs limites fasc. 65
du fascicule 65, en matière de composition des bétons en fonction de la classe d’exposition [8.1.1.3 : tabl 8.B]
(tableau 8.B du fascicule 65).
Ces dérogations portent sur :
– le rapport Eeff/Liant équivalent, qui ne doit pas dépasser de plus de 0,10 la limite fasc. 65
indiquée au tableau 8.B, [8.1.1.4]
– la teneur en liant équivalent, qui doit être égale à au moins 80 % de celle imposée au
tableau 8.B,
– le rapport maximal Addition/(Additions+Ciment), qui peut être supérieur à celui du
tableau 8.B dans les limites du tableau suivant :
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Cas du CEM I Cas du CEM II/A
Cendres volantes 0,35 0,35
sauf CEM II/AV, D ou Q : 0,20
fasc. 65
Fumée de silice 0,10 0,10 [8.1.1.4 : tabl 8.C]
sauf CEM II/AD ou Q : 0,0
Métakaolin type A 0,20 0,20
sauf CEM II/AV : 0,10
et CEM II/AD ou Q : 0,0
Laitier moulu classe A ou B 0,65 0,55
Laitier moulu classe C 0,30 0,20
Additions calcaires catégorie A 0,40 0,25
Additions calcaires catégorie B 0,30 0,20
Additions siliceuses de minéralogie Qz 0,30 0,20
4.4.2 Épreuves d’étude en laboratoire
Une attention particulière doit être apportée par le maître d’ouvrage sur la durée
nécessaire à la phase d’épreuves d’étude des formulations de béton. En effet, pour être !!!
validées, les compositions de béton doivent satisfaire aux seuils de durabilité définis pour des
bétons ayant subi une durée de maturation de 90 jours.
– vis-à-vis de la corrosion des armatures :
Les indicateurs retenus sont testés à 90 jours d’âge du béton (porosité accessible à l’eau, fasc. 65
perméabilité au gaz, coefficient de diffusion des chlorures). [8.1.1.4.1 : tabl 8.D 8.E]
Si les spécifications performantielles sont également vérifiées lors de cette échéance, on
pourra retenir l’age de 28 jours pour l’évaluation de la conformité des épreuves de convenance
et de contrôle.
Dans la perspective des épreuves de convenance et de contrôle, la phase d’étude doit inclure fasc. 65
[8.2.1.2.1]
des mesures à 28 jours des indicateurs suivants :
– porosité à l’eau dans le cas de l’approche performantielle classique,
– [ absorption d’eau dans le cas du concept de performance équivalente ]
Remarque : en accompagnement, des mesures à 28 jours de la résistivité électrique du béton
peuvent être réalisées. Elles pourront être comparées aux mesures d'information réalisées lors
des épreuves de convenance et en cours de chantier.
L’étude de formulation inclut également la vérification des critères du CCTP pour les indicateurs
spécifiques :
– gel et sels : valeurs suivant les critères des recommandations pour la durabilité des
bétons soumis au gel de décembre 2003,
– alcali-réaction : vérification du bilan des alcalins ou validation de la formule par le biais fasc. 65 [8.2.1.1]
d’un essai de performance,
– réaction sulfatique interne : vérification du Tmax en fonction du niveau de prévention
retenu.
Au regard des délais nécessaires pour la phase d’étude de formulation, il y a tout intérêt à ce
que le producteur dispose de formules de béton pré-qualifiées, répondant à des exigences de
durabilité.
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Dans le cas où le producteur dispose de formules locales pré-qualifiées, le maître d’œuvre doit
s’assurer des points suivants :
– le béton a été antérieurement fabriqué et mis en œuvre dans des conditions
équivalentes au chantier considéré (dosage et provenance des matériaux, matériel de fasc. 65 [8.2.1]
fabrication, durée de transport et d’attente du béton),
– le béton a répondu aux spécifications sur les indicateurs au moins de manière
équivalente à celles prescrites. Pour chaque indicateur, les résultats d’essais sont
basés sur un nombre de prélèvement supérieur ou égal à 3, les résultats de chaque
prélèvement satisfont les seuils prescrits et les résultats datent de moins de 2 ans.
La phase d’étude de formulation des bétons est levée par le maître d’œuvre et constitue un
point d’arrêt « autorisation de réaliser les épreuves de convenance ».
Le point d’arrêt est levé si :
– les valeurs obtenues sont conformes au CCTP et aux valeurs limites autorisées pour
les essais performantiels de durabilité : tableaux 8D et 8E du fascicule 65,
– [ les valeurs obtenues sont égales à celles obtenues sur le béton de référence dans le
cas du concept de performance équivalente : tableau 8.F du fascicule 65 ]
4.5 Formulation des bétons, épreuves de convenance et de contrôle
4.5.1 Épreuves de convenance
Outre le respect des spécifications de l’article 8.2.3 du fascicule 65 et la vérification de
l’enrobage des armatures sur élément témoin, la démarche d’approche performantielle se limite
à la vérification des valeurs des indicateurs de durabilité suivants, mesurés à 28 jours :
– Approche performantielle classique :
La porosité accessible à l’eau mesurée en convenance ne doit pas excéder 10 % de celle
mesurée en phase étude :
fasc. 65 [8.2.3]
Peau(convenance 28 j) ≤ 1,1 Peau(étude 28 j)
En complément, la résistivité électrique mesurée en convenance est conforme à celle mesurée
en étude :
Recom. ap. perf
φ(convenance) ≥ 0,8 φ(étude) [2.5.1.1]
– [ Concept de performance équivalente :
L’absorption d’eau mesurée en convenance n’excède pas de plus de 0,5 celle mesurée en fasc. 65 [8.2.3]
phase étude : Abeau(convenance 28j) ≤ Abeau(étude 28j) + 0,5 ].
Pour les autres indicateurs de durabilité mesurés en convenance, les résultats obtenus pour les
classes d’exposition considérées doivent être conformes aux valeurs limites autorisées.
Pour les deux approches, la vérification des seuils des indicateurs de durabilité relatifs à la
RAG (teneur en alcalins équivalent), la RSI (température maximale) et le gel sont également à
prescrire.
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4.5.2 Épreuves de contrôle
4.5.2.1 Vis-à-vis du risque de corrosion des armatures
Les indicateurs de durabilité choisis sont vérifiés en phase chantier : porosité à l’eau, résistivité
électrique, perméabilité au gaz et coefficient de diffusion des ions chlorure dans le cas d’une
approche performantielle classique ; [ absorption d’eau dans le cas du concept de performance
équivalente. ]
Le fascicule 65 prescrit une épreuve de contrôle de la porosité accessible à l’eau [ ou de fasc. 65
l’absorption d’eau ] (indicateur général de la durabilité) à raison d’un prélèvement tous les 500 [8.3.2.1.1]
m3 ou tous les mois, la fréquence à retenir étant la plus sévère des deux conditions.
Les autres indicateurs de durabilité doivent faire l’objet d’un contrôle avec au minimum une
mesure à une fréquence trimestrielle.
Les essais réalisés en phase contrôle sur les indicateurs de durabilité doivent respecter les
critères suivants :
A 28 jours : les critères sont les mêmes qu’en convenance, quelle que soit la méthode fasc. 65 [8.3.2.1.2.3]
d’approche performantielle utilisée :
– porosité accessible à l’eau : Peau(contrôle 28 j) ≤ 1,1 Peau(étude 28 j)
– [ absorption d’eau : Abeau(contrôle 28 j) ≤ Abeau(étude 28 j) + 0,5 ]
En complément :
Recom. ap. perf
– résistivité électrique : φ(contrôle 28 j) ≥ 0,8 φ(étude 28 j) [2.5.1.2]
A 90 jours :
fasc. 65 [8.3.2.1.2.3]
– porosité accessible à l’eau : Peau(contrôle 90 j) ≤ 1,1 Peau(spécifiée au marché 90 j)
– perméabilité au gaz : Kgaz (contrôle 90 j) ≤ Kgaz (spécifiée au marché 90 j) + 30.10-18 m²
– coefficient de diffusion apparent des ions chlorures :
Dapp (contrôle 90j) ≤ 1,3 Dapp (spécifiée au marché 90 j)
[ avec le concept de performance équivalente : fasc. 65 [8.3.2.1.2.3]
– porosité accessible à l’eau : Peau(contrôle 90 j) ≤ 1,1 Peau(Béton Ref étude 90 j)
– absorption d’eau : Abeau(contrôle 90 j) ≤ Abeau(Béton Ref étude 90 j) + 0,5
– coefficient de diffusion des ions chlorures :
Dapp (contrôle 90 j) ≤ 1,3 Dapp (Béton Ref étude 90 j) ]
– profondeur de carbonatation accélérée (contrôle 90 j) ≤ min [(1,5 * prof. Carbo acc.
Béton ref étude), ( prof. Carbo acc. Béton ref étude + 5 mm)] ]
4.5.2.2 Vis-à-vis des risques de gel/dégel, RAG et RSI
– Se reporter aux fiches thématiques correspondantes n°1.3, 1.4 et 1.5.
4.6 Point zéro durabilité fasc. 65 [8.1.1.4.1]
Cette dernière étape de la démarche a pour but de faire la synthèse du volet « durabilité » de la
construction de l’ouvrage lors de sa réception. Il revient au maître d’ouvrage de prévoir dans le
CCTP la réalisation de cette synthèse.
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Celle-ci rappelle, par partie d’ouvrage :
– les spécifications attendues,
– les indicateurs retenus et les résultats obtenus lors de leurs mesures,
– la valeur des enrobages des armatures.
Le maître d’ouvrage peut également inclure des mesures sur l’ouvrage telles que résistivité,
perméabilité de surface des parements...
Le maître d’ouvrage doit également définir le suivi de la durabilité de son ouvrage dans le
temps :
– définition des parties d’ouvrages qui feront l’objet de ce suivi selon leur exposition,
– définition des témoins de durée de vie choisis (profondeur de carbonatation, indice de
fissuration, profil de teneur en chlorures, etc.),
– programmation d’« inspections ciblées » avec mesures des témoins de durée de vie.
5. Principaux essais de l’approche performantielle
5.1 Porosité accessible à l’eau (NF P 18 459) NF P 18 459
Indicateur de durabilité générale, la porosité à l’eau est une donnée d’entrée classique dans
une approche performantielle, renseignée dans tous les modèles de prédiction. C’est un essai
simple mais long.
– Corps d’épreuve :
La plus petite taille des corps d’épreuve doit être au minimum égale à 3 x D max et le
volume total compris entre 0,4 et 1,6 litres. 3 corps d’épreuve minimum par essai.
Remarque : 3 disques de 5 cm d’épaisseur sciés dans 3 éprouvettes 11x22 d’un
même prélèvement conviennent aux exigences de la norme.
– Échéance et durée de l’essai :
Les échéances classiques de cet essai sont 28 et 90 jours. La saturation des corps
d’épreuve dure 48 heures (4 heures dans l’air et 44 heures sous vide) mais la période
de séchage nécessaire pour déterminer la porosité accessible à l’eau peut être plus
ou moins longue : généralement de 3 à 6 semaines selon la nature des bétons. !!!
Par conséquent, entre le jour du prélèvement et le résultat de l’essai à 90 jours, il faut
compter 4 mois d’attente minimum.
– Résultat obtenu :
Cet essai permet d’accéder aux données suivantes :
- masse volumique apparente ρd du béton en kg/m3,
- porosité accessible à l’eau en %.
Remarque : une attention particulière est à porter à la durée de saturation sous vide des corps fasc. 65 [8.1.1.4.1]
d’épreuve. En effet, les recommandations LCPC de 2010 préconisent 72 heures, mais il !!!
convient de se conformer à la norme d’essai NF P 18 459 et au fascicule 65 qui imposent
seulement 48 heures.
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5.2 Essai accéléré de migration des ions chlorures en régime non stationnaire (norme XP P 18 462
XP P 18 462)
Cet essai vise à caractériser la résistance du béton face aux agressions par les ions chlorure
des sels et donc sa résistance à la corrosion des armatures. De nombreux essais ont été
développés pour caractériser le transfert des ions chlorures au sein de la matrice cimentaire.
On distingue d’une part les essais pour lesquels le transfert des ions à travers le béton est
imposé par un courant électrique (= migration) et ceux pour lesquels le transfert est naturel
(= diffusion), donc plus long. D’autre part, on distingue les essais en régime stationnaire (l’essai
est arrêté une fois que tous les ions ont traversé le béton et qu’un flux contact est installé) de
ceux en régime non stationnaire (l’essai est arrêté avant que les ions aient traversé tout le
béton).
L’essai pris en compte ici est un essai de migration en régime non stationnaire.
– Corps d’épreuve :
La norme impose que les corps d’épreuve soient des cylindres dont le diamètre
exposé à la solution soit au moins égal à 3 x Dmax, avec un minimum de 80 mm pour
les bétons. Leur épaisseur est de 50 mm. 3 corps d’épreuve sont nécessaires.
Remarque : 3 disques de 5 cm d’épaisseur sciés dans 3 éprouvettes 11x22 d’un
même prélèvement conviennent aux exigences de la norme.
– Échéance et durée de l’essai :
Les échéances classiques de cet essai sont 28 et 90 jours. L’échéance à 90 jours est
importante, les performances du béton vis-à-vis de la résistance à la pénétration des
ions chlorures se développant de manière croissante au fil du temps avec des
formulations adéquates.
L’essai de migration des ions chlorures dans le béton s’effectue généralement sur 2 à
4 jours après une phase de saturation des corps d’épreuve de 72 heures. La mesure
de la profondeur de pénétration des ions chlorures se mesure dès l’arrêt de la
migration.
Par conséquent, entre le jour du prélèvement et le résultat de l’essai à 90 jours, il faut
compter environ 3 mois d’attente.
!!!
– Résultat obtenu :
Cet essai permet d’obtenir une profondeur moyenne Xd de pénétration des ions
chlorures en mm ainsi que le coefficient de diffusion apparent des ions chlorures
(Dapp), exprimé en .10-12 m².s-1. Le coefficient Dapp est généralement la grandeur
spécifiée au CCTP en comparaison des seuils de durabilité choisis.
5.3 Essai de résistivité électrique (Recommandations LCPC 2010 « Maîtrise de la durabilité des Recom. ap. perf
ouvrages d'art en béton – application de l'approche performantielle ») [Annexe I : 2]
Cet essai est destiné à caractériser la porosité globale du matériau. Le courant électrique se
propage essentiellement via l’espace poreux saturé. Moins le béton est poreux, moins il Guide AFGC. 2004
contient de liquide, moins il est conducteur et plus sa résistivité est grande. [6.4.1]
Par conséquent, la résistivité électrique constitue un moyen simple et non destructif de
caractériser de façon indirecte la connectivité/tortuosité du réseau poreux d’un milieu saturé. La
résistivité électrique est de plus en plus employée sur chantier comme premier indicateur
informatif de la durabilité du béton.
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– Corps d’épreuve :
Ce sont généralement ceux destinés aux essais de migration des ions chlorures ou à
l’essai de porosité accessible à l’eau : des disques de 5 cm d’épaisseur sciés dans
des éprouvettes 11x22. 3 corps d’épreuve sont nécessaires.
– Échéance et durée de l’essai :
La résistivité électrique est généralement mesurée à 28 jours en phase de
convenance et de contrôle. Ceci explique son développement sur chantier, l’échéance
est moins longue et l’essai est rapide : les mesures de résistivité sont effectuées
immédiatement après une phase de saturation des corps d’épreuve de 48 heures
minimum (si réalisé sur les corps d’épreuve destinés à la porosité accessible à l’eau) à
72 heures (si réalisé sur les corps d’épreuve destinés à la diffusion de chlorures).
Par conséquent, entre le jour du prélèvement et le résultat de l’essai à 28 jours, il faut
compter 1 mois d’attente.
– Résultat obtenu :
La résistivité est exprimée en ohm.m.
5.4 Essai de perméabilité au gaz (norme XP P 18 463) XP P 18 463
La perméabilité au gaz caractérise le béton vis-à-vis du risque de carbonatation. A partir de la
mesure du débit de gaz sortant en régime permanent (tout le gaz traverse l’échantillon) et des
caractéristiques de l’éprouvette et de l’essai, on en déduit un coefficient apparent de
perméabilité au gaz (Kgaz).
– Corps d’épreuve :
Les corps d’épreuve sont prélevés dans des cylindres de diamètre 100 mm minimum
et sont obtenus par sciage de tranches d’épaisseur 50 mm. Il convient de noter que le
diamètre des corps d’épreuve dépendra des caractéristiques du
perméabilimètre disponible au sein du laboratoire d’essais choisi (généralement
!!!
110 ou 150 mm de diamètre). 3 corps d’épreuve sont nécessaires.
– Échéance et durée de l’essai :
L’essai de perméabilité au gaz se réalise sur des corps d’épreuve âgé de 90 jours.
L’échéance de 90 jours constitue le point de départ du protocole. Les corps d’épreuve
sont mis en saturation sous vide pendant 72 heures puis séchés en étuve à 80°C
pendant 28 jours. Une première mesure de la perméabilité au gaz est effectuée après
7 jours de séchage puis une seconde après 28 jours de séchage. A T0 + 28 jours, les
corps d’épreuve sont placés en étuve à 105°C jusqu’à stabilisation de leur masse.
Une fois leur masse sèche stabilisée, la mesure de la perméabilité au gaz du matériau
sec (Kgaz sec) est effectuée. La durée totale de l’essai à partir de l’échéance de 90 jours
peut s’étaler sur 8 semaines.
Par conséquent, entre le jour du prélèvement et le résultat de l’essai à 90 jours, il faut
!!!
compter environ 5 mois d’attente.
– Résultat obtenu :
Cet essai permet de déterminer la perméabilité au gaz du béton à l’état sec, elle est
exprimée en .10-18 m².
Remarque : il convient que la nature du gaz utilisé soit précisée (oxygène ou azote), la viscosité
de chacun d’eux n’étant pas la même. Cette grandeur est prise en compte dans le calcul du
coefficient apparent de perméabilité au gaz.
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[ 5.5 Essai d’absorption d’eau par immersion totale (norme NF EN 13 369 – Annexe G) NF EN 13 369 [ann. G]
Cet essai, différent de l’essai de porosité accessible à l’eau, permet également de donner une
information sur la porosité globale du matériau. Cet essai, initialement dédié aux bétons
préfabriqués, permet de comparer des bétons entre eux. Il consiste à immerger totalement une
éprouvette dans l’eau jusqu’à masse constante, puis à la sécher jusqu’à masse constante. La
perte de masse déterminée correspond à l’absorption d’eau du béton. Par rapport à l’essai de
porosité accessible à l’eau, la saturation en eau ne se fait pas sous vide.
– Corps d’épreuve
L’essai est réalisé sur des corps d’épreuve moulés, cylindriques ou prismatiques. Les
dimensions classiques des cylindres 11x22, 15x30 ou 16x32 satisfont aux exigences
de la norme.
– Échéance et durée de l’essai
Les échéances classiques de cet essai sont 28 et 90 jours. La durée de l’essai peut
être très variable selon le type de béton et la taille des corps d’épreuve. Les phases
d’immersion et de séchage durent chacune 3 jours minimum.
– Résultat obtenu
L’absorption d’eau calculée à partir de la perte de masse mesurée est exprimée en
pourcentage de la masse de l’éprouvette à l’état sec. ]
6 . Recommandations pour la DIR CE
6.1 Éléments de choix pour la mise en œuvre d’une approche performantielle sur le réseau de
la DIR CE
6.1.1 : Mise en place d’une équipe projet dédiée
La mise en œuvre d’une approche performantielle des bétons étant à ce jour une démarche
innovante et complexe, il s’agit de constituer une équipe projet dédiée, constituée :
– de correspondants au sein de la DIR CE, chefs de projets, techniciens initiés à
l’approche performantielle des bétons, pour la Maîtrise d’Ouvrage,
– de spécialistes et experts en béton du Réseau Scientifique et Technique du MEEM
pour assurer l’Assistance au Maître d’Ouvrage, la rédaction des pièces techniques du
marché en lien avec l’approche performantielle des bétons, le choix des prestataires.
6.1.2 : Pour quels types d’ouvrages ?
L’approche performantielle des bétons n’est pas spécifique d’un type d’ouvrage ou d’une partie
d’ouvrage. Ce qui va définir l’engagement dans une telle démarche, c’est la politique
d’innovation et de développement durable du maître d’ouvrage.
La DIR CE pourra plus particulièrement cibler :
– des ouvrages aux exigences prescriptives contradictoires (exposition au gel de pièces
massives susceptibles de RSI par ex.),
– des parties d’ouvrage exposées à des environnements très agressifs conduisant à des
enrobages excessifs (> 50 mm), qu’une approche performantielle permettrait de
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diminuer,
– des ouvrages pour lesquels un suivi de leur vieillissement dans le temps serait jugé
opportun du fait de leur exposition ou de leur enjeu stratégique au sein du réseau.
Pour une bonne appropriation de l’approche performantielle des bétons, l’engagement de la
DIR CE dans une telle démarche pourrait être progressive :
– en premier lieu une expérimentation technique sur une ou plusieurs parties d’un
ouvrage simple, avec une démarche non contractuelle basée sur la volonté
d’innovation des entreprises et producteurs. Cette première étape permettrait à la DIR
CE de se familiariser avec la démarche et ses spécificités techniques.
– fort d’une première expérience, la DIR CE pourrait ensuite s’investir sur la réalisation
en approche performantielle des bétons de la totalité d’un ouvrage simple, avec
formalisation contractuelle.
– à l’avenir, si l’opportunité de réaliser un ouvrage plus emblématique se présente, la
DIR CE sera alors riche d’une expérience suffisante en approche performantielle des
bétons pour s’engager sur des projets plus ambitieux, aux enseignements bénéfiques
pour l’ensemble de la communauté technique nationale.
