1.4.3. ESSAI DE FENDAGE (ESSAI BRÉSILIEN)
Lors de l'essai de fendage, le cylindre du béton est
placé à l'horizontale entre les plateaux de la presse et la
charge est augmentée jusqu'à la rupture par traction indirecte,
qui apparaît sous forme de fendage le long du diamètre vertical du
cylindre.
Si la charge est appliquée le long d'une
génératrice, un élément sur le diamètre
vertical du cylindre (figure 1.3) est soumis à une contrainte de
compression égale à :
 .
Et une contrainte horizontale à la traction
égale à 
Où :
 : effort de compression appliqué.
 : longueur du cylindre.
 : diamètre du cylindre.
 et  : distances de l'élément par rapport aux deux points
d'application de la charge.
Cependant, une contrainte de compression élevée
serait induite immédiatement sous la charge et tenterait de causer
l'écrasement du béton localement.
En pratique pour y remédier, des lamelles fines d'un
matériau de répartition comme du contre-plaqué sont
insérées entre les cylindres et les plateaux de la presse. Sans
les lamelles, la résistance mesurée est habituellement plus
faible de 8 % en moyenne.
La norme ASTM C 490-90 spécifie des lamelles de
contre-plaqué de 3mm d'épaisseur et de 25mm de largeur. La norme
britannique BS 1881 : partie 117 : 1983 spécifie des lamelles
de bois dur de 4mmd'épaisseur et de 15mm de largeur. La norme
française NF.P 18-408 :1981 spécifie des bandes de 1cm de
largeur et de 4mm d'épaisseur en contre-plaqué
d'Okoumé.
Un des avantages de l'essai de fendage vient de ce que le
même type d'éprouvette peut être utilisé à la
fois pour les essais de compression et de traction.
L'essai de fendage est facile à effectuer et donne des
résultats plus homogènes que les autres essais en traction
[10]. La résistance mesurée lors de l'essai de
fendage semble assez voisine (5à12% près) de la résistance
du béton déterminée par traction directe.
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Figure 1.3 : Essai de fendage [2].
1.5. RELATION ENTRE LA RÉSISTANCE À LA
COMPRESSION ET LA
RÉSISTANCE À LA TRACTION
La résistance mécanique du béton est
généralement considérée comme sa plus importante
propriété bien que, dans de nombreux cas pratiques, d'autres
caractéristiques telles la durabilité et la
perméabilité peuvent être plus importantes.
Néanmoins, la résistance mécanique projette une image
globale de la qualité d'un béton et elle présente un
paramètre majeur et indispensable pour le dimensionnement et la
conception des ouvrages.
De ce fait, les propriétés mécaniques du
béton ont toujours fait l'objet de multiples études en vue de
comprendre la réponse du béton aux actions mécaniques qui
lui sont appliquées.
La résistance à la compression est la
propriété du béton la plus communément
considérée dans le calcul des structures ; cependant pour
certaines applications, la résistance à la traction est
intéressante comme c'est le cas des bétons d'autoroutes, de
dalles flottantes, des efforts de cisaillement et de résistance à
la fissuration. Ces deux types de résistance mécaniques
(compression-traction) sont intimement liés. Le rapport de ces deux
résistances dépend du niveau de résistance global du
béton. En d'autres termes, la résistance à la traction , augmente avec la résistance à la compression , mais à un taux allant en diminuant avec la maturation du
béton.
La résistance à la traction du béton
pouvant être mesurée par des essais très différents
les uns des autres, tels l'essai de flexion, l'essai de traction directe ou
l'essai de fendage, il en résulte que les valeurs numériques du
rapport de la résistance à la traction à celle à la
compression sont différentes. De la même façon, la valeur
de la résistance à la compression n'est pas unique, mais varie
avec la forme de l'éprouvette mise à l'essai. Pour ces raisons,
il est nécessaire de spécifier la méthode d'essai
utilisée lors de la détermination du rapport de la
résistance à la traction à celle de la résistance