6.2 Références documentaires de l’approche performantielle des bétons
La rédaction des pièces techniques relatives à la partie béton des ouvrages d’art doit s’appuyer
sur le document le plus à jour : le fascicule 65.
Ce dernier renvoie régulièrement aux Recommandations provisoires du LCPC relatives à la fasc. 65
maîtrise de la durabilité des ouvrages d'art en béton de mars 2010. La consultation de ce
document est conseillé pour la compréhension de la démarche globale de l’approche Recom. ap. perf
performantielle. Cette démarche est celle soutenue par le RST du MEEM.
Le fascicule 65 place au même niveau les deux méthodes de validation (concept de
performance équivalente ; méthode de conception performantielle). Un maître d’œuvre qui
souhaite privilégier l’approche préconisée par le RST doit le prescrire clairement dans son
!!!
marché.
6.3 DUP de l’ouvrage, seuils des indicateurs de durabilité et épaisseurs d’enrobage
La DUP d’un ouvrage et les seuils des indicateurs de durabilité qui en découlent dans la fasc. 65 [8.1.1.4.1]
littérature sont indissociables de l’épaisseur d’enrobage des armatures. Pour des valeurs
d’enrobage différentes, les seuils de durabilité doivent être adaptés en conséquences.
!!!
6.4 Anticipation des délais d’études et d’essais de l’approche performantielle des bétons
La mise en œuvre d’une approche performantielle des bétons nécessite une grande capacité
d’anticipation. Une période de préparation des travaux d’une durée minimum de 4 à 6 !!!
mois est nécessaire. Les essais de durabilité des bétons sont effectivement réalisés à 90
jours pour prendre en compte le temps nécessaire à la stabilisation des processus chimiques
des formules contenant des additions ou des ciments composés.
A l’échéance de l’essai il faut y ajouter sa durée. L’essai de porosité accessible à l’eau, prescrit
à chaque étape de la démarche, peut notamment s’étaler sur 3 à 6 semaines.
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Il est donc conseillé de réaliser des essais à 28 jours qui serviront de référence pour la phase
chantier, en plus des essais à 90 jours.
La prescription de mesures de résistivité électrique en parallèle des autres essais de durabilité
en phase amont (études, convenances) permet ensuite de réaliser des contrôles rapidement
sur chantier.
6.5 Fréquence des contrôles en phase chantier
fasc. 65 [8.3.2.1.1]
Le fascicule 65 prescrit un prélèvement pour essai de porosité accessible à l’eau tous les
500 m3 ou une fois par mois. Sur la base des Recommandations du LCPC, il est conseillé que
tous les indicateurs choisis soient vérifiés au moins 1 fois par formule et par partie d’ouvrage
selon une fréquence et un allotissement approprié (1 mesure tous les 500 m3).
6.6 Les essais de durabilité
ffasc. 65 [8.3.2.6.5]
Les essais de durabilité doivent être prescrits en faisant référence aux normes d’essais citées
dans le fascicule 65 et rappelées ci-dessus. Un même phénomène peut effectivement être
mesuré selon plusieurs méthodes d’essais, appelant des interprétations des résultats
différentes.
Au regard de la spécificité des essais de durabilité sur béton et du matériel nécessaire, il est
conseillé au maître d’œuvre de prendre contact avec les laboratoires d’essais choisis afin de
s’assurer des protocoles d’essais, de la compatibilité du matériel ou encore de la taille des
éprouvettes nécessaire (notamment pour l’essai de perméabilité au gaz).
De même, il peut être utile que le contrôle extérieur du Maître d’œuvre ou l’Assistant au Maître
d’Ouvrage effectue un audit préalable du ou des laboratoires devant réaliser les essais
performantiels.
6.6.1 Essai de porosité accessible à l’eau NF P 18 459
fasc. 65 [8.1.1.4.1]
Les seuils de durabilité applicables pour la porosité accessible à l’eau s’entendent pour des
durées de saturation de 48 heures, conformément à la norme d’essai NF P 18 459. Des durées
de saturation plus longues existent dans la littérature, mais il convient de garder à l’esprit que
les seuils de durabilité ont été définis par rapport à des méthodes d’essai particulières.
6.6.2. Essai de résistivité électrique
La mesure de la résistivité électrique n’est pas préconisée dans le fascicule 65. Cependant, la Recom. ap. perf
réalisation de cet essai sur les échantillons destinés aux essais de porosité est conseillée en [2.3.1]
phase d’études, à titre informatif. Ceci permet par la suite d’avoir une première idée de la
durabilité du matériau en attendant les résultats des essais de porosité. Du fait de la rapidité
d’exécution de cette mesure, la résistivité électrique est un essai qui tend à se développer sur
chantier.
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6.6.3. Essai de diffusion des ions chlorures
La norme XP P 18 462 propose une formule destinée à estimer la durée de l’essai avant
fendage des corps d’épreuve et mesure de la profondeur de pénétration Xd. Il est utile de
conseiller aux laboratoires d’essais de ne pas fendre les 3 corps d’épreuve en même temps. En
effet, il est préférable de s’assurer que les ions ont suffisamment traversé le premier corps
d’épreuve pour que Xd soit aisément mesurable avant de fendre les 2 corps d’épreuve suivants.
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
partie 2 Tableau des classes d’exposition des
bétons
Contenu :
– tableaux des classes d’exposition
Bibliographie :
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. 2014.
– norme NF EN 206/CN. Béton – Spécifications, performances, production et conformité – Complément national
à la norme NF EN 206. Décembre 2014.
– FD P 18 326. Béton – zones de gel en France. Novembre 2004.
– Recommandations provisoires. Maîtrise de la durabilité des ouvrages d'art en béton. Application de l'approche
performantielle. LCPC. Mars 2010.
– Guide pour le choix des classes d'exposition des ouvrages d’art en béton. Solutions Béton. 2010.
Les quatre tableaux (cf. fiche partie 2 du présent guide), adaptés des Recommandations provisoires du LCPC sur
l'approche performantielle, donnent les combinaisons de classes d'exposition à appliquer aux principales parties
d'ouvrages en fonction de la position géographique de l'ouvrage (proximité de la mer ou intérieur des terres) et en
fonction du niveau de gel :
– Tableau 1 : ouvrages d'art situé en mer, ou à moins de 100 m de la côte (ou jusqu'à 500 m de la côte,
suivant topographie particulière), lorsque les parties aériennes sont soumises à un risque d'exposition aux
embruns.
– Tableau 2 : ouvrages d'art situés à moins de 1 km de la côte (ou jusqu'à 5 km de la côte, suivant
topographie particulière), lorsque les parties aériennes de ces ouvrages sont exposées à un air véhiculant
du sel marin, mais pas directement aux embruns.
– Tableau 3 (adapté) : ouvrages d'art situé à l'intérieur des terres en zone de gel faible ou modéré.
– Tableau 4 (adapté) : ouvrages d'art situé à l'intérieur des terres en zone de gel sévère.
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Tableau 1 Ouvrages d’art situés en mer, ou à moins de 100 m de la côte
(ou jusqu’à 500 m de la côte, suivant la topographie particulière, lorsque les parties aériennes sont soumises à un risque d’exposition aux embruns)
XC XS XD XF XA
Parties d'ouvrage salage peu salage fréquent* salage peu salage fréquent*
fréquent* fréquent*
fondations (pieux, barrettes, puits marocains, bétons de blocage, semelles, radiers…)
fondations de tous types entièrement immergées XC1 XS2 selon analyse sol et eau
fondations de tous types en zone de marnage XC4 XS3 XF1 XF1 selon analyse sol et eau
fondations profondes enterrées hors eau de mer XC2 XS1 pas d'exposition XD ou XD2 selon salage et selon analyse sol et eau
distance de la voie franchie
fondations superficielles non immergées (partie aérienne) XC4 XS3 XD1 ou XD3 selon salage de la voie franchie XF1 XF1, XF2 si très exposé aux sels
fondations superficielles non immergées (partie enterrée) XC2 XS1 pas d'exposition XD ou XD2 selon salage et selon analyse sol et eau
distance de la voie franchie
appuis (chevêtres sur pieux, piles, chevêtres sur piles, piédroits, culées y compris murs en retour…), parties d’ouvrages en contact avec le terrain, voûtes
parties immergées XC1 XS2 selon analyse sol et eau
parties en zone de marnage XC4 XS3 XF1 XF1 selon analyse sol et eau
parties enterrées XC2 XS1 pas d'exposition XD ou XD2 selon salage et selon analyse sol et eau
distance de la voie franchie
parties à l'air libre XC4 XS3 XD1 ou XD3 selon salage et distance de la XF1 XF1, XF2 si très exposé aux sels
voie franchie
faces intérieures des piles ou culées creuses XC3 XS1 XF1 XF1
dalles de transition XC2 XS1 XD2 XF1 XF2
tablier (poutres, hourdis, dalles, caissons, traverses de ponts cadres, entretoises)
face supérieure du hourdis protégée par l'étanchéité XC3 XF1 XF1
faces extérieures XC4 XS3 XD1 ou XD3 selon salage et distance de la XF1 XF1 ou XF2 selon salage et
voie franchie distance de la voie franchie
faces intérieures des caissons XC3 XS1 XF1 XF1
équipements et superstructures
corniches XC4 XS3 XD1 ou XD3 selon salage XF1 XF2
solins de joints de dilatation XC4 XS3 XD3 XF1 XF2
contrecorniches et longrines d'ancrage de barrière de XC4 XS3 XD3 XF1 XF2
sécurité (non revêtues)
barrières de sécurité en béton, gardecorps, écrans XC4 XS3 XD3 XF1 XF2
acoustiques
massifs d'ancrage (non revêtus) des candélabres, PPHM et XC4 XS3 XD3 XF1 XF2
panneaux de signalisation
cornichescaniveaux XC4 XS3 XD3 XF1 XF2
XS1 correspond ici à un risque de ruissellement et d’infiltration de chlorures marins pour les parties enterrées. Ceci constitue une interprétation de la norme cohérente avec les errements actuels pour les parties de bâtiment
* L'appréciation du salage se réfère le cas échéant à la voie franchie, sauf :
pour les dalles de transition, solins de joints de dilatation, barrières de sécurité, longrines d'ancrage, massifs d'ancrage d'équipements et gardecorps en béton où on l'apprécie par rapport à la voie portée,
pour les corniches et corniches caniveaux où on l'apprécie à la fois par rapport à la voie portée et à la voie franchie.
Le salage est considéré comme « peu fréquent » lorsque la moyenne annuelle du nombre de jours de salage estimée sur les 10 dernières années est inférieure à 10, « très fréquent » lorsqu’elle est supérieure ou égale à
30, et « fréquent » entre ces deux cas. En application de la norme NF EN 19922 et de son annexe nationale, les parties extérieures d'ouvrages situées à moins de 6 m (horizontalement ou verticalement) d'une chaussée
salée sont réputées (très) exposées aux projections de sels de déverglaçage. Quelle que soit la fréquence de salage des routes et la zone géographique, certaines parties peuvent ne pas être exposées, on considèrera
alors la colonne « salage peu fréquent ».
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Tableau 2 – Ouvrages d’art situés à moins de 1 km de la côte
(ou jusqu’à 5 km de la côte, suivant la topographie particulière)
lorsque les parties aériennes de ces ouvrages sont exposées à un air véhiculant du sel marin, mais pas directement aux embruns
XC XS XD XF XA
Parties d'ouvrage salage peu salage fréquent* salage peu salage fréquent*
fréquent* fréquent*
fondations (pieux, barrettes, puits marocains, bétons de blocage, semelles, radiers…)
fondations de tous types entièrement immergées (rivière ou eau XC1 XS2 selon analyse sol et eau
saumâtre ou marée)
fondations de tous types en zone de marnage (rivière ou eau XC4 XS3 XF1 XF1 selon analyse sol et eau
saumâtre ou marée)
fondations profondes enterrées hors eau XC2 pas d'exposition XD, ou XD2 selon salage selon analyse sol et eau
et distance de la voie franchie
fondations superficielles non immergées (partie aérienne) XC4 XS1 XD1 ou XD3 selon salage et distance de XF1 XF1, XF2 si très exposé aux sels
la voie franchie
fondations superficielles non immergées (partie enterrée) XC2 pas d'exposition XD, ou XD2 selon salage selon analyse sol et eau
et distance de la voie franchie
appuis (chevêtres sur pieux, piles, chevêtres sur piles, piédroits, culées y compris murs en retour…), parties d’ouvrages en contact avec le terrain, voûtes
parties immergées (rivière ou eau saumâtre ou marée) XC1 XS2 selon analyse sol et eau
parties en zone de marnage (rivière ou eau saumâtre ou marée) XC4 XS3 XF1 XF1 selon analyse sol et eau
parties enterrées XC2 pas d'exposition XD, ou XD2 selon salage selon analyse sol et eau
et distance de la voie franchie
parties à l'air libre XC4 XS1 XD1 ou XD3 selon salage et distance de XF1 XF1, XF2 si très exposé aux sels
la voie franchie
faces intérieures des piles ou culées creuses XC3 XF1 XF1
dalles de transition XC2 XD2 XF1 XF2
tablier (poutres, hourdis, dalles, caissons, traverses de ponts cadres, entretoises)
face supérieure du hourdis protégée par l'étanchéité XC3 XF1 XF1
faces extérieures XC4 XS1 XD1 ou XD3 selon salage et distance de XF1 XF1 ou XF2 selon salage et
la voie franchie distance de la voie franchie
faces intérieures des caissons XC3 XF1 XF1
équipements et superstructures
corniches XC4 XS1 XD1 ou XD3 selon salage XF1 XF2
solins de joints de dilatation XC4 XS1 XD3 XF1 XF2
contrecorniches et longrines d'ancrage de barrière de sécurité (non XC4 XS1 XD3 XF1 XF2
revêtues)
barrières de sécurité en béton, gardecorps, écrans acoustiques XC4 XS1 XD3 XF1 XF2
massifs d'ancrage (non revêtus) des candélabres, PPHM et XC4 XS1 XD3 XF1 XF2
panneaux de signalisation
cornichescaniveaux XC4 XS1 XD3 XF1 XF2
* L'appréciation du salage se réfère le cas échéant à la voie franchie, sauf :
pour les dalles de transition, solins de joints de dilatation, barrières de sécurité, longrines d'ancrage, massifs d'ancrage d'équipements et gardecorps en béton où on l'apprécie par rapport à la voie portée,
pour les corniches et corniches caniveaux où on l'apprécie à la fois par rapport à la voie portée et à la voie franchie.
Le salage est considéré comme « peu fréquent » lorsque la moyenne annuelle du nombre de jours de salage estimée sur les 10 dernières années est inférieure à 10, « très fréquent » lorsqu’elle est supérieure ou égale à
30, et « fréquent » entre ces deux cas. En application de la norme NF EN 19922 et de son annexe nationale, les parties extérieures d'ouvrages situées à moins de 6 m (horizontalement ou verticalement) d'une chaussée
salée sont réputées (très) exposées aux projections de sels de déverglaçage. Quelle que soit la fréquence de salage des routes et la zone géographique, certaines parties peuvent ne pas être exposées, on considèrera
alors la colonne « salage peu fréquent ».
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Tableau 3 Ouvrages d’art à l’intérieur des terres en zone de gel faible ou modéré (tableau adapté)
Parties d'ouvrage XC XS XD XF XA
salage peu salage fréquent* salage très fréquent* salage peu salage fréquent* salage très
fréquent* fréquent* fréquent*
fondations (pieux, barrettes, puits marocains, bétons de blocage, semelles, radiers…)
fondations de tous types entièrement immergées (eau XC1 selon analyse
douce** sol et eau
fondations de tous types en zone de marnage (eau douce**) XC4 XF1 XF1 XF1 selon analyse
sol et eau
fondations profondes enterrées hors eau de mer XC2 pas d'exposition XD, ou XD2 selon XD2 selon analyse
salage et distance de la voie franchie sol et eau
fondations superficielles non immergées (partie aérienne) XC4 XD1 ou XD3 selon salage et distance XD3 XF1 XF2 XF2, XF4 si très
de la voie franchie exposé aux sels XF4
fondations superficielles non immergées (partie enterrée) XC2 pas d'exposition XD, ou XD2 selon XD2 selon analyse
salage et distance de la voie franchie sol et eau
appuis (chevêtres sur pieux, piles, chevêtres sur piles, piédroits, culées y compris murs en retour…), parties d’ouvrages en contact avec le terrain, voûtes
parties immergées (eau douce**) XC1 selon analyse
sol et eau
parties en zone de marnage (eau douce**) XC4 XF1 XF1 XF1 selon analyse
sol et eau
parties enterrées XC2 pas d'exposition XD, ou XD2 selon XD2 selon analyse
salage et distance de la voie franchie sol et eau
parties à l'air libre XC4 XD1 ou XD3 selon salage et distance XD3 XF1 XF2 XF2, XF4 si très
de la voie franchie exposé aux sels si très
exposé au risque
d’écaillage
faces intérieures des piles ou culées creuses XC3 XF1 XF1 XF1
dalles de transition XC2 XD2 XD2 XF1 XF2 XF2
tablier (poutres, hourdis, dalles, caissons, traverses de ponts cadres, entretoises)
face supérieure du hourdis protégée par l'étanchéité XC3 XF1 XF1 XF1
faces extérieures XC4 XD1 ou XD3 selon salage et distance XD1 ou XD3 selon salage et XF1 XF2 XF2, XF4 si très
de la voie franchie distance de la voie franchie exposé aux sels XF2
faces intérieures des caissons XC3 XF1 XF1 XF1
équipements et superstructures
corniches XC4 XD3 XD3 XF1 XF2 XF4
solins de joints de dilatation XC4 XD3 XD3 XF1 XF2 XF4
contrecorniches et longrines d'ancrage de barrière de XC4 XD3 XD3 XF1 XF2 XF4
sécurité (non revêtues)
barrières de sécurité en béton, gardecorps, écrans XC4 XD3 XD3 XF1 XF2 XF4
acoustiques XF2 ou XF4 si très
exposé au risque
d’écaillage
massifs d'ancrage (non revêtus) des candélabres, PPHM et XC4 XD3 XD3 XF1 XF2 XF4
panneaux de signalisation XF2
cornichescaniveaux XC4 XD3 XD3 XF1 XF2 XF4
** en cas d'eau salée ou saumâtre cf. tableau 1 pour la classe XS
* L'appréciation du salage se réfère le cas échéant à la voie franchie, sauf :
pour les dalles de transition, solins de joints de dilatation, barrières de sécurité, longrines d'ancrage, massifs d'ancrage d'équipements et gardecorps en béton où on l'apprécie par rapport à la voie portée, pour les corniches et
corniches caniveaux où on l'apprécie à la fois par rapport à la voie portée et à la voie franchie. Le salage est considéré comme « peu fréquent » lorsque la moyenne annuelle du nombre de jours de salage estimée sur les 10 dernières
années est inférieure à 10, « très fréquent » lorsqu’elle est supérieure ou égale à 30, et « fréquent » entre ces deux cas. En application de la norme NF EN 19922 et de son annexe nationale, les parties extérieures d'ouvrages situées à
moins de 6 m (horizontalement ou verticalement) d'une chaussée salée sont réputées (très) exposées aux projections de sels de déverglaçage pour la prise en compte du risque de corrosion des armatures (classe XD). Quelle que soit
la fréquence de salage des routes et la zone géographique, certaines parties peuvent ne pas être exposées, on considérera alors la colonne « salage peu fréquent ».
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Tableau 4 Ouvrages d’art à l’intérieur des terres en zone de gel sévère (tableau adapté)
XC XS XD XF XA
Parties d'ouvrage salage peu salage fréquent* salage très fréquent* salage peu salage fréquent* salage très
fréquent* fréquent* fréquent*
fondations (pieux, barrettes, puits marocains, bétons de blocage, semelles, radiers…)
fondations de tous types entièrement immergées XC1 XF3 XF3 selon analyse sol et
(eau douce**) eau
fondations de tous types en zone de marnage (eau XC4 XF3 XF3 XF3 selon analyse sol et
douce**) eau
fondations profondes enterrées hors eau de mer XC2 pas d'exposition XD, ou XD2 selon XD2 XF3 XF3 selon analyse sol et
salage et distance de la voie franchie eau
fondations superficielles non immergées (partie XC4 XD1 ou XD3 selon salage et distance XD3 XF3 XF3, XF4 si très exposé XF4
aérienne) de la voie franchie aux sels XF4
fondations superficielles non immergées (partie XC2 pas d'exposition XD, ou XD2 selon XD2 XF3 XF3 XF3 selon analyse sol et
enterrée) salage et distance de la voie franchie eau
appuis (chevêtres sur pieux, piles, chevêtres sur piles, piédroits, culées y compris murs en retour…), parties d’ouvrages en contact avec le terrain, voûtes
parties immergées (eau douce**) XC1 XF3 XF3 XF3 selon analyse sol et
eau
partie en zone de marnage (eau douce**) XC4 XF3 XF3 XF3 selon analyse sol et
eau
parties enterrées (< 1 m pour le gel) XC2 pas d'exposition XD, ou XD2 selon XD2 XF3 XF3 XF3 selon analyse sol et
salage et distance de la voie franchie eau
parties à l'air libre XC4 XD1 ou XD3 selon salage et distance XD3 XF3 XF3, XF4 si très exposé XF4
de la voie franchie aux sels
faces intérieures des piles ou culées creuses XC3 XF3 XF3 XF3
dalles de transition XC2 XD2 XD2 XF3 XF3 XF4 XF4
tablier (poutres, hourdis, dalles, caissons, traverses de ponts cadres, entretoises)
face supérieure du hourdis protégée par l'étanchéité XC3 XF3 XF3 XF3
faces extérieures XC4 XD1 ou XD3 selon salage et distance XD1 ou XD3 selon salage XF3 XF3 ou XF4 selon salage et XF3 ou XF4 selon
de la voie franchie et distance de la voie distance de la voie franchie salage et distance de
franchie la voie franchie
faces intérieures des caissons XC3 XF3 XF3 XF3
équipements et superstructures
corniches XC4 XD3 XD3 XF3 XF4 XF4
solins de joints de dilatation XC4 XD3 XD3 XF3 XF4 XF4
contrecorniches et longrines d'ancrage de barrière XC4 XD3 XD3 XF3 XF4 XF4
de sécurité (non revêtues)
barrières de sécurité en béton, gardecorps, écrans XC4 XD3 XD3 XF3 XF4 XF4
acoustiques
massifs d'ancrage (non revêtus) des candélabres, XC4 XD3 XD3 XF3 XF4 XF4
PPHM et panneaux de signalisation
cornichescaniveaux XC4 XD3 XD3 XF3 XF4 XF4
**en cas d'eau salée ou saumâtre cf. tableau 1 pour la classe XS
* L'appréciation du salage se réfère le cas échéant à la voie franchie, sauf :
pour les dalles de transition, solins de joints de dilatation, barrières de sécurité, longrines d'ancrage, massifs d'ancrage d'équipements et gardecorps en béton où on l'apprécie par rapport à la voie portée,
pour les corniches et corniches caniveaux où on l'apprécie à la fois par rapport à la voie portée et à la voie franchie.
Le salage est considéré comme « peu fréquent » lorsque la moyenne annuelle du nombre de jours de salage estimée sur les 10 dernières années est inférieure à 10, « très fréquent » lorsqu’elle est supérieure ou égale à 30, et
« fréquent » entre ces deux cas. En application de la norme NF EN 19922 et de son annexe nationale, les parties extérieures d'ouvrages situées à moins de 6 m (horizontalement ou verticalement) d'une chaussée salée sont réputées
(très) exposées aux projections de sels de déverglaçage pour la prise en compte du risque de corrosion des armatures (classe XD). Quelle que soit la fréquence de salage des routes et la zone géographique, certaines parties peuvent
ne pas être exposées, on considérera alors la colonne « salage peu fréquent ».
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
partie 3 Rédaction de clauses de CCTP
Contenu :
Cette fiche présente une partie des clauses de CCTP d'ouvrages d'art, relatives à la prescription des bétons (à
l'exception du tableau de prescription des bétons faisant l'objet de la fiche 2). Il s’agit d’exemples illustratifs, non
utilisables directement de manière autoportante.
Les clauses sont issues du logiciel PETRA du Cerema ITM.
Le CCTP-type s'articule en 4 chapitres repris ci-après :
1. Dispositions générales – description de l'ouvrage
2. Préparation et organisation du chantier
3. Provenance, qualité et préparation des matériaux
4. Exécution des travaux
Les parties suivantes, hors du champ d'action du présent guide, n'ont pas été abordées dans le présent document :
– chapitre 3 : constituants des mortiers et bétons
– chapitre 3 : étude des bétons
– chapitre 3 : épreuves de convenance
– chapitre 3 : fabrication, transport et manutention des bétons
– chapitre 4 : exécution des travaux
Bibliographie :
– version 2015 du logiciel PETRA - Élaboration des pièces écrites techniques des DCE pour la construction
d'ouvrages d'art neufs. Cerema Dtec ITM.
CHAPITRE 1. Dispositions générales – description de l'ouvrage
Contexte climatique et environnemental
Classes d'exposition à l'environnement climatique
(normes NF EN 206/CN, NF EN 1992-1-1 et NF EN 1992-1-1/NA)
Pour la prescription des bétons, les classes d'exposition définies à l'article 4.1 de la norme NF EN 206/CN et
auxquelles sont soumises les différentes parties de l'ouvrage, sont précisées à l'article intitulé "Bétons et
clause commune
mortiers hydrauliques" du chapitre 3 du présent CCTP.
Pour la détermination des enrobages des armatures, les classes d'exposition associées aux différents
parements, parois et surfaces non coffrées, sont précisées dans les articles "Justification du tablier" et
"Justification des appuis et fondations" du chapitre 2 du présent CCTP. clause commune
Niveau de prévention des risques liés à l'alcali-réaction
Le titulaire doit mettre en oeuvre les recommandations destinées à prévenir l'alcali-réaction des bétons
données dans l'article 5.2.3.5 et NA 5.2.3.5 de la norme NF EN 206/CN et dans le fascicule de documentation
FD P 18-464. clause commune
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Pour l'application de ces documents, le niveau de prévention des risques liés à l'alcali-réaction est le niveau de
précautions particulières (niveau B du fascicule de documentation FD P 18-464). choix à effectuer :
fiche thém. 1.3
- RAG
Pour l'application de ces documents, le niveau de prévention des risques liés à l'alcali-réaction est le niveau de
précautions exceptionnelles (niveau C du fascicule de documentation FD P 18-464). choix à effectuer :
fiche thém. 1.3
Ce niveau de prévention s'applique à toutes les parties principales de l'ouvrage à l'exception des pièces - RAG
secondaires facilement remplaçables suivantes, qui ne requièrent pas de précautions particulières
clause commune à
(niveau A du fascicule de documentation FD P 18-464) : [ ]
compléter
Niveau de prévention des risques liés à la réaction sulfatique interne
Le titulaire doit mettre en oeuvre les recommandations destinées à prévenir la réaction sulfatique interne des
bétons données dans le document intitulé "Recommandations pour la prévention des désordres dus à la
réaction sulfatique interne" édité par le LCPC en août 2007. clause commune
Pour l'application de ce document, le niveau de prévention de chaque partie de l'ouvrage est déterminé grâce
au tableau III de ce document en retenant la catégorie d'ouvrage et la classe d'exposition XH précisées ci-
dessous. clause commune
Catégorie d'ouvrage
choix à effectuer
L'ouvrage est de catégorie II au sens du tableau I du document intitulé "Recommandations pour la prévention fiche thém. 1.4
des désordres dus à la réaction sulfatique interne" édité par le LCPC en août 2007. - RSI
L'ouvrage est de catégorie III au sens du tableau I du document intitulé "Recommandations pour la prévention choix à effectuer
des désordres dus à la réaction sulfatique interne" édité par le LCPC en août 2007. fiche thém. 1.4
- RSI
Classes d'exposition XH
choix à effectuer
Toutes les parties de l’ouvrage relèvent de la classe d’exposition XH2 au sens du tableau II du document fiche thém. 1.4
intitulé "Recommandations pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interne" édité par le - RSI
LCPC en août 2007.
Toutes les parties de l’ouvrage relèvent de la classe d’exposition XH2 au sens du tableau II du document choix à effectuer
fiche thém. 1.4
intitulé "Recommandations pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interne" édité par le
- RSI
LCPC en août 2007 sauf [ ], en contact durable avec l’eau, qui relèvent de la classe d’exposition XH3.
Dispositions particulières relatives à la durabilité vis-à-vis du gel et des fondants
Les parties de l'ouvrage soumises à l'action du gel et des sels de déverglaçage sont précisées dans l'article
intitulé "Bétons et mortiers hydrauliques" du chapitre 3 du présent CCTP. Le gel étant faible ou modéré et le
salage peu fréquent, il n'est prévu aucun béton du type "G" ou "G+S". choix à effectuer
fiche thém. 1.5
- gel
L'ouvrage comporte des parties soumises à un gel sévère (G) . Celles-ci sont précisées dans l'article intitulé
"Bétons et mortiers hydrauliques" du chapitre 3 du présent CCTP. Pour leur béton, le titulaire doit mettre en
œuvre les recommandations données dans le document intitulé "Recommandations pour la durabilité des choix à effectuer
bétons durcis soumis au gel" édité par le LCPC en décembre 2003, en adoptant comme classe de gel la classe fiche thém. 1.5
"gel sévère" et comme classe d'exposition au salage de la voie portée la classe "salage peu fréquent". - gel
L'ouvrage comporte des parties soumises à un gel sévère ou à un gel modéré, avec salage fréquent ou très
fréquent (G+S). Celles-ci sont précisées dans l'article intitulé "Bétons et mortiers hydrauliques" du chapitre 3 du
présent CCTP. Pour leur béton, le titulaire doit mettre en œuvre les recommandations données dans le
document intitulé "Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel" édité par le LCPC en choix à effectuer
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décembre 2003, en adoptant comme classe de gel la classe [ ] et comme classe d'exposition au salage de la fiche thém. 1.5
voie portée la classe [ ]. - gel
Durées de vie, de service et d'utilisation de projet
Les durées de vie, de service et d'utilisation de l'ouvrage sont fixées à cent ans.
Traitement des parties vues fiche thém. 1.6
(norme NF EN 13670/CN, art. 5.4 du fasc. 65 du CCTG) - parements
Les parties vues doivent respecter les exigences issues de la norme NF EN 13670/CN et les exigences
complémentaires définies au chapitre 4 du présent CCTP, en partie issues du chapitre 5.4 du fascicule 65 du
CCTG. Pour ce faire, les différents parements (surfaces de béton visibles) de l'ouvrage sont classés comme
suit :
Partie d'ouvrage Classe de parement au sens du fascicule 65 du CCTG
[] Parements soignés ouvragés coulés en place
[] Parements ouvragés préfabriqués
[] Parements fins
[] Parements simples
Des informations complémentaires peuvent également être trouvées sur les plans joints au présent CCTP et/ou
dans le dossier architectural.
CHAPITRE 2. Préparation et organisation du chantier
Maîtrise de la conformité pour les bétons
(norme NF EN 13670/CN, art.5.8 du fasc. 65 du CCTG)
Nature et qualité des différents constituants
Le Plan Qualité définit la catégorie, la classe, la sous-classe et la provenance des ciments. clauses communes
Pour les granulats (normes NF EN 12620+A1 et NF P 18-545), le Plan Qualité indique par dérogation au
fascicule 65 du CCTG :
- leur provenance,
- leurs caractéristiques :
- granularité et teneur en fines des gravillons, des sables et graves (norme NF EN 933-1),
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- module de finesse des sables et graves (normes NF EN 12620+A1 et NF EN 13139),
- propreté des sables et graves (normes NF EN 933-8+A1 et NF EN 933-9+A1),
- polluants organiques (norme NF EN 1744-1+A1),
- coefficient d'absorption d'eau (norme NF EN 1097-6),
- impuretés prohibées,
- soufre total, sulfates solubles dans l'acide et chlorures (norme NF EN 1744-1+A1),
- coefficient d'aplatissement (norme NF EN 933-3),
- teneur en éléments coquilliers des granulats d'origine marine (norme NF EN 933-7),
- Los Angeles (norme NF EN 1097-2),
- friabilité des sables (norme P 18-576),
- niveau de réactivité vis-à-vis de la réaction alcali-silice (normes XP P 18-594, FD P 18-542 et
mode opératoire LPC n°37),
- sensibilité au gel-dégel (normes NF EN 1097-6 et NF EN 1367-1).
L'emploi de granulats recyclés et l'emploi de granulats provenant de la récupération du béton frais sur
l’installation de production sont autorisés dans les conditions du 8.1.2.2 du fascicule 65 du CCTG.
Le PAQ définit enfin la nature, le dosage et la provenance des adjuvants.
Dispositions particulières liées aux réactions de gonflement interne des bétons
Alcali-réaction
Dispositions concernant le dossier d'étude des bétons
Si les granulats bénéficient du droit d'usage de la marque NF-Granulats avec qualification vis-à-vis de l'alcali-
réaction en NR ou PRP, le certificat de conformité des granulats à la marque NF, qui donne leur qualification
vis-à-vis de l'alcali-réaction, doit être annexé au dossier d'étude des bétons.
Si les granulats ne bénéficient pas du droit d'usage de la marque NF-Granulats mais si le producteur de
granulats dispose d'un dossier carrière élaboré conformément aux prescriptions du document intitulé "Guide
pour l'élaboration du dossier carrière" édité par le LCPC en juin 1994 et approuvé par le maître d'oeuvre, le
dossier d'étude des bétons doit contenir les extraits du plan qualité du producteur permettant de certifier la
qualification vis-à-vis de l'alcali-réaction des granulats utilisés. Ces documents sont accompagnés des résultats
des contrôles intérieurs effectués par le producteur de granulats.
En l'absence de granulats titulaires de la marque NF-Granulats et d'un dossier carrière approuvé par le maître
d'oeuvre, les résultats des essais permettant la qualification des granulats conformément aux prescriptions du
fascicule de documentation FD P 18-542 et de la norme XP P 18-594 sont joints au dossier d'étude des bétons.
Si les granulats sont potentiellement réactifs (PR), tous les résultats des essais prévus aux 6.3.2 et 6.3.3 du
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fascicule de documentation FD P 18-464 doivent être joints au dossier d'étude des bétons.
Si les granulats sont potentiellement réactifs à l'effet de pessimum (PRP), le dossier d'étude des bétons doit
comporter tous les résultats des essais permettant de justifier que les conditions (1) et (2) du 6.3.1.2 du
fascicule de documentation FD P 18-464 sont vérifiées.
Dispositions concernant les procédures de bétonnage
En l'absence de granulats titulaires de la marque NF-Granulats mais en présence d'un dossier carrière
approuvé par le maître d’œuvre, toutes les procédures de bétonnage doivent prévoir la fourniture au maître
d’œuvre, avant bétonnage, des documents de suivi du contrôle intérieur effectué par le producteur de granulats
et le titulaire conformément à leur Plan Qualité.
En l'absence de granulats titulaires de la marque NF-Granulats et d'un dossier carrière approuvé par le maître
d’œuvre, toutes les procédures de bétonnage doivent prévoir la fourniture au maître d’œuvre, avant bétonnage,
des résultats des essais rapides permettant la qualification des granulats conformément aux prescriptions du
fascicule de documentation FD P 18-542.
Si les granulats sont potentiellement réactifs (PR) et si les opérations de bétonnage s'étalent sur une période
supérieure à deux mois, les procédures de bétonnage doivent prévoir la fourniture au maître d’œuvre, avant
bétonnage, des résultats des essais prévus aux 6.3.2 et 6.3.3 du fascicule de documentation FD P 18-464. Ces
essais doivent dater de moins de deux mois.
Si les granulats sont potentiellement réactifs (PR) et dans le cas de changement des propriétés d'un des
constituants du béton, les procédures de bétonnage doivent être modifiées et prévoir la fourniture au maître
d’œuvre, avant bétonnage, des résultats des essais prévus aux 6.3.2 et 6.3.3 du fascicule de documentation
FD P 18-464. Ces essais doivent être conduits sur la formule modifiée.
L'acceptation des résultats de tous les essais par le maître d’œuvre est une condition nécessaire à la levée des
points d'arrêt avant bétonnage.
Réaction sulfatique interne
Le Plan Qualité précise les dispositions prises par le titulaire pour prévenir la réaction sulfatique
interne du béton, en tenant compte des indications du document intitulé "Recommandations pour la
prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interne" édité par le LCPC en août 2007.
Bétonnage sous conditions de températures particulières
(8.5.4 du fasc. 65 du CCTG)
Le Plan Qualité précise les dispositions à prendre en cas de bétonnage dans des conditions de
température particulières conformément au 8.5.4 du fascicule 65 du CCTG. En outre, en cas de délai
important entre la fabrication du béton et la fin de sa mise en oeuvre, le Plan Qualité précise les
dispositions à appliquer ainsi que les modalités d'utilisation d'un retardateur de prise.
Dispositions particulières relatives à la durabilité vis-à-vis du gel
Le Plan Qualité précise les modalités de prise en compte des préconisations du guide technique
"Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel " édité par le LCPC en
décembre 2003.
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BASES DES ETUDES D'EXECUTION
(art. 4.2.1.2.1 du fasc. 65 du CCTG, art. 4.2.1 du fasc. 66 du CCTG)
clause commune
La note définissant les bases des études d'exécution rappelle l'ensemble des prescriptions de calcul
fournies dans le présent marché et les complète au besoin suivant les propositions techniques du
titulaire.
La note précise notamment les enrobages prévus pour toutes les parties d'ouvrage.
Elle précise également les méthodes et moyens de calcul et les bases numériques des calculs.
Ces propositions ne doivent pas remettre en cause les clauses du marché et sont conformes aux
directives de conception et de calcul en vigueur.
TEXTES REGLEMENTAIRES ET REGLEMENTS DE CALCUL
clause commune
D'une manière générale, les justifications relatives aux études d'exécution sont effectuées selon les
modalités précisées dans les documents suivants :
- …..
- les normes NF EN 1992-1-1 et NF EN 1992-2 et leurs annexes nationales, les normes NF EN
1992-1-1/NA et NF EN 1992-2/NA
JUSTIFICATION DU TABLIER
Généralités
Classes d'exposition et enrobage minimal vis-à-vis de la durabilité des aciers passifs du tablier
(normes NF EN 206/CN, NF EN 1992-1-1, NF EN 1992-1-1/NA, NF EN 1992-2 et NF EN 1992-2/NA)
Le tableau ci-dessous précise les classes d'exposition des différents parements du tablier au sens
des normes NF EN 206/CN, NF EN 1992-1-1, NF EN 1992-1-1/NA, NF EN 1992-2 et NF EN 1992-
2/NA ainsi que l’enrobage vis-à-vis de la durabilité, Cmindur, des aciers passifs associés à ces
parements.
Parement Classe d'exposition Cmindur
Longrines d'ancrage des [] []
dispositifs de retenue choix à effectuer
Extrados du tablier [] [] fiche thém. 1.0
– durée d’utilisation
de projet
Sous-face du tablier [] []
fiche thém. 1.1,
- classes exposition
Surfaces intérieures du [] []
fiche thém. 1.7
tablier - enrobages
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JUSTIFICATION DES APPUIS ET FONDATIONS
Généralités
(normes NF EN 1992-1-1, NF EN 1992-1-1/NA, NF EN 1992-2 et NF EN 1992-2/NA)
Classes d'exposition et enrobage minimal vis-à-vis de la durabilité des aciers passifs des appuis et
fondations
Le tableau ci-dessous précise les classes d'exposition des différents parements des appuis au sens des
normes NF EN 206/CN, NF EN 1992-1-1, NF EN 1992-1-1/NA, NF EN 1992-2 et NF EN 1992-2/NA ainsi que
l’enrobage minimal vis-à-vis de la durabilité, Cmin,dur, des aciers passifs associés à ces parements.
Parement Classe d'exposition Enrobage des aciers passifs
Piédroits [] [] choix à effectuer
fiche thém. 1.0
– durée d’utilisation
Culées [] []
de projet
fiche thém. 1.1,
Parements des piles [] [] - classes exposition
fiche thém. 1.7
Surfaces intérieures des [] [] - enrobages
piles creuses
Semelles de fondation [] []
Fondations profondes [] []
JUSTIFICATION DES EQUIPEMENTS
Corniches en béton
choix à effectuer
Classes d'exposition et enrobage minimal vis-à-vis de la durabilité des aciers passifs des corniches en fiche thém. 1.0
béton. – durée d’utilisation
de projet
Tous les parements des corniches en béton sont considérés comme étant soumis à une classe
d'exposition [ ] au sens des normes NF EN 206/CN, NF EN 1992-1-1, NF EN 1992-1-1/NA, NF EN fiche thém. 1.1,
- classes exposition
1992-2 et NF EN 1992-2/NA. L'enrobage minimal vis-à-vis de la durabilité des aciers passifs des
corniches est ainsi fixé à [ ] cm. fiche thém. 1.7
- enrobages
JUSTIFICATION DES MURS DE SOUTENEMENT EN BETON ARME
Classes d'exposition et enrobage minimal vis-à-vis de la durabilité des aciers passifs des murs de
soutènement
Le tableau ci-dessous précise les classes d'exposition des différents parements des murs de soutènement au
sens des normes NF EN 206/CN, NF EN 1992-1-1, NF EN 1992-1-1/NA, NF EN 1992-2 et NF EN 1992-2/NA
ainsi que l’enrobages minimal vis-à-vis de la durabilité, Cmin,dur, des aciers associés à ces parements.
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Parement Classe d'exposition Cmin,dur
Parements des murs [] []
Surfaces côté terre des murs [] []
Semelles de fondation [] []
CHAPITRE 3. Provenance, qualité et préparation des matériaux
clauses communes
Bétons et mortiers hydrauliques
Généralités sur la définition des bétons
(norme NF EN 13670/CN et NF EN 206/CN, art. 8.1 du fasc. 65 du CCTG)
Les bétons utilisés dans la construction de l'ouvrage doivent respecter les exigences définies dans la norme NF
EN 13670/CN.
Pour l’application du 8.1 (1) de la norme NF EN 13670/CN, les bétons sont spécifiés en conformité avec la
norme NF EN 206/CN y compris son annexe D. Ainsi, conformément à l'article NA.D.2.1 de la norme NF EN
206/CN, le ciment prompt naturel conforme a` la norme NF P 15-314 et du ciment d’aluminates de calcium
conforme a` la norme NF EN 14647 sont interdits.
Compte tenu de la disparité des types d'éprouvettes utilisées en Europe, la classe de résistance d'un béton
s'exprime avec deux valeurs (ex. C30/37), la première correspondant à des résultats en compression obtenus
en écrasant des éprouvettes cylindriques, l'autre des éprouvettes cubiques.
La détermination des résistances est appréciée à partir d'essais réalisés sur des éprouvettes cylindriques
conformes à la norme NF EN 12390-1.
Les spécifications destinées à assurer la durabilité du béton sont celles données dans la norme NF EN 206/CN
complétées par des spécifications complémentaires en fonction des classes d’exposition des différentes parties
d’ouvrage.
Par dérogation au fascicule 65 du CCTG, pour chaque partie d’ouvrage, les classes d'exposition, la classe de
résistance au sens de la norme NF EN 206/CN, la teneur minimale en liant équivalent, les exigences sur le
ciment, le rapport Eeff/Lianteq maximal et les caractéristiques complémentaires exigées sont indiqués dans le
tableau du sous-article « Définition des bétons ».
La classe de chlorure pour chacune des parties d’ouvrage est définie en référence au tableau NA 5.2.8 de la
norme NF EN 206/CN, à l’exception des bétons précontraints par pré-tension pour lesquels la classe de
chlorure retenue est 0,15.
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Constituants des bétons et mortiers
Granulats
(art 8.1.2.2 du fasc. 65 du CCTG, normes NF EN 12620+A1 , NF P 18-545, FD P 18-5)
Pour chaque formule de béton, la dimension nominale supérieure du plus gros granulat est proposée et justifiée
par le titulaire dans son Plan Qualité. Dans tous les cas, elle est limitée à 25 mm et doit être adaptée à la
dimension et à la densité du ferraillage des pièces à bétonner.
Généralités sur les épreuves d’études, de convenance et de contrôle
(norme NF EN 13670/CN, 8.2.1, 8.2.3 et 8.3.2 du fasc. 65 du CCTG)
Les épreuves d’étude, de convenance et de contrôle des bétons utilisés dans la construction de l'ouvrage
doivent respecter les exigences définies dans la norme NF EN 13670/CN et les articles correspondants du
fascicule 65 du CCTG (8.2.1, 8.2.3 et 8.3.2 respectivement).
La notion de famille définie dans la norme NF EN 206/CN n'est pas retenue pour ce qui concerne les épreuves
d’étude, de convenance et de contrôle.
Définition des bétons
(art. 8.1.1 du fasc. 65 du CCTG, norme NF EN 206/CN)
Les spécifications destinées à assurer la durabilité du béton sont celles données dans la norme NF EN 206/CN
complétées par les indications des articles suivants en fonction des classes d’exposition des différentes parties partie 4 §3
d’ouvrage.
Tableau des bétons
Consistance et teneur en air des bétons
La consistance de tous les bétons est proposée par le titulaire et soumise au visa du maître d’œuvre. Elle est
déterminée par l'essai d'affaissement selon la norme NF EN 12350-2 pour les classes de consistance S1 à S4
et par l'essai d'étalement selon la norme NF EN 12350-5 pour la classe de consistance S5. La classe de
consistance S1 n'est autorisée que pour les bétons préfabriqués.
Les spécifications relatives à la consistance et à la teneur en air sont définies en terme de valeurs cibles.
La valeur cible de consistance doit tenir compte des conditions particulières de bétonnage telles que le temps
de trajet entre le point de fabrication et le point de livraison ou le temps de bétonnage.
Pour les bétons des pieux coulés en place, la valeur cible de la consistance au point de livraison est conforme
à la norme NF EN 1536+A1.
Dispositions particulières pour la qualité des parements (EQP)
Pour les valeurs d’affaissements supérieures ou égales à 100 mm, la tolérance sur la consistance est réduite à
+/-20 mm. Cette tolérance peut toutefois être augmentée si le titulaire le justifie par une étude spécifique de la
sensibilité de la variation de la consistance sur la résistance du béton et l'aspect des parements.
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
partie 4 Exemple d'application à un cas concret
Ce chapitre présente un exemple d'application permettant de mieux appréhender les difficultés liées au choix
des classes d'exposition. Il s'appuie sur les fiches thématiques présentées en première partie et sur la démarche
générale proposée dans le présent document.
La démarche développée est la suivante :
– présentation de l'ouvrage
– présentation et justification des choix effectués
– tableau de synthèse des classes d’exposition et des spécifications complémentaires
– regroupement des classes d'exposition du point de vue de la composition des bétons
– calcul des enrobages.
1. Présentation de l'ouvrage
L'ouvrage retenu a été proposé par la DIR CE. Il s'agit d'un PS de type dalle précontrainte à deux travées de 24,5 m de
portée chacune. Cet ouvrage (PS3) s'inscrit dans le cadre de l'aménagement sur place de la RN7 entre les communes
de Moiry et Saint-Pierre. Il se situe dans le département de la Nièvre. Il permet le rétablissement de Maison Rouge.
Quelques hypothèses ont été modifiées pour proposer, dans le cadre de cet exemple d’application, une plus grande
variété dans le choix des bétons.
Coupe longitudinale de l'ouvrage
Coupe transversale du tablier
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L'ouvrage repose sur :
• une pile de type voile en béton armé reposant sur une nervure et une semelle de fondation
• deux culées enterrées constituées chacune d'une semelle, d'une nervure, et de 4 colonnes surmontées d'un
chevêtre.
Élévation de la pile Elévation des culées
En rive, le tablier est équipé de :
• corniches métalliques
• longrines supports de barrières de type H2
• trottoirs et bordures.
Détail rive côté nord Détail rive côté sud
Remarque :
bien que le tablier « réel » dégage une hauteur libre de plus de 6,0 m, on considère pour cet exemple qu'il s'agit d'un PS
« autoroutier » présentant une hauteur libre minimale de 4,85 m. L'intrados de l'ouvrage se trouve donc à une distance
verticale de la chaussée franchie de moins de 6,0 m.
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2. Présentation et justification des choix effectués
Classe d'exposition XC : carbonatation fiche thém. 1.1 [3]
– classes exposition
• éléments enterrés : XC2 partie 2 – tabl. bétons
• extrados du tablier protégé par l'étanchéité : XC3
• éléments exposés à l'air : XC4
• éléments non ou faiblement armés : non concerné (GBA/DBA)
Classe d'exposition XD : chlorures d’origine non marine partie 2 – tabl. Bétons
Concernant la semelle de la pile, l’assainissement en toit de la chaussée avec terre-plein central
revêtu limite fortement les infiltrations de saumure dans les sols de couverture de la semelle.
Cette classe n’est donc pas prise en compte pour cette partie d’ouvrage.
NF EN 206/CN
En ce qui concerne les autres parties d’ouvrages exposées au sel, la prescription d’une classe [N.A. 4.1.4]
fiche thém. 1.5 [3.a)]
XD n’est pas nécessaire pour la composition du béton, cet aspect étant indirectement pris en – gel
compte à travers les prescriptions des classes XF.
Classe d'exposition XF : gel/dégel fiche thém. 1.1 [3]
– classes exposition
D'après le FD P 18 326, le département de la Nièvre est en zone de gel modéré. fiche thém. 1.5 [2.c)]
Pour l’exemple, nous considérerons que les niveaux de salage sont les suivants : – gel
- fréquent sur la voie portée,
- très fréquent sur la voie franchie. partie 2 – tabl. bétons
Prescriptions :
• parties d’ouvrage enterrées à plus de 1 m : non concernées par le gel
• parties d’ouvrage enterrées à moins de 1 m pouvant subir des infiltrations de saumure :
XF2 (dalle de transition). La dalle de transition est considérée comme peu exposée au
risque d’écaillage.
• parties d’ouvrages non-enterrées impactées par le niveau de salage de la voie portée :
XF2. De plus, pour les parties d’ouvrage très exposées au risque d’écaillage, on exigera
une teneur en air occlus sur béton frais supérieure à 4 % et un dosage minimal en liant
de 370 kg par m3 de béton (pour un Dmax=20 mm). Ces parties d’ouvrage qui
présentent une forte proportion de surfaces horizontales favorisant la stagnation d’eau
sont : les longrines DR, les solins d’ancrage des joints de chaussée, et le béton de
remplissage des trottoirs.
• parties d’ouvrage impactées par le niveau de salage de la voie franchie : XF2, ou XF4
pour les parties d’ouvrage très exposées au risque d’écaillage (nervure de pile)
• extrados du tablier : XF1 car non exposé aux sels (présence d'une étanchéité)
• autres éléments exposés (faiblement) au sel : XF2 (tablier, murs en retour).
Les bétons ordinaires (< 50 MPa) de classe d'exposition XF4 sont à formuler avec un minimum
de 4% d'air entraîné.
Choisir un ciment PM ou un ciment résistant aux sulfates pour les bétons de classe d'exposition
XF2 et XF4. Les ciments réputés résistants aux sulfates sont les suivants : NF EN 206/CN
[N.A. 5.3.2.2]
• les ciments conformes à la norme NF P 15-319 (ES) fiche thém. 1.10 [6]
• les ciments résistants aux sulfates (SR) au sens de la norme NF EN 197-1 et répondant aux – ciments
exigences complémentaires de la Marque NF-Liants Hydrauliques
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Classe d'exposition XA : attaques chimiques fiche thém. 1.1 [3]
– classes exposition
Il est fait l'hypothèse pour traiter l'exemple que les analyses préalables de sol et d'eau partie 2 – tabl. bétons
conduisent à considérer une classe d'exposition XA1 pour les bétons en contact avec la nappe
ou le terrain naturel.
Se reporter au FD P 18-011 pour le choix du ciment.
Classe de chlorures : fiche thém. 1.2 [3]
- chlorures
• béton non armé : Cl 1,0
• béton armé : Cl 0,40 ou Cl 0,65 si utilisation de ciment de nature CEM III
• béton précontraint par post-tension : Cl 0,20
Prévention alcali-réaction fiche thém. 1.3 [5]
- RAG
Catégorie d'ouvrage :
• bordures et remplissage des trottoirs, solins d'ancrage des joints de chaussée :
catégorie I (risque acceptable).
• autres parties d'ouvrages : catégorie II.
Classes d'exposition vis-à-vis de la RAG pour les parties d'ouvrage relevant de la catégorie II :
• XAR2 : en l’absence de fondants
• XAR3 : si présence de fondants
Niveau de prévention :
• bordures, remplissage des trottoirs, solins d'ancrage des joints de chaussée : A (pas de
précaution particulière)
• autres parties d'ouvrages : B
Prévention RSI fiche thém. 1.4 [2, 5]
- RSI
Catégorie d'ouvrage :
• bordures et remplissage des trottoirs, solins d'ancrage des joints de chaussées :
catégorie I (risque acceptable)
• autres parties d’ouvrage : catégorie II
Classes d'exposition vis-à-vis de la RSI pour les parties d'ouvrages relevant de la catégorie I :
ces parties sont en contact durable avec l'eau : XH3
Classes d'exposition vis-à-vis de la RSI pour les parties d'ouvrages relevant de la catégorie II :
• parties en contact durable avec l'eau : XH3 (fondations durablement immergées,
longrines BN4)
• parties pouvant être en contact durable avec l’eau, selon les modalités d’exploitation et
le niveau d’entretien de l’ouvrage : XH2 ou XH3 (choix à réaliser en tenant compte des
volumes de béton concernés et en cohérence avec ce qui sera retenu pour les autres
parties d’ouvrages), considérées ici de manière sécuritaire en XH3 (nervures des
appuis, chevêtres/sommiers des culées)
• autres parties d'ouvrages, y compris dalle de transition : XH2
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Niveau de prévention :
• bordures de trottoirs et bétons de remplissage des trottoirs, solins d'ancrage des joints
de chaussée : As
• fondations, nervures des appuis, chevêtres/sommiers des culées, longrines BN4 : Cs
• autres parties d'ouvrage : Bs
Spécification complémentaire gel : fiche thém. 1.5 [7]
- gel
Recom. gel.
La spécification complémentaire G+S est à considérer pour les bétons de parties d’ouvrages
relevant de la classe XF4 (hors éléments à courte durée de vie).
Le caractère G+S implique l'interdiction d'utiliser un ciment CEM III. La classe de chlorures fiche thém.
1.2 [3] – chlorures
Cl 0,65 est par conséquent également interdite. 1.10 – ciments
Autres hypothèses et composition des bétons : fiche thém. 1.0
– durée d’utilisation de
projet
La durée d’utilisation du projet étant de 100 ans, les limites de composition des bétons (dosage
minimal en liant, taux de substitution maximal, rapport eau eff /liant équ. Maximal...) sont celles fiche thém. 1.1 [4]
définies dans le tableau du 8B du 8.1.1.3 du fasc. 65 du CCTG. - classes exposition
Pour l’option utilisant des pieux de fondations profondes, il est fait l’hypothèse que les bétons
sont mis en place en conditions sèches.
Autres caractéristiques complémentaires : fiche thém. 1.9 [7]
– clé lecture tabl. bétons
• béton précontraint par post-tension : utilisation d'un ciment CP1 ou CP2.
• pièces avec exigences sur la qualité des parements : EQP, pour les parements fins.
• la caractéristique LRE, surtout utilisée pour limiter le retrait des dalles de ponts mixtes,
n’a pas été retenue ici.
• la caractéristique LCH n’a pas été ici prise en compte : il est considéré que les niveaux
de prévention prescrits pour la RSI et la prise en compte des règles de l’art pour le
bétonnage permettaient de se prémunir des risques liés au retrait thermique et à la RSI.
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3. Tableau de synthèse des classes d'exposition et des spécifications complémentaires
Caractéristiques Eeff/Leq
Classes Nature du ciment
Classe de Teneur minimale complémentaires maxi vis- Caractéristi
d'expositi vis-à-vis de la
résistance en liant équivalent du ciment vis-à- à-vis de ques
Partie d'ouvrage on et de durabilité
minimale vis-à-vis de la vis de la la complémen
chlorures
(6) durabilité (3) durabilité durabilité taires
(4) et (5)
(4), (5) et (6) (6)
bétons de
non abordés
propreté
XC2 - XA1
(selon
niveau
RSI
d'agressivit
option pieux de 385 (1) selon (XH3, Cs)
é des selon
fondations terres) C30/37 FD P 18-011 0,50
FD 18-011
profondes (4) RAG
(XAR2, B)
Cl 0,40 ou
Cl 0,65 si
CEM III
XC2 - XA1
selon
niveau RSI
semelles de d’agressivit selon (XH3, Cs)
é selon
fondations et C30/37 330 FD P 18-011 0,50
FD 18-011
nervure de culées (4) RAG
Cl 0,40 ou (XAR2, B)
Cl 0,65 si
CEM III
RSI
(XH3, Cs)
CEMI 42,5 N ou
XC4 – XF4 52,5 N ou RAG
PM ou résistant (XAR3, B)
C35/45 385 CEMII/A (S ou D) 0,45
nervure de pile aux sulfates (7)
Cl 0,40 42,5 N ou 52,5 N
(5) EQP
G+S
RSI
(XH2, Bs)
fût de pile et XC4 – XF2
PM ou résistant
bossage C35/45 350 (9) 0,45 RAG
d’appareil d’appui aux sulfates (7)
Cl 0,40 (XAR3, B)
sur pile
EQP
XC2 RSI
(XH3, Cs)
poteaux des C25/30 =>
Cl 0,40 ou 280 0,60
culées C30/37 (2)
Cl 0,65 si RAG
CEM III (XAR2, B)
XC2 - XF2 C35/45 350 (9) PM ou résistant 0,45 RSI
dalles de
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Caractéristiques Eeff/Leq
Classes Nature du ciment
Classe de Teneur minimale complémentaires maxi vis- Caractéristi
d'expositi vis-à-vis de la
résistance en liant équivalent du ciment vis-à- à-vis de ques
Partie d'ouvrage on et de durabilité
minimale vis-à-vis de la vis de la la complémen
chlorures
(6) durabilité (3) durabilité durabilité taires
(4) et (5)
(4), (5) et (6) (6)
(XH2, Bs)
Cl 0,40 ou
transition Cl 0,65 si aux sulfates (7)
CEM III RAG
(XAR3, B)
RSI
(XH3, Cs)
chevêtre et mur
garde grève des XC4 – XF2
culées, bossages PM ou résistant
C35/45 350 (9) 0,45 RAG
aux sulfates (7)
d’appareils Cl 0,40 (XAR3, B)
d’appui sur culée,
murs en retour
EQP
RSI
(XH2, Bs)
CP1
XC4 – XF2 C35/45 350 (9) 0,45 RAG
tablier PM ou résistant (XAR3, B)
aux sulfates (7)
Cl 0,20
EQP
RSI
(XH3, Cs)
XC4 – XF2
PM ou résistant RAG
C35/45 370 (8) 0,45
longrines DR aux sulfates (7) (XAR3, B)
Cl 0,40
air occlus
≥4%
RSI
(XH3, As)
bordures de XF2
trottoirs et béton PM ou résistant RAG
C35/45 370 (8) 0,45
de remplissage aux sulfates (7) (XAR3, A)
des trottoirs Cl 1,00
coulés en place
air occlus
≥4%
RSI
(XH3, As)
XC4 – XF2
solin d'ancrage PM ou résistant RAG
C35/45 370 (8) 0,45
des joints de aux sulfates (7) (XAR3, A)
chaussées Cl 0,40
air occlus
≥4%
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Caractéristiques Eeff/Leq
Classes Nature du ciment
Classe de Teneur minimale complémentaires maxi vis- Caractéristi
d'expositi vis-à-vis de la
résistance en liant équivalent du ciment vis-à- à-vis de ques
Partie d'ouvrage on et de durabilité
minimale vis-à-vis de la vis de la la complémen
chlorures
(6) durabilité (3) durabilité durabilité taires
(4) et (5)
(4), (5) et (6) (6)
RSI
(XH2, As)
XF2 PM ou résistant
GBA/DBA C35/45 350 (9) 0,45
aux sulfates (7)
RAG
Cl 0,40 (XAR3, B)
(10)
Nota :
(1) : le fascicule 68 du CCTG (fondations) spécifie un minimum de 350 kg de ciment pour les pieux. Le tableau 8.B du
fasc. 65 du CCTG prescrit un minimum de 330 kg pour des bétons XA1. L’annexe D de la NF EN 206/CN (travaux
géotechniques spéciaux) prescrit quant-à-elle des minimum en liant total (ciment + addition) de 325 kg/m³ (mise en
place en conditions sèches) ou 375 kg/m³ (mise en place en conditions immergées), complétés par des valeurs de
teneurs minimales en fines (particules < 0,125 mm, additions et ciment inclus). Afin de simplifier la question, en tenant
compte des pratiques usuelles sur chantier, le CCTP type ne propose qu’une valeur de dosage minimal à 385 kg/m³,
permettant de couvrir simplement l’ensemble des cas. Une optimisation de la valeur de ce dosage reste néanmoins
possible.
(2) : bien que d'un point de vue durabilité un béton C25/30 soit suffisant pour nervures et poteaux des culées de classe
XC2, il est d'usage, voire nécessaire d'un point de vue mécanique, de retenir a minima un béton C30/37.
(3) : les teneurs minimales en liant équivalent étant définies pour Dmax =20 mm, la quantité de liant équivalent à ajouter
ou à déduire en pourcentage de la valeur indiquée en fonction de la dimension nominale supérieure du plus gros
granulat exprimée en mm est +10% pour D < 12,5 mm, +7,5% pour de D=14 mm, +5% pour D=16 mm, -2,5% pour
D=22,4 mm et -5% pour D=25 mm. Le diamètre maximal Dmax couramment utilisé pour les granulats est 22,4 mm. Il est
classiquement réduit à 16 mm pour les pièces très ferraillées (ici : bossages des appareils d’appuis et solins d’ancrages
des joints de chaussée). Le dosage minimum en liant équivalent prescrit pour ces pièces sera donc en pratique de
368 kg (=350*1,05) ou 389 kg (=370*1,05).
(4) : tableau 8B du fasc. 65 du CCTG (bétons XF4 : note i ; bétons XA1 : note j).
(5) : Recommandations pour la durabilité des bétons soumis au gel (béton G+ S).
(6) : tableau 8B du fasc. 65 du CCTG (repris dans la fiche thématique 1.1), complété par les éventuelles spécifications
complémentaires ET classe de résistance imposée par le rôle structural de la partie d’ouvrage.
(7) : les ciments réputés résistants aux sulfates sont les ciments conformes à la norme NF P 15-319 (ES), et les ciments
résistants aux sulfates (SR) selon la norme NF EN 197-1 répondant aux exigences complémentaires de la Marque NF-
Liants hydrauliques.
(8) : pour les éléments très exposés au risque d’écaillage, la teneur minimale en liant est portée à 370 kg et la teneur en
air occlus du béton frais doit être supérieure ou égale à 4 % (cf. fasc. 65 8.1.1.2.2)
(9) : il s’agit ici du XF2 « de base » au sens du fascicule 65 du CCTG, c’est-à-dire celui sans air entraîne, formulé
comme un XD3.
(10) : Cl 0,40 (voir chap. 4.b de la fiche thématique sur les classes de chlorures)
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Les classes d'exposition sont reprises sur les schémas ci-après.
XC2 - XF2
XC4 – XF2
XC4 – XF2
XC2
XC2 - XA1
XC2 - XA1
XC4 – XF2
XC4 – XF4
XC2 - XA1
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XC3 – XF1 XF2 XC4 – XF2
XC4 – XF2
4. Regroupement des classes d'exposition du point de vue de la composition des bétons
Les possibilités de regroupement sont à étudier à partir des regroupements par couleur exposés
dans le tableau du paragraphe 3. Les regroupements ne doivent pas se faire à partir des seules
classes d'exposition mais doivent également tenir compte des conditions de réalisation de chaque
élément.
5. Calcul des enrobages
5.a) Détermination de la classe structurale
Culées Pile Tablier
Dalles de Chevêtres, Semelles Poteaux Semelle Voile et Nervure Intrados Extrados Longrines
transition gardes et des bossage de pile et solins
Parois grèves, murs nervures culées
en retour et des
bossages culées
Classes XC2 XC4 XC4
XC2XF2 XC4XF2 XC2XA1 XC2 XC4XF2 XC3 XC4XF2
d’exposition XA1 XF4 XF2
Reclassement
XD1 XD1 XD1 (*) XD1 (*) XD2 (**) XD3 XD2 (**) XD3
des XF et XA
Classe
d’exposition
retenue pour XD1 XD1 XD1 XC2 XD1 XD2 XD3 XD2 XC3 XD3
le calcul des
enrobages
Classe
structurale S4 S4 S4 S4 S4 S4 S4 S4 S4 S4
initiale
Modulation de la classe structurale
Durée
d’utilisation de +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2
projet
Classe de 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0
résistance C30/37 C35/45
Nature du liant 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Enrobage
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
compact
BILAN S6 S6 S6 S5 S6 S6 S6 S5 S5 S6
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Note : éléments d’explication :
* : pour les classes d'exposition XA1 à XA3, la valeur de Cmin,dur est aussi déterminée en prenant en compte les classes d'exposition
concomitantes XS ou XD (cf. fiche 1.7 enrobages : tabl. NF EN 1992-1-1/NA). Dans le cas présent, prise en compte d’une
équivalence entre XA1 et XD1 .
** : pour les classes d'expositions XF1 à XF4, dans le cas général, la valeur de Cmin,dur est déterminée en prenant en compte les
classes d'expositions concomitantes XC4 et XD1 à XD3. Le fascicule 65 du CCTG (§8.1.1.2.2) précise cependant que l’on doit
retenir en gel modéré la classe XD2 pour les éléments peu exposés soumis à un salage très fréquent.
5.b) Enrobage minimal vis-à-vis des conditions d'environnement : cmin,dur
Culées Pile Tablier
Dalles de Chevêtres, Semelles Poteaux Semelle Voile et Nervure Intrados Extrados Longrines
transition gardes et des bossage de pile et solins
Parois grèves, murs nervures culées
en retour et des
bossages culées
Classe d’exposition
retenue pour le
XD1 XD1 XD1 XC2 XD1 XD2 XD3 XD2 XC3 XD3
calcul des
enrobages
Classe structurale
S6 S6 S6 S5 S6 S6 S6 S5 S5 S6
initiale
Cmin,dur pour
45 45 45 30 45 50 55 45 30 55
aciers passifs (mm)
Cmin,dur pour
armatures de 55 40
précontrainte (mm)
5.c) Enrobage minimal vis-à-vis des exigences d'adhérence : cmin,b
Aciers passifs :
On retient les hypothèses suivantes (pour l'ensemble de l'ouvrage), basées sur l'expérience d'ouvrage de ce type :
– taille du plus gros granulat : < 25 mm
– diamètre de la plus grosse barre : 32 mm (HA32 dans les colonnes de culées par exemple),
ou 25 mm (HA20 dans la dalle de transition par exemple).
On a donc cmin,b = 32 mm ou 25 mm
Aciers de précontrainte :
On considère à ce stade (procédé de précontrainte non défini) que l'ouvrage sera précontraint avec des câbles 19T15S,
dont les gaines ont un diamètre de 80 mm.
On a donc cmin,b = 80 mm
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5.d) Enrobage minimal : cmin
Culées Pile Tablier
Dalles de Chevêtres, Semelles Poteaux Semelle Voile et Nervure Intrados Extrados Longrines
transition gardes et des bossage de pile et solins
Parois grèves, murs nervures culées
en retour et des
bossages culées
Classe
d’exposition
retenue pour XD1 XD1 XD1 XC2 XD1 XD2 XD3 XD2 XC3 XD3
le calcul des
enrobages
Classe
S6 S6 S6 S5 S6 S6 S6 S5 S5 S6
structurale
Aciers passifs
Cmin,dur (mm) 45 45 45 30 45 50 55 45 30 55
Cmin,b (mm) 25 32 32 32 32 32 32 32 32 32
Cmin (mm) 45 45 45 32 45 50 55 45 32 55
Aciers précontrainte
Cmin,dur (mm) 55 40
Cmin,b (mm) 80 80
Cmin (mm) 80 80
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5.e) Enrobage nominal : cnom
S'agissant d'un ouvrage d'art faisant l'objet de contrôle sur chantier régulier (points d'arrêt, ...), on retient une tolérance
d'exécution supplémentaire ∆cdev de 5 mm.
A justifier plus précisément : écart d’exécution ∆cdev = 5 mm, alors que par défaut ∆cdev = 10 mm => importance du
système d’assurance qualité pour les dessins d’exécution, la pose des armatures, contrôles internes des enrobages…
Culées Pile Tablier
Dalles de Chevêtres, Semelles Poteaux Semelle Voile et Nervure Intrados Extrados Longrines
transition gardes et des bossage de pile et solins
Parois grèves, murs nervures culées
en retour et des
bossages culées
Classe
d’exposition
retenue pour XD1 XD1 XD1 XC2 XD1 XD2 XD3 XD2 XC3 XD3
le calcul des
enrobages
Classe
S6 S6 S6 S5 S6 S6 S6 S5 S5 S6
structurale
Aciers passifs
Cmin (mm) 45 45 45 32 45 50 55 45 32 55
∆Cdev (mm) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
Cnom (mm) 50 50 50 37 50 55 60 50 37 60
Aciers précontrainte
Cmin (mm) 80 80
∆Cdev (mm) 5 5
Cnom (mm) 85 85
Il est rappelé que ce sont ces valeurs d'enrobages (c nom) qui doivent figurer sur les plans et qui doivent être
respectées lors de la confection des cages d'armatures ou de la mise en place des gaines de précontrainte.
5.f) Optimisation de l'enrobage nominal : cnom
On constate que plusieurs éléments sont concernés par des enrobages supérieurs à 50 mm.
Les éléments concernés sont :
– les parties aériennes de la pile
– les longrines d'ancrage des dispositifs de retenue.
Pour limiter certains enrobages nominaux à 50 mm, il est possible,
pour le voile de la pile :
– d'augmenter la performance du béton en prescrivant une classe de résistance C40/50 pour abaisser la classe
structurale à S5 et obtenir ainsi un enrobage nominal de 50 mm.
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Pour la nervure de pile :
– respecter l'enrobage nominal de 60 mm déterminé sans autre précaution en prenant le risque d'une fissuration
de peau à court terme néfaste à la durabilité de l'élément,
– ou respecter l'enrobage nominal de 60 mm déterminé et disposer des armatures inoxydables de peau pour
éviter la fissuration de peau à court terme,
– ou réduire à 50 mm cet enrobage par dérogation du maître d'ouvrage dans les pièces techniques du marché,
tout en assumant la diminution de durabilité que cela peut engendrer,
– ou augmenter la performance du béton en prescrivant une classe de résistance C45/55 pour abaisser la classe
structurale à S5 et obtenir ainsi un enrobage nominal de 55 mm, que l’on réduirait à 50 mm par dérogation du
maître d'ouvrage dans les pièces techniques du marché, tout en assumant la diminution de durabilité que cela
peut engendrer.
Notes :
• l’application d’un revêtement de protection qualifié (NF EN 1504-2 avec niveau 2 du GA P18-902) peut améliorer la
durabilité mais ce type de protection ne peut pas couvrir une durée d’utilisation de projet de 100 ans et nécessite d’être
renouvelée fréquemment.
• en cas d’utilisation d’aciers inox, l’attention est attirée sur le surcoût induit et sur les précautions à prendre pour éviter les
phénomènes de piles avec les armatures acier avoisinantes.
Pour les longrines :
En complément des types de solutions proposées pour la nervure de pile :
– protéger le béton de la longrine contre les projections de sels de déverglaçage (étanchéité par résine mince
adhérente ou revêtement de protection qualifié par exemple).
Nota : attention, la mise en œuvre d’une étanchéité sur un béton jeune est risquée (elle s’oppose aux échanges hydriques
entre le béton et l’extérieur), il faut imposer un délai minimal de séchage du béton d’au moins 1 mois avant application (2
seraient mieux) ou s’orienter vers un revêtement de protection qualifié (NF EN 1504-2 + niveau de performance 2 du GA
P18-902) pas trop imperméable à la vapeur d’eau.
– cette protection permet de retenir une classe d’exposition XC3 pour le calcul de l’enrobage de cette partie
d’ouvrage et d’obtenir ainsi un enrobage nominal de 37 mm. Il faudra en outre une réfection périodique de cette
protection dont la durée de vie est très inférieure à 100 ans.
– ou, mettre en œuvre des armatures en acier inoxydable de nuance appropriée pour réduire les enrobages,
sous réserve de justifier les performances du matériau en termes de durabilité (voir norme NF EN1992-1-1/NA
[Clause 4,.4.2(7) NOTE]). Attention, il faut toutefois être vigilant quant au raccordement entre les armatures
inoxydables de cet élément et les autres armatures en acier de la structure de tablier pour ne pas créer de
couple galvanique.
Note : en cas d’utilisation d’aciers inox, l’attention est attirée sur le surcoût induit et sur les précautions à prendre pour éviter les
phénomènes de piles avec les armatures acier avoisinantes.
Le maître d'ouvrage a la responsabilité de ces choix et doit assumer les conséquences de la décision.
6. Choix des valeurs d'enrobages
Cet exemple illustre la multiplicité et l'importance des valeurs d'enrobages obtenues sur l'ouvrage, après tous calculs
effectués. Il est alors loisible de se poser la question d'une réduction du nombre de ces valeurs ainsi que d'une limitation
de ces valeurs. Ces remarques sont motivées par les constats suivants :
• le nombre de valeurs est source de complexité sur chantier et donc d'erreurs,
• les cales ne permettent pas forcément de respecter strictement les valeurs obtenues,
• les fortes valeurs d'enrobages (> 50 mm) peuvent remettre en cause les prédimensionnements classiques de
certains éléments structurels.
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La prise en compte des charges issues des Eurocodes, ainsi que de fortes valeurs d'enrobages peuvent remettre en
cause les ferraillages « type » classiquement mis en œuvre. Par exemple, la mise en œuvre du ferraillage nécessaire à
certains dispositifs de retenue peut conduire à devoir augmenter la largeur du tablier pour respecter des valeurs
d’enrobages élevées sur ces longrines.
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partie 5 fiches thématiques Suivi Chantier
● fiche 5.1 – Processus d’agrément, d’études et de contrôles
● fiche 5.2 Cure du béton et dispositions lors de bétonnage par
temps chaud/froid
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
fiche thématique 5.1 Processus d’agréments, d’études et de
contrôles
Contenu :
– généralités
– centrales à béton
– constituants
– composition du béton
– épreuve d'étude
– épreuve de convenance
– épreuve de contrôle
– recommandations pour la DIR CE
Bibliographie :
– version 2015 du logiciel PETRA - Élaboration des pièces écrites techniques des DCE pour la construction
d'ouvrages d'art neufs. Cerema Dtec ITM.
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil. 2014.
– NF EN 206/CN. Béton - Spécification, performance, production et conformité - Complément national à la norme
NF EN 206. Décembre 2014.
– FD P18-464. Béton - Dispositions pour prévenir les phénomènes d'alcali-réaction. Avril 2014.
– Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel. LCPC. Décembre 2003.
– Recommandations pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interne. LCPC. Août 2007.
– NF EN 12 350-2. Essais pour béton frais - Partie 2 : essai d'affaissement. Avril 2012.
– NF EN 12 350-5. Essais pour béton frais - Partie 5 : essai d'étalement à la table à choc . Juin 2009.
– NF EN 12 350-7. Essais pour béton frais - Partie 7 : teneur en air - Méthode de la compressibilité. Avril 2012.
– NF EN 12 350-8. Essai pour béton frais - Partie 8 : béton auto-plaçant - Essai d'étalement au cône d'Abrams.
Novembre 2010.
– NF EN 12 390-6. Essais pour béton durci - Partie 6 : détermination de la résistance en traction par fendage
d'éprouvettes. Avril 2012.
– NF EN 12 390-7. Essais pour béton durci - Partie 7 : masse volumique du béton durci. Avril 2012.
– Référentiel de certification de la marque NF – NF 002. Liants hydrauliques.
– Référentiel de certification de la marque NF – NF 033. Béton prêt à l’emploi.
– Référentiel de certification de la marque NF – NF 085. Adjuvants pour bétons, mortier et coulis – produits de
cure.
1. Généralités
Cette fiche traite des principaux points à aborder pour pouvoir statuer sur la conformité des bétons.
Les définitions des termes employés, spécifiques au béton, sont dans la fiche « clé de lecture du fiche thém. 1.9 –
tableau des bétons ». tabl. bétons
Les spécificités liées à la mise en place de l’approche performantielle sont traitées dans une fiche fiche thém. 1.10 –
spécifique. ap. perf.
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2. Centrale à béton
2.a) Certification
Le béton est fabriqué sous la responsabilité de l'entrepreneur :
– soit dans une centrale de chantier, CCTP type
– soit dans une centrale de Béton Prêt à l'Emploi (BPE), [3.12.10.1]
– soit dans une usine de préfabrication.
Dans tous les cas, le béton doit être conforme à la norme NF EN 206/CN et l'unité de fabrication
doit être soumise à l'acceptation du maître d’œuvre. Cette dernière s'effectue sur la base du respect
des caractéristiques détaillées précisées dans l'annexe B du fascicule 65 du CCTG.
Si le béton provient d'une centrale de Béton Prêt à l'Emploi, l’unité de production doit être titulaire de
la marque « NF-BPE » (référentiel NF 033). Ainsi, soit la centrale est titulaire de la marque NF-BPE
(certification obtenue annuellement selon la procédure dite conventionnelle), soit le béton est certifié
uniquement sur certaines formules de béton pour un chantier spécifié (certification obtenue par la
procédure dite particulière).
La liste des centrales à béton admises à la Marque NF-BPE est accessible sur le site internet
http://www.marque-nf.com (recherche par numéro NF033).
2.b) Éléments techniques à prendre en compte
Parmi les centrales titulaires de la marque NF BPE, toutes ne sont pas aptes à livrer un chantier
d’ouvrage d’art donné. Les éléments suivants doivent être pris en compte pour statuer quant au
choix de la centrale :
– prise en compte du délai d’acheminement et respect des cadences de livraison
(localisation de la centrale, flotte de toupies mobilisables, embouteillages à certaines
heures ou travaux sur le trajet, horaires de fonctionnement, volume du malaxeur, cadence
habituelle de production…),
– capacité de stockage des constituants,
– le cas échéant, existence d'un stock primaire pour les granulats, permettant d'égoutter
l'eau en sortie de carrière et assurant ainsi une meilleure gestion de l'eau au cours de la
fabrication,
– nombre de pompes à adjuvants,
– nombre de silos (ciments, additions),
– portée des bascules (mini, notamment pour l’entraîneur d'air, et maxi),
– possibilité de dédier la centrale au chantier, le cas échéant,
– le cas échéant, dispositifs permettant la production en conditions hivernales (eau chaude,
dégivrage des casques...),
– le cas échéant, modalités de gestion de l’eau décantée (masse volumique < 1,02 kg/dm 3),
si béton avec air entraîné, béton précontraint ou exigences architectoniques.
C’est à l’Entreprise de faire cette analyse, et au Maître d’Oeuvre d’en juger la pertinence. Il y a trop
de paramètres interdépendants pour les quantifier isolément. Les moyens en personnels et
matériels de l’Entreprise auront également un impact sur certains des éléments ci-dessus (cadence !!!
de fabrication, flotte de toupie). Il est fortement recommandé au Maître d’Oeuvre de prendre conseil
auprès d’un laboratoire expérimenté et de faire réaliser une réception de la centrale à béton dans le
cadre du contrôle extérieur.
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2.c) Centrale de secours
Le recours à une centrale de secours n’est pas une obligation réglementaire. Si le prescripteur juge
que la livraison des bétons nécessite le recours à une centrale de secours, il doit l’imposer dans son
CCTP.
Les critères de jugement quant à cette nécessité sont les suivants :
– nature de l’ouvrage à réaliser (importance, volume de bétonnage par partie d’ouvrage,
cadence...),
– enjeux en cas d’arrêt accidentel de bétonnage avec reprise ultérieure (technique,
esthétique),
– localisation géographique du chantier.
3. Constituants
3.a) Généralités
Les constituants pour béton sont couverts par des certifications autorisant leur commercialisation
(marquage CE) et, le cas échéant, par des certifications volontaires (marque NF).
Ils disposent de fiches techniques produit (FTP) détaillant les caractéristiques physico-chimiques
pertinentes pour l'utilisateur. Les FTP doivent dater de moins d'un an.
Les paragraphes ci-dessous détaillent les principales informations à rechercher dans les FTP.
3.b) Ciments
fiche thém. 1.10 [
La fiche thématique 1.10 détaille la nomenclature, la certification et les prescriptions relatives aux 4 et 5]
ciments. - ciments
Les ciments doivent être couverts par la certification « NF-Liants hydrauliques » (NF 002).
Les éléments suivants sont à prendre en considération, en liaison avec la classe d’exposition, ou si
ils ont été prescrits spécifiquement :
– teinte,
– nature du ciment (CEM I , CEM II, CEM III...),
– classe de résistance (42,5 – 52,5),
– spécifications complémentaires éventuelles (PM, ES, SR, LH, CP),
– teneur en chlorures,
– si spécification RAG : teneur en alcalins équivalents,
– si spécifications RSI : éléments permettant le calcul de l’élévation de température (chaleur
d'hydratation à 41 h, résistance en compression à 2 et 28 j : cf. annexe guide RSI) et, le
cas échéant, éléments permettant de justifier le seuil d’acceptabilité retenu (teneur en
alcalins équivalents, C3A, SO3...).
3.c) Additions
En France, le terme « addition » renvoie aux produits utilisables en substitution partielle du ciment.
La proportion utilisée au-delà du pourcentage maximal de substitution (A/(A+C)) est à considérer !!!
comme un correcteur granulométrique.
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La norme NF EN 206/CN autorise l'utilisation des additions suivantes :
– additions calcaires de catégorie A ou B conformes à la norme NF P 18 508, NF EN 206/CN
[5.1.6]
– additions siliceuses de minéralogie Qz conformes à la norme NF P 18 509,
– fumée de silice conforme à la norme NF EN 13 263-1,
– cendres volantes conformes à la norme NF EN 450-1,
– laitiers vitrifiés moulus de haut-fourneau conformes à la norme NF EN 15 167-1,
– métakaolins de type A conformes à la norme NF P 18-513.
Les informations suivantes sont à relever sur la FTP pour le calcul du liant équivalent :
– type d'addition,
– classe ou catégorie le cas échéant,
– valeur de i7 et i28 pour les laitiers vitrifiés moulus de haut-fourneau, les fumées de silice et
les cendres volantes.
3.d) Granulats fiche thém. 1.3
- RAG
Les granulats doivent disposer du marquage CE, niveau 4 (simple déclaration du producteur) ou, de fiche thém. 1.4
préférence niveau 2+ (audit annuel et certificat d’un organisme notifié). Ils peuvent également - RSI
disposer du droit d’usage de la marque « NF-Granulats » (NF 041).
fiche thém. 1.5
- gel
Les éléments devant être relevés sur la FTP sont :
– masse volumique réelle,
– coefficient d’absorption,
– teneur en chlorures, NF P 18 545
– codification selon NF P 18 545 (A, B, C ou D),
– justification du caractère non gélif, le cas échéant,
– si spécifications RAG : classification NR, PR ou PRP et/ou teneur en alcalins équivalents.
3.e) Eau NF EN 1008
L'eau de gâchage des bétons doit être conforme à la norme NF EN 1008.
L'eau potable du réseau est réputée apte au gâchage du béton. Elle ne nécessite pas de justificatif
de conformité à la norme NF EN 1008.
Pour toutes les autres eaux, une analyse physico-chimique avec une vérification de la conformité
est due une fois par an.
Cette analyse doit être jointe au dossier d'étude.
3.f) Adjuvants
Les adjuvants doivent être couverts par la certification « NF-Adjuvants » (NF 085).
Leur utilisation doit respecter les spécifications du producteur, indiquées sur la FTP :
– plage de dosage (indiquée en % massique du total ciment + additions),
– conditions de stockage/conservation,
– modalités d’introduction.
Les informations suivantes doivent être relevées sur la FTP :
– extrait sec
– densité
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– si spécification RAG : teneur en alcalins
– si armatures : teneur en chlorures
3.g) Pigments
Les pigments doivent être conformes à la norme NF EN 12 878.
La couleur doit être définie par rapport à un nuancier RAL, en liaison avec le dosage.
3.h) Fibres
La FTP des fibres doit faire explicitement référence à la possibilité de les utiliser dans du béton.
Seules les fibres métalliques peuvent être prises en compte en termes de dimensionnement
structurel.
3.i) Autres ajouts
Ces matériaux doivent justifier d’une aptitude à l’emploi (agrément technique, norme, dispositions
nationales en vigueur...).
Leur FTP doit renvoyer explicitement à l’utilisation dans des bétons conformes à la NF EN 206/CN.
4. Composition des bétons
Les éléments suivants doivent être vérifiés.
4.a) Désignation de la formule proposée NF EN 206/CN
fasc. 65 [8.3.1.1]
Recom. gel
La désignation d’une formule de béton doit faire apparaître, au minimum, les informations Recom. RSI
suivantes : FD P 18 464
– type de béton : béton à propriétés spécifiées (BPS = cas général), béton à composition
prescrite (BCP = cas exceptionnel),
– classe de résistance exprimée sur cylindre (16/32 ou 15/30) et sur cube (15 cm) : Ccyl/cub,
– classe d’exposition ou combinaison de classes d’exposition,
– diamètre du plus gros granulat de la formule de béton,
– classe de consistance (S1 à S5 dans le cas de l'essai d'affaissement),
– classe de chlorures,
– caractère complémentaire lorsqu’il est spécifié (G ; G+S ; RAG...).
exemple : BPS C35/45 XF4 D22,4 S3 Cl 0,4 G+S.
4.b) Respect des limites de composition
Les éléments suivants doivent être vérifiés : fiche thém. 1.9 [5,
– dosage minimal en liant équivalent, en fonction du Dmax de la formule, 8] – tabl. bétons
– rapport maximal Eeff/Leq,
– modalités de prise en compte des additions (pourcentage de substitution A/(A+C),
coefficient d’équivalence k),
– dosage des pigments, adjuvants (conformité à leur FTP),
– respect du volume de la formule (une composition est donnée pour 1 m3 de béton),
– volume d’air pris en compte.
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4.c) Bilan en chlorures
L'entrepreneur doit fournir un bilan des chlorures contenus dans la formule de béton proposée. Il est fiche thém. 1.2
exprimé en pourcentage massique de la quantité de ciment. - chlorures
L'interprétation de ces résultats est à faire conformément à la démarche détaillée dans la fiche
thématique 1.2.
4.d) Bilan en alcalins
fiche thém. 1.3
Le cas échéant (spécifications RAG, certains cas dérogatoires RSI), l'entrepreneur doit fournir un - RAG
bilan des alcalins équivalents contenus dans la formule de béton proposée. Il est exprimé en kg par
m3 de béton. fiche thém.1.4
- RSI
L’interprétation de ces résultats est à faire conformément à la démarche détaillée dans la fiche
thématique 1.3.
4.e) Consistance
Il y a lieu de vérifier que la classe de consistance proposée est compatible avec les moyens de mise
en œuvre (pompage, benne à volant ou à manche…) et le temps de transport.
5. Épreuve d'étude fasc. 65 [8.2.1]
5.a) Opportunité de l’épreuve d’étude
Une justification de la résistance caractéristique n’est pas demandée pour :
– les bétons et mortiers qui ne font pas l’objet d’une résistance caractéristique spécifiée,
– les bétons dont la résistance caractéristique à la compression à 28 jours spécifiée est
inférieure ou égale à C25/30 et dont le dosage en ciment est conforme aux spécifications
de l'article 8.1.3.3 du fasc. 65 du CCTG.
Pour tous les autres bétons, une justification doit être effectuée comme décrit ci-après.
5.b) Notion de références probantes fasc. 65 [8.2.1.1]
Le béton est considéré comme disposant de références probantes si les deux conditions suivantes
sont remplies simultanément :
– il a été antérieurement (< 2 ans) fabriqué et mis en œuvre dans des conditions
équivalentes à celles de la fourniture considérée. On peut considérer que la fabrication et
la mise en œuvre d’un béton se font dans des conditions équivalentes si :
– constituants de mêmes spécifications et de mêmes provenances,
– matériels de fabrication équivalents,
– durée de transport et d’attente du béton pas plus défavorable, en tenant
compte des conditions ambiantes prévisibles (nécessite de disposer de
références en matière de maintien rhéologique),
– les n résultats (sur n prélèvements différents) d’essai de résistance à la compression à 28
jours obtenus dans le cadre des épreuves de contrôle des fournitures de référence ayant
donné lieu à une mesure de consistance/teneur en air située dans la fourchette requise
vérifient les trois conditions suivantes :
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n ≥ 12
moyenne(fc) ≥ fck + K (n) x S
moyenne(fc) ≥ fck + 6
avec :
– fc : la moyenne arithmétique des n résultats,
– S : estimateur de l’écart type de la distribution des résistances (écart-type des n résultats
présentés),
– fck : résistance caractéristique spécifiée,
– K (n) : coefficient fonction du nombre de résultats.
n 12 40 75 100 200
K(n) 2,00 2,00 1,90 1,86 1,80
Les bétons disposant de références probantes sont dispensés d’épreuve d’étude.
5.c.) Cas des bétons ne disposant pas de références probantes et devant faire l’objet d’une fasc. 65 [8.2.1.2]
justification.
Dans ce cas, une épreuve d’étude est réalisée en laboratoire sous la responsabilité de
l’entrepreneur.
Cas de la formule nominale fasc. 65 [8.2.1.2.1]
L’épreuve d’étude consiste en la réalisation d’une gâchée dite nominale avec réalisation d’essais :
– sur béton frais (consistance et le cas échéant teneur en air occlus)
– de résistance en compression à 28 jours sur 3 éprouvettes cylindriques.
L’épreuve est jugée probante si les deux conditions suivantes sont remplies simultanément :
– la consistance mesurée (et le cas échéant la teneur en air occlus) se trouve dans la
fourchette requise sur la durée maximale d’utilisation pressentie pour le béton
ET
– si le résultat fCE de l’essai de compression (moyenne des mesures sur les trois
éprouvettes) satisfait les deux conditions suivantes :
fCE ≥ fck +λ (CE – Cmin)
fCE ≥ fck + 2 S
– avec :
– fCk : résistance caractéristique spécifiée
– Cmin : valeur minimale de la résistance à la compression à 28 jours pouvant être respectée
pour le ciment choisi, observée pendant une durée significative au cours de l’autocontrôle
du fournisseur. A défaut de disposer de cet auto-contrôle, Cmin est pris égal à la valeur
minimale de la résistance du ciment, ressortant de la norme correspondante (NF EN 197-1
et NF P 15-302).
– CE : résistance à la compression à 28 jours du ciment utilisé pour l’exécution de l’épreuve
– λ : coefficient pris égal à 1, sauf justification probante
– S : écart-type prévisionnel de la distribution des résistances (au minimum pris égal à 3).
Cas des formules dérivées fasc. 65 [8.2.1.2.2]
Dans tous les cas, la robustesse de la formule nominale doit être vérifiée par des formules dérivées
en eau (+/- 10 litres)
De plus dans certains cas, les prescriptions précédentes doivent être complétées par une étude
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particulière portant sur la sensibilité de la formule au dosage des constituants du béton, à l’aide de
formules dérivées de la formule nominale.
C’est notamment le cas pour les situations suivantes :
– niveau élevé de complexité des études d’exécution,
– volume de béton important (> 1 000 m3),
– nombre important de phases de bétonnage,
– longue durée prévisible d’exécution (> 6 mois),
– exposition au gel ou au gel et au sel.
Les constituants du béton dont la sensibilité du béton au dosage peut être testée dans certaines
proportions, sont les suivants :
– granulats,
– ciment,
– adjuvants,
– additions éventuelles
L’épreuve d’étude est alors réputée probante si les exigences suivantes sont respectées :
– résultats des essais de résistances à la compression à 28 jours effectués sur les formules
dérivées de la formule nominale compris dans la fourchette fCE ± 15% fCE
– résultats des essais complémentaires éventuels satisfaisant les valeurs requises fixées au
CCTP.
– résultats des essais de consistance / teneur en air occlus effectués sur toutes les formules
compris dans la fourchette spécifiée.
Prise en compte de la durabilité au gel et aux sels Recom. gel
fiche thém. 1.5
Dans le cas de bétons avec des spécifications complémentaires G ou G+S, il y a lieu d’appliquer le - gel
programme d’étude défini dans les pages 137 et 139 des Recommandations pour la durabilité des
bétons durcis soumis au gel.
Prise en compte de la réaction alcali-granulat fiche thém. 1.3
- RAG
Dans le cas où la conformité de la composition du béton ne pourrait pas être appréciée sur la base
de la nature des granulats (non-réactifs) ou du bilan en alcalins, un essai de performance doit être
réalisé. Il est réalisé selon la norme NF P 18 454 et interprété selon le FD P 18 456 pour les seuils
et les durées d'essais. Cet essai dure de 3 à 5 mois selon la nature des granulats, et peut être
prolongé jusqu’à 12 mois en cas d’échec au niveau des critères de conformité à 5 mois.
Prise en compte de la réaction sulfatique interne Recom. RSI
fiche thém. 1.4
Dans le cas où la conformité de la formule ne pourrait pas être statuée sur la seule base de - RSI
l’estimation simplifiée proposée par les abaques des Recommandations provisoires du LCPC, il y a
lieu de procéder :
– à des modélisations au moyen de codes aux éléments finis adaptés,
– à la détermination de l’élévation de température réelle du béton proposé (essai
adiabatique, corps d’épreuve instrumenté...) pour affiner la prévision,
– et / ou à la réalisation de l’essai de performance.
6. Épreuve de convenance fasc. 65 [8.2.3]
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6.a) Programme de convenance : cas général
L’épreuve de convenance est réalisée sous la responsabilité de l’entrepreneur. Elle a pour but de
vérifier que le béton, défini par sa formule nominale, fabriqué, transporté et mis en œuvre dans les
conditions du chantier, satisfait aux exigences du marché.
Les convenances doivent être réalisées de manière à ce que les conditions météorologiques soient
représentatives de celles attendues lors de la mise en œuvre sur chantier.
6.b) Visite de la centrale
Une visite sommaire de la centrale doit être programmée avant le jour des convenances, et a fortiori
avant le lancement des premières fabrications.
Seuls sont examinés les aspects relatifs au chantier concerné.
Parmi les points à vérifier :
– granulats : identification, absence de mélange sur stock primaire et secondaire,
– ciments, additions, fillers : dispositifs détrompeurs et identification,
– adjuvants : dates de péremption, numéro de lot, modalités de stockage et d’introduction,
– eau : nature de l’eau utilisée, état des bacs de décantation le cas échéant,
– teneurs en eau des sables et gravillons : justesse des sondes hygrométriques pour les
sables, et cohérence des valeurs forfaitaires d’hygrométrie pour les gravillons,
– exactitude des doseurs à adjuvant, le cas échéant,
– composition théorique des formules saisies dans l’automate,
– temps de malaxage.
6.c) Déroulement de l’épreuve : cas général
Pour chaque béton désigné au marché, l’entrepreneur doit fournir pour effectuer un contrôle de
conformité aux spécifications :
– une gâchée (*) répondant à la formule nominale pour les bétons disposant de références
probantes,
– un minimum de 3 gâchées (*) correspondant à la formule nominale pour les bétons ne
disposant pas de références probantes.
(*) : le volume de la gâchée doit être représentatif des futures livraisons pour le chantier.
Dans le cas où la formulation de béton considérée nécessite une adaptation saisonnière de
l’adjuvantation, une épreuve de convenance simplifiée complémentaire est à réaliser sur la base de
ce qui a été défini pour les bétons disposant de références probantes.
6.d) Prise en compte de la durabilité au gel et aux sels Recom. gel
fiche thém. 1.5
Dans le cas de bétons avec des spécifications complémentaires G ou G+S, il y a lieu d’appliquer le - gel
programme d’épreuve de convenance défini dans les pages 145 et 147 des Recommandations pour
la durabilité des bétons durcis soumis au gel.
En cas de mise en œuvre par pompage, les mesures de teneur en air sont à réaliser en entrée et en
sortie de tuyau.
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6.e) Élément témoin
Dans certains cas, il y a lieu de prescrire la réalisation d’un béton témoin (à définir au CCTP). Cela
concerne notamment :
– les cas où l’on soupçonne une mise en œuvre délicate,
– les exigences de rendu (bullage, teinte...),
– les cas où il serait nécessaire de simuler l’élévation de température atteinte dans une pièce
critique (cf. fiche RSI).
Les dispositions de mise en œuvre doivent alors être représentatives de celles qui sont prévues
pour la construction de la partie d’ouvrage concernée (pompe, hauteur de chute, longueurs de
cheminement, cure...).
6.f) Suivi de fabrication
Lors de la fabrication, il y a lieu de vérifier :
– la conformité des valeurs relevées sur le bon de pesée avec les valeurs relevées sur les
têtes de bascule,
– la conformité des pesées par rapport aux tolérances pour 100 % des gâchées définies
dans l’annexe B du fascicule 65 du CCTG,
– les informations reportées sur le bon de livraison,
– la valeur wattmétrique,
– la durée de malaxage,
– les valeurs saisies dans l’automate (hygrométries, absorption le cas échéant),
– ajouts/retraits d’eau.
6.g) Prélèvements et analyse des résultats
fasc. 65 [8.2.3]
Les prélèvements et l’exécution des essais se font dans les conditions définies à l’article 8.3.2 du
fasc. 65 pour l’épreuve de contrôle.
En particulier :
• le comportement du béton frais doit être suivi jusqu’à la durée limite d’utilisation,
• les prélèvements pour essais sur béton durci sont à réaliser à l’issue de la durée moyenne
prévisible de livraison du chantier,
• en cas d’utilisation d’une pompe, les prélèvements doivent être réalisés après pompage.
L’interprétation se fait selon l’article 8.2.1.2 du fasc. 65, en appliquant la condition 1 uniquement
dans le cas de bétons ayant une période d’utilisation supérieure à 3 mois.
Nota : la période d’utilisation est le délai entre la date de réalisation de l’épreuve de convenance et la dernière
utilisation de la formule de béton. !!!
L’utilisation de la condition 1 nécessite le prélèvement d’un échantillon du ciment utilisé le jour des
convenances.
6.h) Possibilités d’adaptation de la formule de béton
fasc. 65
En dehors des adaptations de formule pour causes de variations saisonnières, soumises à [note du 8.2.3]
épreuves de convenances simplifiées, il est possible de :
• modifier le dosage en adjuvant entraîneur d’air dans les limites de la plage d’utilisation du
produit, afin de garantir le niveau d’air entraîné obtenu dans le cadre des épreuves d’étude
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et de convenance.
• modifier le dosage d’adjuvant plastifiant ou superplastifiant dans la limite de +/- 0,2 % pour
palier les variations habituelles de maintien en rhéologie du béton.
7. Épreuve de contrôle (au titre du contrôle intérieur)
7.a) Consistance de l’épreuve
L’épreuve de contrôle constitue le contrôle de conformité d’un lot de béton préalablement défini.
Le fascicule 65 préconise le nombre minimum de prélèvements par lot suivant :
– trois pour un lot de béton d’un volume inférieur à 100 m3,
– trois, plus un par tranche de 100 m3 supplémentaires ou fraction restante.
Les prélèvements destinés aux essais sont effectués sur le chantier immédiatement avant la mise
en place du béton.
Chaque prélèvement est issu d’une seule charge, et une charge ne peut donner lieu qu’à un fasc. 65 [8.3.2.1.1]
seul prélèvement.
Il comporte un volume de béton égal à 1,5 fois environ le volume nécessaire aux essais.
A partir d’un prélèvement sont réalisés :
– une mesure de consistance,
– trois éprouvettes(*) pour la détermination de la résistance à la compression à vingt-huit
jours, le résultat applicable au prélèvement étant la moyenne arithmétique des mesures
effectuées sur ces trois éprouvettes,
– une mesure de la teneur en air pour les bétons formulés avec entraîneur d’air. En cas de
pompage, la mesure d’air occlus est faite dans la mesure du possible à la sortie du tuyau.
(*) Afin d’éviter toutes confusions, le CCTP-Type du logiciel PETRA demande que la détermination
des résistances en compression soit appréciée à partir d’essais réalisés sur des éprouvettes
cylindriques conformes à la norme NF EN 12390-1. Dans ce cadre, les géométries d’éprouvettes
autorisées sont les cylindres 110x220 mm, 150x300 mm, ou 160x320 mm . La géométrie des
éprouvettes doit impérativement être identifiée sur le rapport d’essai pour pouvoir juger de la
conformité des résultats :
Dans le cas des cylindres 110x220mm, une correction est à apporter sur le résultat brut (R). Cette
correction varie en fonction de la résistance obtenue :
fc,cyl = R x 0,98 si R est supérieur ou égal à 50 MPa
fc,cyl = R – 1 si R est inférieur à 50 MPa
A chaque livraison de béton, le bon de livraison et le bordereau de pesées sont examinés pour
s’assurer de la conformité :
– de la composition du béton livré,
– de la désignation normalisée du béton,
– de la consistance affichée,
– de l’origine du béton (centrale),
– du niveau de certification,
– des pesées,
– de la durée d’utilisation.
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7.b) Critère de conformité : consistance
Le lot est réputé conforme à la spécification de la valeur cible de consistance si tous les résultats se
trouvent dans la fourchette requise (selon le cas : affaissement au cône d’Abrams selon NF EN 12
350-2 ; étalement à la table à chocs pour selon la norme NF EN 12 350-5 pour les bétons fluides ;
étalement au cône d’Abrams selon la norme NF EN 12 350-8 pour les bétons auto-plaçants).
Si le résultat d’un essai est extérieur à cette fourchette, la gâchée ou charge correspondante peut
être rebutée et la gâchée ou charge suivante fait l’objet d’un nouvel essai. Si le résultat de cet essai
est encore à l’extérieur de la fourchette, la gâchée ou charge correspondante est rebutée et le
bétonnage est arrêté jusqu’à détection des causes de l’anomalie et modification du réglage. La
première gâchée fabriquée à partir de ce nouveau réglage fait l’objet d’un essai qui doit se situer
dans la fourchette requise.
7.c) Critère de conformité : résistance en compression à 28 jours
fasc. 65
Le lot est réputé conforme à la résistance caractéristique requise si les deux conditions suivantes [8.3.2.1.2.3]
sont remplies simultanément :
moy(fc) ≥ fck + k1
fc1 ≥ fck – 4 (MPa)
avec :
– moy(fc) la moyenne arithmétique des résultats,
– fc1 le plus petit résultat,
– fck la résistance caractéristique requise,
– k1 grandeur dont la valeur numérique en MPa est donnée dans le tableau ci-dessous.
valeurs de k1
n premier cas autre cas
3 2 2,7
6 3 3,4
9 3,3 3,7
12 3,5 3,8
≥15 1,2 S 1,3 S
où :
– n est le nombre de prélèvements par lot.
– S est l’estimateur de l’écart type de la population représentée par les résultats.
Premier cas : le béton est, soit un béton entrant dans la fabrication d’éléments préfabriqués
bénéficiant d’une certification reconnue, soit un béton provenant d’une unité de production de béton
prêt à l’emploi conforme au 8.3.1.1 du fasc. 65.
Autres cas : il s’agit des bétons qui respectent les stipulations du 8.3.1.2 du fasc. 65 (fabrication sur
site).
7.d) Critère de conformité : autres propriétés spécifiées
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Il s’agit de la vérification sur chaque lot de béton des autres propriétés spécifiées par le prescripteur
et relatives :
– au béton frais, telles que le dosage en ciment, le rapport eau/ciment et la teneur en air
(selon la norme NF EN 12 350-7),
– au béton durci, telles que la résistance à la traction par fendage (NF EN 12 390-6), la
masse volumique (NF EN 12 390-7).
La conformité est évaluée par rapport à l’une des caractéristiques suivantes :
– valeurs limites spécifiées,
– limites de classes spécifiées,
– valeurs cibles.
Pour la vérification de ces critères de conformité, on adopte les dispositions prévues dans la norme
de référence NF EN 206/CN en tenant compte des tolérances et des écarts maximaux admissibles.
La vérification est faite pour chaque prélèvement.
7.e) Prise en compte de la durabilité au gel et aux sels Recom. gel
fiche thém. 1.5
- gel
Dans le cas de bétons avec des spécifications complémentaires G ou G+S, il y a lieu de faire
appliquer le programme de contrôle défini dans les pages 155 et 157 des Recommandations pour la
durabilité des bétons durcis soumis au gel.
7.f) Prise en compte de la réaction sulfatique interne Recom. RSI
fiche thém. 1.4
La température du béton frais doit être mesurée de manière à s’assurer que l’on reste dans le - RSI
domaine d’acceptabilité.
Lors du bétonnage des pièces critiques ayant une température estimée proche des seuils critiques,
il y a lieu d’instrumenter la pièce afin de déterminer la température réelle d’exposition du béton aux
jeunes âges.
8. Recommandations pour la DIR CE
8.a) Recommandations découlant des textes
Un logigramme de la démarche de validation d’une formule de béton est disponible en annexe à la
présente fiche. Il peut être directement appliqué pour les chantiers courants de la DIR Centre-Est, et
a été établi dans l’esprit du fascicule 65 du CCTG. Dans le cas de chantiers plus spécifiques
(tunnels, grands ouvrages, béton projeté, BAP), le logigramme devra être adapté.
On constatera à travers la complexité de ce logigramme, que même pour des chantiers courants
d’OA, il est nécessaire pour le Maître d’Oeuvre de se faire assister par un laboratoire compétent
dans ces domaines.
8.a).1 Recommandations concernant le recours à une centrale de secours :
En pratique, on peut considérer que dès qu’il est prévu au projet une partie d’ouvrage d’un volume >
50 m3 sur laquelle une reprise de bétonnage n’est pas acceptable (tablier, traverse), il est
recommandé d’imposer une centrale à béton de secours au CCTP.
La centrale de secours doit être traitée de la même manière que la centrale principale (niveau
d’équipement, constituants, réalisation des épreuves de convenance...).
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Les formules bétons et les constituants (nature, appellation, origine…) doivent être les mêmes dans
les deux centrales pour les bétons destinés aux mêmes parties d’ouvrages.
8.a).2 Recommandations concernant la notion de « références probantes » :
Il est généralement assez facile d’obtenir auprès du fournisseur de béton, des références en
matière de résistances en compression d’une formule de béton antérieurement utilisée. Ces essais
sont couramment réalisés dans le cadre du suivi de production de la centrale à béton.
En revanche, des résultats d’essais de durabilité (Lbarre, écaillage) peuvent être plus difficile à
obtenir. Ces essais plus coûteux, sont souvent payés par l’Entreprise ayant réalisée le chantier
antérieur, et le fournisseur de béton ne dispose pas toujours des résultats.
Il est donc nécessaire de prévoir des périodes de préparation des travaux de durée suffisante (cf
8.b).1 ci-après), et il faut inciter rapidement les Entreprises à anticiper ces éventuelles difficultés.
La notion de « références probantes » peut être sujette à discussion lorsqu’une formule a été
légèrement modifiée. La question se pose alors de l’impact de ces modifications sur les
caractéristiques du béton. En l’état actuel des connaissances, il n’est pas possible de proposer une
rédaction définitive et à portée générale sur ce sujet. En fonction des caractéristiques demandées à
la formule de béton, la modification d'un constituant peut en effet avoir d'importantes conséquences
ou aucune. Ce point, est à examiner au cas par cas et nécessite d’être traité avec la plus grande
prudence, y compris pour des spécialistes.
8.a).2 Recommandations concernant l’épreuve de convenance
Il est de plus en plus fréquent d’être confronté à une contestation de la légitimité des épreuves de
convenance par les Entreprises, sous prétexte qu’une formule a été utilisée récemment. Si cette
contestation est de plus en plus présente, c’est qu’elle doit fonctionner avec certains Maîtres
d’Oeuvre. Il est donc important de rappeler qu’il n’y a pas de dérogation possible à l’épreuve de
convenance. Elle est obligatoire pour chaque formule de béton du chantier (> C25/30) et pour
chaque centrale à béton.
Le terme de « convenances simplifiées » est quelquefois utilisé ; ce terme n’est pas définit de
manière réglementaire. En général, on parle de « convenances simplifiées » lorsqu'il faut procéder
à des ajustements de formule pour s'adapter aux conditions saisonnières (formule hiver, formule
été) sur les chantiers de longue durée. Il ne doit s'agir que de légères modifications sur les
quantités d'adjuvants (plastifiant pour la rhéologie, entraîneur d'air : pour obtenir une teneur en air
occlus supérieure à 4 %). On se contentera de réaliser une gâchée en centrale, un suivi
rhéologique, quelques éprouvettes pour Rc28j et éventuellement un Lbarre. Mais on ne refera pas
d'essai d'écaillage, ni de prélèvements des constituants, ni d'élément témoin...
8.a).3 Recommandations concernant l’épreuve de contrôle (au titre du contrôle intérieur)
Recommandations concernant la réception des livraisons :
La réception des toupies de béton est effectuée sous la responsabilité de l’Entreprise. Elle examine
le bon de livraison et le bon de pesées puis, fait réaliser ou réalise elle-même, les essais sur béton
frais. C’est à partir de ces éléments que l’Entreprise accepte ou refuse la livraison.
Afin de garantir la traçabilité, l’Entreprise conserve un exemplaire du bon de livraison et du bon de
pesée de chaque livraison ainsi que le registre où sont consignés les résultats des contrôles
effectués sur bétons frais lors des contrôles de réception sur chantier.
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Recommandations concernant les fréquences d’essais sur béton frais :
A l’heure actuelle, les textes réglementaires abordant ce sujet ne sont pas cohérents entre eux.
Dans les cas courants des chantiers d’ouvrages d’art de la DIR CE, les fréquences suivantes
peuvent être appliquées, par coulage :
– consistance : une mesure à chaque livraison,
– air occlus (si spécifié) : une mesure à chaque livraison.
Recommandations concernant la réalisation et l’exploitation des essais :
L’Entreprise fait généralement appel à un laboratoire externe pour réaliser tout ou partie de
l’épreuve de contrôle d’un béton. Il convient d’être extrêmement prudent au sujet de ces
laboratoires, car la profession n’étant pas très bien encadrée, il est possible d’être confronté au
meilleur comme au pire.
Rappel de l’article du CCTP-Type PETRA relatif aux essais dans le cadre de l’épreuve de CCTP type
contrôle : « ...ils sont effectués par un laboratoire de contrôle qui doit, soit être accrédité [3.12.10.3]
COFRAC, soit avoir subi, avec succès et moins d’un an avant le premier essai, un audit basé
sur un référentiel d’accréditation équivalent... »
Concrètement, les laboratoires disposants d’accréditations COFRAC sont peu nombreux.
Il est donc important de rappeler les quelques précautions suivantes :
– le laboratoire doit être soumis à l’acceptation du Maître d’Oeuvre. Dans ce cadre, un
audit, formalisé par un rapport, doit être réalisé sur la base d’un référentiel équivalent
au référentiel COFRAC, soit dans le cadre du contrôle intérieur, soit à défaut, dans le
cadre du contrôle extérieur.
– Si le laboratoire dispose d’une accréditation COFRAC pour les essais réalisés dans le
cadre du contrôle intérieur, il peut être directement accepté par le Maître d’Oeuvre sur
cette base (attention : l’accréditation COFRAC se fait essai par essai, ce n’est pas le
laboratoire qui est accrédité COFRAC...)
– dans le cas où l’Entreprise réalise elle-même les prélèvements et les essais sur béton
frais, une attention particulière du contrôle extérieur doit être apportée sur la
compétence du personnel réalisant ces opérations et sur les matériels utilisés
(référentiel d’essai, matériels, confection, modalités de conservation des éprouvettes
sur chantier avant transport).
– il n’est pas acceptable que l’épreuve de contrôle soit réalisée par le laboratoire
du fournisseur de béton.
L’analyse de conformité de l’épreuve de contrôle doit être réalisée par l’Entreprise et proposée pour
visa au Maître d’Oeuvre. Il ne s’agit pas ici de se contenter d’envoyer des résultats, l’Entreprise doit
les analyser ! Il est recommandé que le Maître d’Oeuvre se fasse assister par un laboratoire
extérieur pour juger de la pertinence de l’analyse de conformité menée par le contrôle intérieur.
8.b) Autres Recommandations
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8.b).1 Prise en compte des durées d’essais
Il importe de prendre en compte les délais des essais de durabilité, en particulier pendant la
période préparatoire dédiée aux phases d'étude et de convenance des bétons :
– gel : 3,5 mois
– écaillage : 3 mois
– essai de performance RAG : 3 à 12 mois
– essai de performance RSI : 1 an
– essais d’approche performantielle : entre 3 et 5 mois (cf. fiche thématique approche
performantielle).
8.b).2 Niveau de contrôle extérieur
Le contrôle extérieur qui est sous la responsabilité du Maître d’Oeuvre, doit être adapté en fonction
de différents paramètres :
– les risques et enjeux du chantier,
– les risques et enjeux d’une ou plusieurs parties d’ouvrages,
– le niveau de confiance qu’il a envers l'entreprise et son contrôle intérieur.
– la réalisation d’éléments sur des sites distants (préfabrication)
– ...
Il est donc important que le Maître d’Oeuvre se fasse assister en début de chantier pour évaluer ces
paramètres, et adapter rapidement son plan de contrôle extérieur.
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
Fiche thématique 5.2 Cure du béton et dispositions lors de
bétonnage par temps chaud/froid
Contenu :
Préambule
Prescriptions relatives à la cure des bétons :
– définitions
– prescriptions / règles de l'art
– recommandations pour la DIR CE
Prescriptions relatives aux bétonnages sous conditions climatiques extrêmes :
– définition
– prescriptions / règles de l'art
– recommandations pour la DIR CE
Annexes
Bibliographie :
– version 2015 du logiciel PETRA - Élaboration des pièces écrites techniques des DCE pour la construction
d'ouvrages d'art neufs, du Cerema DTecITM.
– NF EN 13 670 - Exécution des structures en béton - Complément national à la NF EN 13670:2013 (Tirage 2
(2013-04-01)). Février 2013.
– fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. 2014.
– NF EN 206/CN : Béton – Spécifications, performances, production et conformité – Complément national à la
norme NF EN 206. Décembre 2014.
– NF EN 13369. Règles communes pour les produits préfabriqués en béton – Novembre 2013
– Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel. LCPC. Décembre 2003.
– Guide du SETRA – Ponts mixtes : recommandations pour maîtriser la fissuration des dalles, de septembre
1995.
– NF P 18-370. Adjuvants - Produits de cure pour bétons et mortiers - Définition, spécifications et marquage –
Juillet 2013
– NF P 18-371. Adjuvants - Produits de cure pour bétons et mortiers - Détermination du coefficient de protection
– Juillet 2013
– Règlement de certification de la marque NF – NF 085 – Adjuvants pour bétons, mortier et coulis – produits de
cure.
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Préambule
Cette fiche thématique a pour objectif de faire la synthèse du référentiel actuel en matière de
cure des bétons et les dispositions à prendre en compte lors de bétonnage sous conditions
climatiques extrêmes.
Le chapitre 1 concerne la « cure » et le chapitre 2 les « bétonnages par temps chaud et froid ».
1. Prescriptions relatives à la cure des bétons
1-1. Définitions
Afin de leur garantir une bonne ouvrabilité, les bétons courants contiennent habituellement
plus d’eau que ce qui est nécessaire à la stricte hydratation du ciment. Cette quantité d’eau en
excès est maîtrisée et définie en amont de manière à ne pas remettre en cause les
performances du béton durci (résistance, durabilité). Cette eau ne participant pas à
l’hydratation du ciment, elle peut s’évaporer rapidement sous l’effet des conditions climatiques
ambiantes (vent, température), entraînant l’apparition de contraintes de tractions. Si la
résistance en traction de la pâte cimentaire n’est pas suffisante pour compenser cet effet, on
aboutit au phénomène de retrait plastique (fissurations…).
La cure est une mesure de protection contre la dessiccation prématurée du béton au jeune
âge (pendant sa phase de prise et de durcissement), consistant à l’isoler des facteurs
atmosphériques, afin que celui-ci atteigne les propriétés escomptées : résistance mécanique,
mais aussi résistance aux agressions environnementales (carbonatation, chlorures, attaques
chimiques, usure…).
Note : le coffrage assure la cure des parements coffrés jusqu’au décoffrage.
Le fascicule 65 définit la cure ainsi : « La protection du béton a pour but de lutter contre la fasc. 65 [8.5]
dessiccation au jeune âge et les chocs thermiques. Elle permet de minimiser les risques de
fissuration induits et de conférer au béton d’enrobage une qualité satisfaisante (perméabilité et
porosité en rapport avec le niveau de durabilité requis) ».
Note : il existe d’autres formes de retraits, non abordés par la présente fiche :
• le retrait chimique (contraction Le Chatelier) : il provient du fait que le volume des produits
formés par l’hydratation du ciment est inférieur à celui des constituants ayant réagi.
• le retrait endogène (retrait d’autodessication) : il s’agit d’un retrait interne dû à la
consommation de l’eau pour l’hydratation du ciment. Il concerne essentiellement les bétons
avec un rapport Eeff/ciment faible.
• le retrait thermique : les réactions d’hydratation du ciment étant globalement exothermiques,
le matériau se dilate sous l’effet de l’augmentation de température pendant sa prise et son
durcissement. La chute de température s’amorçant lorsque la pièce est déjà durcie, le retrait
thermique associé peut alors conduire à une fissuration, le béton durci reprenant très mal les
efforts de traction.
1-2. Prescriptions, règles de l’art
1-2.a) NF EN 13 670/CN
Deux points particuliers sont à retenir de la version française de la norme d’exécution sur les NF EN 13 670/CN [8.5]
structures en bétons :
• « le béton au jeune âge doit faire l’objet d’une cure ou d’une protection… » mis à part
lors d’un bétonnage sous l’eau,
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• la durée d’application de la cure est fonction d’une classe de cure (= niveau de
prescription) basée sur les périodes de cure ou sur un pourcentage de la résistance à
la compression caractéristique à 28 jours.
Les différentes classes de cure étant définies par le tableau suivant :
Tableau 4 – classes de cure
Classe de cure Classe de cure Classe de cure Classe de cure
1 2 3 4
Période (heures) 12 a NA NA NA
Pourcentage de la valeur
spécifiée pour la résistance à non applicable
35 % 50 % 70 %
la compression caractéristique (NA)
à 28 jours
a
A condition que’ la durée de prise n’excède pas 5 h et que la surface du béton soit à une température
supérieure ou égale à 5°C
Cette norme fait aussi référence à une annexe F (informative), en tant que guide sur les
opérations de bétonnage et qui précise plusieurs points concernant la cure, qui sont :
• des méthodes de cure qui conviennent (maintien du coffrage, bâches humides ou NF EN 13 670/CN
[ann. F-F.8.5]
étanches, maintien d’humidité, produit de cure…),
• des moyens et méthodes d’évaluation de l’évolution des propriétés de surface du
béton,
• des tableaux fixant la durée minimale de la cure fonction de la classe, de l’évolution
de la résistance du béton et de sa température de surface.
Exemple pour la classe de cure 2 :
Tableau F.1 – Durée minimale de cure pour la classe de cure 2 (correspondant à une résistance à
la surface du béton égale à 35 % de la résistance caractéristique spécifiée)
Température de la Durée minimale de cure, jours a
surface du béton (t)
Evolution de la résistance du béton c, d
en °C
(fcm2/fcm28) = r
rapide Moyenne lente
r ≥ 0,50 0,50 > r ≥ 0,30 0,30 > r ≥ 0,15
t ≥ 25 1,0 1,5 2,5
25 > t ≥ 15 1,0 2,5 5
15 > t ≥ 10 1,5 4 8
b
10 > t ≥ 5 2,0 5 11
a
Ajouter toute durée de prise excédent 5 h.
b
Pour les températures inférieures à 5 °C, il convient d'augmenter la valeur indiquée dans le tableau
par la durée pendant laquelle la température est restée inférieure à 5 °C.
c
L’évolution de la résistance du béton est le rapport de la résistance moyenne à 2 jours à la résistance
moyenne après 28 jours, déterminé par des essais préalables ou basé sur l'expérience d'un béton de
composition comparable (voir EN 2061 paragraphe 7.2).
d
Pour une évolution très lente (r < 0,15) de la résistance du béton, il convient de formuler des
exigences particulières dans les spécifications d’exécution.
1-2.b) norme NF EN 206/CN NF EN 206/CN
[7.2.2. tabl. 16]
La norme des bétons précise simplement que les données relatives à l’évolution de la
résistance du béton peuvent être fournies par le producteur de béton à l’utilisateur pour la
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détermination de la durée de cure.
Elle introduit cependant une nouvelle classe d’évolution de la résistance qui est la classe :
« très lente ».
Tableau 16 – Evolution de la résistance du béton à 20°C
Rapport des résistances
Evolution de la résistance
r = fcm,2 / fcm,28
Rapide ≥ 0,5
Moyenne ≥ 0,3 à < 0,5
Lente ≥ 0,15 à < 0,3
Très lente < 0,15
1-2.c) fascicule 65 fasc. 65 [8.5]
La cure commence à partir de la fin de la mise en œuvre du béton.
Elle peut faire appel aux méthodes suivantes :
• maintien du coffrage en place ;
• application sur le béton d’une bâche hermétique et étanche à la vapeur ;
• mise en place sur la surface du béton de couvertures mouillées et maintien de leur
surface humide (interdit par temps de gel) ;
• apport d’eau en quantité appropriée pour maintenir la surface du béton visiblement
humide (interdit par temps de gel) ;
• application sur la surface de béton d’un produit de cure conforme aux normes en
vigueur (NF P 18-370 et NF P 18-371) et bénéficiant de la marque NF – Produits de
cure, ou équivalent ;
• conditions ambiantes humides (HR > 80 % et vent < 30 km/h ou temps pluvieux).
Le fascicule 65 fixe comme classe de cure à prendre en compte selon NF EN 13 670/CN, la
classe 2 (à l’exception des produits préfabriqués en usine) en étant toutefois plus précis et
restrictif que le tableau F.1 de cette norme et en se conformant aux précisions de la norme
Béton NF EN 206/CN.
Tableau 8.L – Délai minimal de cure fasc. 65 [8.5.3]
Délai minimal de cure, en jours (j) ou en heures (h)
Température à
la surface du Développement de la résistance, r, du béton (2)
béton, t, en °C,
Rapide Moyen Lent Très lent
(1)
r ≥ 0,50 0,50 > r ≥ 0,30 0,30 > r ≥ 0,15 r < 0,15
t ≥ 25 14 h 1,5 j 2j 2j
25 > t ≥ 15 1j 2,5 j 4j 5j
15 > t ≥ 10 1,5 j 4j 7j 9j
10 > t ≥ 5 (3) 2j 5j 10 j 15 j
(1) Il s’agit de la température mesurée à la surface du béton et non pas à l’extérieur du coffrage. En pratique, en
l’absence de mesure directe de température à la surface du béton, on peut retenir la température ambiante moyenne sur
la durée de la cure. Cette température moyenne peut être estimée à partir de la moyenne des températures journalières
mesurées à midi sous abri.
(2) Le développement de la résistance, r, du béton est le rapport de la résistance moyenne à 2 jours à la résistance
moyenne à 28 jours, déterminée par des essais préalables ou basé sur l’expérience d’un béton de composition
comparable.
(3) Le décompte de la durée de cure est suspendu lorsque la température de la surface du béton est inférieure à 5 °C.
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Le fascicule 65 autorise d’optimiser ces délais « ...par le biais d’une étude spécifique basée
sur les principes de la maturométrie en déterminant un âge équivalent du béton par rapport à
la température de référence à 20°C ».
Pour les éléments préfabriqués, la norme NF EN 13369 s’applique en retenant les dispositions
aux moins équivalentes à la classe 2 de la norme NF EN 13670/CN.
1-2.d) guides techniques
D’après le guide technique sur les « Recommandations pour la durabilité des bétons durcis
soumis au gel » de décembre 2003, une attention particulière doit être apportée à la cure
des bétons G+S, car les cycles de gel/dégel pour ces types de béton à la porosité plus élevée
que des bétons courants occasionne des pressions hydrauliques et osmotiques qui ont pour
effet d’amplifier d’éventuels défauts (microfissures ou fissures de retrait plastique ou de
dessiccation) et d’accélérer la migration des chlorures jusqu’aux aciers.
Le guide « Ponts mixtes – Recommandations pour maîtrise la fissuration des dalles » de
septembre 1995 précise quant-à-lui que pour minimiser le retrait au jeune âge, l'accent est mis
sur l'importance des conditions de mise en œuvre et de la cure en particulier.
1.2.e) CCTP type PETRA CCTP type [4.16.4]
Dans son chapitre 4 concernant l’exécution des travaux, le CCTP type fait des rappels de ce
qui est précisé dans le fascicule 65 et met en application ce qui est proposé dans les guides
techniques aux moyens de prescriptions telles que ;
• la classe de cure à retenir est la classe 2 (pour bétonnage en place et préfabrication),
• comme pour tous les produits appliqués, les produits de cure doivent être
compatibles avec les revêtements définitifs prévus au marché,
• le rappel non exhaustif de différentes méthodes de cure possible,
• des conditions ambiantes humides (sous certaines conditions) peuvent assurent des
conditions de cure satisfaisantes,
• les procédés de cure par humidification, arrosage ou immersion sont interdits par
temps de gel,
• …
1-3. Recommandations pour la DIR CE
Après ces différents rappels et explications, on comprend aisément que toute surface de béton
exposée aux conditions ambiantes (climatiques ou traitement thermique), de la fin de sa mise
en œuvre jusqu’au développement de propriétés mécaniques suffisantes, doit bénéficier d’une
cure.
On pense facilement aux surfaces non coffrées généralement horizontales ou légèrement en
pente, cependant il ne faut pas oublier que certains bétons de type GBA ou DBA par exemple,
nécessitent eux aussi une cure sur leurs faces verticales. Ou encore que les coffrages servent
de cure à part entière et que le délai de décoffrage d’une partie d’ouvrage doit être compatible
avec le délai minimal de cure à respecter.
Attention au fait qu’il est également important de bien soigner la cure par temps froid : les
températures étant plus faibles, le béton reste plus longtemps sensible à la dessiccation du fait
de l’augmentation du temps de prise. Il est également primordial de bien prendre en compte
l’effet néfaste du vent, qui favorisant la dessiccation prématurée du béton.
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Pour certains éléments préfabriqués soumis à un traitement thermique, nous préciserons
simplement qu’une cure n’est pas incompatible mais plutôt qu’elle s’impose. Du moment
qu’elle soit adaptée à l’élément fabriqué et aux contraintes de fabrication (ex : maintiens du
coffrage en place, cure à l’eau ou chimique...). Ceci dans le respect des règles rappelées au §
1.2.c ci-avant.
Le choix du type de cure est du ressort exclusif de l’entreprise dans le respect des règles
définies au marché qui fixe la classe de cure en référence au tableau 8.L du fascicule 65. Elle
doit toutefois être soumise à l’agrément du maître d’œuvre. Que ce soit par le biais des avis
sur procédure(s) ou d’une demande d’agrément spécifique pour un produit conforme aux
normes NF P 18-370 et NF P 18-371 et titulaire d’une accréditation NF.
Cela impose néanmoins de sa part une certaine anticipation pour le choix de sa (ses)
méthode(s) de cure, fonction de la partie d’ouvrage à réaliser, afin d’avoir suffisamment
d’éléments pour pouvoir la mener à bien. Cela peut aller :
• de la détermination de la résistance du béton à 2 et 28 jours pour connaître le
développement de la résistance de la formule utilisée (à réaliser lors des essais de
convenance par exemple) ;
• à l’instrumentation du chantier au moyen d'appareils de mesure et d’enregistrement
des températures/hygrométries ambiantes, des vitesses du vent.
Aussi pour les extrados des tabliers de ponts, le système de cure devra être compatible avec
le système d’étanchéité envisagé, en particulier lors de l’utilisation de produit de cure qui
nécessite généralement d’être enlevé pour ne pas nuire à l’adhérence de la chape.
Les méthodes, moyens et délais prévus par les entreprises pour la cure des bétons doivent
être décrits dans les documents qualité et validés par la maîtrise d’œuvre.
Tous ces points auront d’autant plus d’importance pour les dalles de ponts mixtes (association
entre le béton et l’acier qui ont des propriétés thermiques différentes ; retrait du béton bridé par
la connexion à la charpente métallique) mais aussi dans le cas d’utilisation de béton avec
entraîneur d’air présentant une porosité plus élevée.
2. Prescriptions relatives aux bétonnages sous conditions climatiques extrêmes
2-1. Définition
Des conditions de température sont considérées particulières en phase de bétonnage lorsque
la température mesurée sur chantier est inférieure à 5°C ou lorsque la température du béton
au moment de sa mise en œuvre est susceptible de dépasser 32°C.
La protection du béton pendant ces conditions particulières a pour but de lutter contre la
dessiccation du béton mais aussi contre les chocs thermiques, minimisant ainsi les risques de
fissuration, et de conférer au béton d’enrobage une qualité satisfaisante (perméabilité et
porosité en rapport avec le niveau de durabilité requis).
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2-2. Prescriptions, règles de l’art
2-2.a) NF EN 13 670/CN
La norme précise que des précautions doivent être prévues pendant les phases de NF EN 13 670/CN [8.2]
bétonnage, de prise du béton, et en période de cure dans les deux situations suivantes :
• si la température ambiante est basse (en particulier en cas de gel) ;
• si la température ambiante est susceptible d’être élevée.
En phase de mise en œuvre, elle précise aussi que le béton au jeune âge doit bénéficier d’une NF EN 13 670/CN [8.5]
protection contre le gel ou des conditions météorologiques dommageables. Pour cela elle fixe
les seuils suivants :
• la température de la surface du béton ne doit pas descendre en dessous de 0°C tant
que la résistance à la compression du béton n’a pas atteint une valeur minimale de 5
MPa ;
• sauf spécification contraire, le pic de température du béton dans un élément exposé à
un environnement humide ou soumis à des cycles d'humidification ne doit pas
dépasser 70°C, à moins que des données ne prouvent qu'avec les matériaux utilisés,
des températures supérieures n'auront aucun effet néfaste significatif sur la
performance en service du béton.
Dans le premier cas, l’annexe F de la norme propose plusieurs méthodes différentes
d’estimation de l’évolution des propriétés du béton :
◦ évaluation de la maturité à partir de relevés de température effectués à une
profondeur maximale de 10 mm sous la surface ;
◦ évaluation de la maturité basée sur la température moyenne quotidienne de l’air ;
◦ prise en compte de la température du béton pendant la cure ;
◦ essais au scléromètre (après étalonnage) ;
◦ autres méthodes reconnues.
Dans le second cas, il est précisé dans le complément national que les recommandations
issues du guide LCPC sur la RSI sont à respecter si le phénomène est à craindre.
2-2.b) norme NF EN 206/CN NF EN 206/CN [5.2.9]
Cette norme précise que la température du béton ne doit pas être inférieure à 5°C au moment
de la livraison et que si des exigences particulières de température sont demandées à la
livraison, celles-ci doivent être établies d’un commun accord entre le producteur et l’utilisateur.
2-2.c) fascicule 65 fasc. 65 [8.5.4]
Le fascicule 65 définit comme conditions ambiantes « non courantes » et donc particulières,
celles ou la température extérieure mesurée sur chantier en phase de bétonnage est inférieure
à 5°C et lorsque le béton est susceptible de dépasser les 32°C lors de sa mise en œuvre.
- Bétonnage par temps froid
Deux seuils de température extérieur sont stipulés lors du bétonnage :
• < -5°C : pour lequel la mise en place du béton n’est généralement pas autorisée
(sauf si le marché le prévoit),
• - 5°C < T° < 5°C : autorisée sous réserve de l’emploi de moyens efficaces pour
prévenir les effets dommageables du froid.
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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Dans ce second cas les moyens prévus doivent être anticipés et précisés dans le programme
de bétonnage et/ou procédures d’exécution spécifiques liés aux documents qualité.
Par principe, les risques de fissuration subsistent tant que la résistance du béton n’a
pas atteint 5 MPa de résistance à la compression.
- Bétonnage par temps chaud
Là encore les moyens prévus par le titulaire des travaux doivent être anticipés et précisés
dans le programme de bétonnage et/ou procédures spécifiques liés à ses documents qualité et
soumis à l’acceptation du maître d’œuvre.
L’efficacité des dispositions adoptées doit être contrôlée au moyen d’enregistrement de la
température au sein du béton.
En l’absence de telles dispositions, la température du béton au moment de sa mise en œuvre
doit être inférieure à 32 °C et à la valeur limite nécessaire à la prévention de la RSI.
« L’effet nocif de certains facteurs atmosphériques (vent, ensoleillement, hygrométrie basse, etc…) est CCTP type
considérablement accru par temps chaud. Ces facteurs peuvent notamment compromettre l’obtention des [4.16.2.2]
résistances requises, augmenter le retrait, provoquer des fissurations superficielles nuisibles à l’aspect et à
la durabilité du béton. En l’absence de choix d’un liant approprié (faibles teneurs en sulfates, aluminate
tricalcique et alcalins), l’atteinte de températures dans le béton supérieures ou égales à +65°C accroît les
risques de développement de réactions sulfatiques internes.
Dans le cas où le programme d’exécution des travaux prévoit des bétonnages de parties d’ouvrage à des
périodes où la température ambiante mesurée sur chantier est susceptible de dépasser durablement 30
°C, le titulaire soumet à l’acceptation du maître d’oeuvre les dispositions qu’il propose pour limiter la
température maximale du béton frais en complément de celles qui résultent du sous-article "Cure" du
présent article du présent CCTP (la note du 8.5.4.2 du fascicule 65 du CCTG donne quelques dispositions
envisageables). L’efficacité des dispositions adoptées doit être contrôlée au moyen d’enregistrement de la
température au sein du béton.
En l’absence de telles dispositions, la température du béton au moment de sa mise en œuvre doit être
inférieure à 32 °C et à la valeur limite nécessaire à la prévention de la réaction sulfatique interne.
De même, des dispositions particulières telles que l'emploi de circuits de refroidissement dans la masse du
béton, peuvent être nécessaires, quel que soit le temps, pour du béton exécuté en grande masse, en
raison du risque de fissuration due aux gradients thermiques. »
2-2.d) guides techniques
Mis à part celui spécifique à la RSI (cf fiche thématique 1.4), les guides techniques n’apportent
que peu de précision quant aux conditions de bétonnage.
Le guide technique sur les « Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au
gel » de décembre 2003 précise néanmoins que pour limiter les chocs thermiques sur des
bétons formulés avec entraîneur d’air, « le décoffrage ou le démoulage… doivent être réalisés
de façon à ne pas provoquer un écart de température entre le béton d’enrobage au droit des
armatures et l’ambiance de plus de :
• 30°C pour des températures ambiantes positives,
• 15°C pour des températures ambiantes négatives. »
Il précise aussi que les bétons doivent avoir atteint une résistance mécanique de minimum 15
MPa avant d’être exposé à des températures négatives.
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Harmonisation CCTP Bétons DIR CE – Avril 2017
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Comme pour la cure, le guide de 1995 sur les ponts mixtes précise que pour minimiser le
retrait au jeune âge, il est nécessaire d’éviter le refroidissement brutal de la dalle (choc
thermique). Il donne pour cela des informations/conseils pour les bétonnages par temps froid
afin de limiter ce retrait thermique, du fait de l’écart de température entre le béton et les
éléments métalliques de la structure de l’ouvrage. Que ce soit en termes de formulation du
béton ou de conditions de mise en œuvre.
2.2.e) CCTP type PETRA
Comme pour la cure, le CCTP type fait des rappels de ce qui est précisé dans le fascicule 65
et met en application ce qui est proposé dans les guides techniques.
2-3. Recommandations pour la DIR CE
Globalement ce qu’il faut retenir, c’est que pour se donner les moyens de bétonner dans des
conditions visant le respect des critères de durabilité que l’on s’est fixés, il est nécessaire
d’anticiper sur les dispositions à prendre lors de bétonnages sous conditions climatiques
dites particulières pour une partie d’ouvrage donnée.
Dans le cas des pièces massives, le risque élevé de développement de RSI peut conduire à
limiter la température du béton à la livraison à des valeurs bien en deçà de la limite classique
de 32°C.
Nous n’évoquerons pas ici l’étuvage de pièces préfabriquées, qui malgré des dimensions plus
petites, peuvent nécessiter des contraintes liées à la RSI et des dispositions particulières liées
au niveau de prévention et fonction de la nature du béton.
Lors du bétonnage, il est donc nécessaire de tenir compte :
• de la température extérieure sur le lieu du bétonnage,
• du niveau de prévention vis-à-vis du risque de RSI, de la forme de la partie d’ouvrage
à réaliser (massivité) et de l’exothermie de la formule de béton utilisée,
• de la température prévue les heures et jours suivant le bétonnage (y compris lors du
décoffrage),
• de la température du béton à sa mise en œuvre,
Pour ce faire il est donc nécessaire :
• d’imposer dans les marchés que les bétons doivent avoir atteint une résistance
mécanique de minimum 15 MPa avant d’être exposé à des températures négatives
(obligatoire pour les bétons G+S – seulement recommandé pour les autres bétons),
• d’adapter les matériaux (choix des coffrages, nature des bétons et des ciments),
• d’adapter la méthodologie de réalisation des différentes parties d’ouvrages en
fonction du planning prévisionnel général des travaux ou encore de leur massivité,
• de disposer de procédures agréées suffisamment détaillée et explicites sur les
dispositions à appliquer en fonction des différents cas de figure qui se présentent,
• de disposer de moyens d’anticipation et de suivi des conditions météorologiques sur
le site (bulletins météo réguliers et enregistrements des conditions réelles de
température et d’hygrométrie, voire de vitesse de vent).
A la demande de la MOe, l’entreprise devra être en mesure de justifier le respect des règles
imposées par le marché. Que ce soit en termes de relevé des conditions atmosphériques, de
température de béton à la livraison, de résistance mécanique suffisante pour l’exposition à des
températures négatives d’une partie d’ouvrage (= essais d’information) ou encore de respect
des seuils vis-à-vis du critère RSI pour des pièces à risque par l’instrumentation de capteurs
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de température dans le béton.
A titre d’exemple, voici quelques moyens/méthodes non exhaustifs permettant de limiter les
effets négatifs de la température sur les bétons en phase de bétonnage et de
prise/durcissement :
• par temps froid :
◦ optimisation de la formule béton en favorisant la réactivité du ciment voir en
utilisant un adjuvant accélérateur de prise ou de durcissement,
◦ utilisation de béton chaud,
◦ bâchage et protection thermique des surfaces non coffrées et/ou calorifugeage
du coffrage pour limiter le refroidissement, à compléter éventuellement d’un
chauffage,
◦ emploi de circuits de chauffage dans la masse du béton,
• par temps chaud :
◦ optimisation de la formule béton en favorisant une faible réactivité du ciment voir
en utilisant un adjuvant retardateur de prise,
◦ modification du phasage et/ou travail en période fraîche,
◦ réduire les délais entre fabrication du béton et sa mise en œuvre,
◦ utilisation de béton frais (eau ou granulats refroidis),
◦ utilisation de granulats saturés en eau (c’est-à-dire avec une teneur en eau
supérieure au taux d’absorption du granulat pour limiter le « pompage » de l’eau
dans le béton, nécessaire à l’hydratation du ciment ; avec prise en compte des
fines du sable qui ont un fort pouvoir absorbant). Ceci n’a aucune influence sur le
dosage en eau totale et efficace du béton, les automates de fabrication prenant
en compte l’hygrométrie des granulats et leur coefficient d’absorption,
◦ limitation des volumes de béton transportés,
◦ favoriser les coffrages à plus forte conductivité thermique ou bénéficier de
moyens d’arrosage des coffrages par de l’eau fraîche,
◦ emploi de circuits de refroidissement dans la masse du béton,
◦ cure efficace précoce et de durée adaptée.
Dans tous les cas, ne pas autoriser les bétonnages en dessous de -5°C de température
extérieure et préconiser des coulages avec température extérieure > 0°C.
ATTENTION : les dispositions prises ne devront pas être contradictoires avec les prescriptions
concernant d’éventuels risque de Réaction Sulfatique Interne des bétons (cf fiche thématique
1.4).
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Tableau de synthèse des différents seuils de température par référentiel :
Temps froid Temps chaud
Référentiel
Prescription Cause / effet Prescription Cause / effet
NF EN 13 670 T° béton > 0 en surface endommagement du - pic T° du béton dans risque RSI
tant que Rc < 5 MPa parement au jeune âge l’ouvrage < 70°C
sinon
- application du guide RSI
NF EN 206/CN T° béton à la livraison > 5°C - s’assurer que la température
du béton soit suffisante pour
garantir le développement de
la prise du ciment et
empêcher la fissuration (gel
du béton / choque thermique)
fasc. 65 T° de l’air < -5°C : bétonnage - s’assurer que la température T° béton à la livraison < 32°C - fissuration
interdit du béton soit suffisante pour et < T limite RSI
garantir le développement de - risque RSI
-5 °C< T° de l’air < 5°C : la prise du ciment et
conditions spécifiques de empêcher la fissuration (gel
bétonnage et de protection du du béton / choque thermique)
coffrage (avant/après
bétonnage) - risque d’endommagement
du parement si Rc < 5 MPa
guide durabilité limiter les chocs thermiques limiter les chocs thermiques
gel entre le béton d’enrobage entre le béton d’enrobage
(lors du décoffrage) et l’air (lors du décoffrage) et l’air
ambiant : ambiant :
delta < 15°C delta < 30°C
quand T° ambiante < 0°C quand T° ambiante > 0°C
guide RSI T° du béton à la livraison < T° risque RSI
limite estimée pour respecter
le niveau de prévention fixé
au marché
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Harmonisation des prescriptions relatives au matériau béton
partie 6 Références bibliographiques
La liste ci-dessous reprend la documentation utilisée pour l'élaboration de ce guide.
Fascicules du CCTG et normes d’exécution :
– NF EN 13 670 - Exécution des structures en béton - Complément national à la NF EN 13670:2013 (Tirage 2
(2013-04-01)). Février 2013.
– Fascicule 65 du C.C.T.G. Exécution des ouvrages de génie civil en béton. 2014.
– fascicule 68 du C.C.T.G. Exécution des travaux de fondation des ouvrages de génie civil. 1993.
Dimensionnement :
– NF EN 1990 et ses annexes nationales NF EN 1990/A1/NA et NF EN 1990/NA. Eurocodes structuraux - Bases
de calcul des structures. Mars 2003, juin 2006, décembre 2007 et décembre 2011.
– NF EN 1992-1-1 et son annexe nationale NF EN 1992-1-1/NA . Eurocode 2 - Calcul des structures en béton -
Partie 1-1: règles générales et règles pour les bâtiments. Octobre 2005 et février 2015.
– NF EN 1992-2 et son annexe nationale NF EN 1992-2/NA. Eurocode 2 - Calcul des structures en béton - Partie
2 : ponts en béton - Calcul et dispositions constructives. Mai 2006 et avril 2007.
– NF P 94-261. Justification des ouvrages géotechniques – Norme d’application nationale de l’Eurocode 7 –
Fondations Superficielles. Juin 2013.
– NF P 94-262. Justification des ouvrages géotechniques – Fondations profondes. Juillet 2012.
– Guide méthodologique Eurocode 2 – application aux ponts-routes en béton – juillet 2008 – SETRA.
– Guide du SETRA – Ponts mixtes : recommandations pour maîtriser la fissuration des dalles, de septembre
1995.
Prescription du béton :
– NF EN 206/CN. Béton : spécification, performances, production et conformité – Complément national à la
norme NF EN 206. Décembre 2014.
– Référentiel de certification de la marque NF – NF 033. Béton prêt à l’emploi.
– NF EN 13 369. Règles communes pour les produits préfabriqués en béton. Novembre 2013.
– FD P 18 326. Béton – zones de gel en France. Novembre 2004.
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– FD P 18-011. Béton – Définition et classification des environnements chimiquement agressifs –
Recommandations pour la formulation des bétons. Mars 2016.
– FD P 18-464. Béton – Dispositions pour prévenir les phénomènes d’alcali-réaction. Avril 2014.
– NF P 98-430. Barrières de sécurité routières en béton. Séparateurs et murets en béton coulé en place.
Définitions, fonctionnement et dimensions. Avril 1991.
– P 18 503. Surfaces et parements de béton. Éléments d’identification. Novembre 1989.
– FD CEN/TR 15 739. Produits préfabriqués en béton - Surface et parements de béton - Éléments
d'identification. Février 2010.
– Recommandations pour la prévention des désordres dus à l'alcali-réaction. LCPC. Juin 1994.
– Recommandations pour la durabilité des bétons durcis soumis au gel. LCPC. Décembre 2003.
– Recommandations pour la prévention des désordres dus à la réaction sulfatique interne. LCPC. Août 2007
– Recommandations provisoires. Maîtrise de la durabilité des ouvrages d'art en béton. Application de l'approche
performantielle. LCPC. Mars 2010.
– Recommandations provisoires. Protection et réparation des ouvrages atteints de réactions de gonflement
interne du béton. LCPC. Août 2010.
– Guide pour le choix des classes d'exposition des tunnels routiers creusés. Solutions Béton. 2010.
– Guide pour le choix des classes d'exposition des ouvrages d’art en béton. Solutions Béton. 2010.
– Guide. Conception des bétons pour une durée de vie donnée des ouvrages. AFGC. Juillet 2004.
– Recommandations professionnelles provisoires. Méthodologie d’application du concept de performance
équivalente des bétons. FNTP, FFB, CERIB, FIB. Mars 2009.
Constituants :
– NF EN 197-1. Ciment - Partie 1 : composition, spécifications et critères de conformité des ciments courants.
Avril 2012.
– Référentiel de certification de la marque NF – NF 002. Liants hydrauliques.
– NF P 15-317. Ciments pour travaux à la mer PM. Septembre 2006.
– NF P 15-318. Ciments à teneur en sulfures limitée pour béton précontraint. Septembre 2006.
– NF P 15-319. Ciments pour travaux en eaux à haute teneur en sulfates ES. Janvier 2014.
– FD P 18 541. Granulats - Guide pour l'élaboration du dossier carrière dans le cadre de la prévention des
désordres liés à l'alcali-réaction. Juin 2015.
– Référentiel de certification de la marque NF – NF 085. Adjuvants pour bétons, mortier et coulis – produits de
cure.
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– NF P 18-370. Adjuvants - Produits de cure pour bétons et mortiers - Définition, spécifications et marquage –
Juillet 2013.
– NF P 18-371. Adjuvants - Produits de cure pour bétons et mortiers - Détermination du coefficient de protection
– Juillet 2013
Essais :
– NF EN 12 350-2. Essais pour béton frais - Partie 2 : essai d'affaissement. Avril 2012.
– NF EN 12 350-5. Essais pour béton frais - Partie 5 : essai d'étalement à la table à choc . Juin 2009.
– NF EN 12 350-7. Essais pour béton frais – partie 7 : teneur en air – méthode de la compressibilité. Avril 2012.
– NF EN 12 350-8. Essai pour béton frais - Partie 8 : béton auto-plaçant - Essai d'étalement au cône d'Abrams.
Novembre 2010.
– NF EN 12 390-6. Essais pour béton durci - Partie 6 : détermination de la résistance en traction par fendage
d'éprouvettes. Avril 2012.
– NF EN 12 390-7. Essais pour béton durci - Partie 7 : masse volumique du béton durci. Avril 2012.
– NF P 18 424. Béton – Essai de gel sur béton durci – Gel dans l'eau – Dégel dans l'eau. Mai 2008.
– NF P 18 425. Béton – Essai de gel sur béton durci – Gel dans l'air – Dégel dans l'eau. Mai 2008.
– ASTM C 457-98. Détermination au microscope des vides d'air et des paramètres du réseau de vides d'air dans
le béton durci, Partie 2 – méthode modifiée de comptage par point. 1998.
– XP P 18 420. Béton – Essai d'écaillage des surfaces de béton durci exposées au gel en présence d'une
solution saline. Mai 2012.
– NF P 18 454. Béton – Réactivité d'une formule de béton vis-à-vis de l'alcali-réaction – Essai de performance.
Décembre 2004.
– FD P 18 456. Béton – Réactivité d'une formule de béton vis-à-vis de l'alcali-réaction - Critères d'interprétation
des résultats de l'essai de performance. Novembre 2004.
– NF P 18 459. Béton - Essai pour béton durci - Essai de porosité et de masse volumique. Mars 2010.
– XP P 18 462. Essai sur béton durci - Essai accéléré de migration des ions chlorure en régime non-stationnaire -
Détermination du coefficient de diffusion apparent des ions chlorure. Juin 2012.
– XP P 18 463. Bétons - Essai de perméabilité aux gaz sur béton durci. Novembre 2011.
– Compte-rendu des journées techniques. AFPC AFREM. Durabilité des bétons. Méthodes recommandées pour
la mesure des grandeurs associées à la durabilité. Décembre 1997.
– Grandeurs associées à la Durabilité des Bétons. Presses ENPC, 2007.
– NF P 18 594. Granulats – Méthodes d'essai de réactivité aux alcali. Juillet 2015.
– FD P 18 542. Granulats – Critère de qualification des granulats naturels pour béton hydraulique vis-à-vis de
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l'alcali-réaction. Juin 2015.
CCTP type :
– version 2015 du logiciel PETRA - Élaboration des pièces écrites techniques des DCE pour la construction
d'ouvrages d'art neufs, de la DTecITM.
Documentation DIR CE :
– carte de salage. DIR CE. Septembre 2010.
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Annexes
Logigramme relatif à la validation d’une formule de béton
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Connai s s anc e et pr év ent i on des r i s ques – Dév el oppement des i nf r as t r uc t ur es Éner gi e et c l i mat – Ges t i on du
pat r i moi ne d’ i nf r as t r uc t ur es
I mpac t s s ur l a s ant é – Mobi l i t és et t r ans por t s – Ter r i t oi r es dur abl es et r es s our c es nat ur el l es – Vi l l e et
bât i ment s dur abl es
Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement
Département Construction Aménagement Projet - 46, rue Saint-Théobald - BP 128 - 38081 L’ISLE D’ABEAU CEDEX - +33 (0)4 74 27 51 51
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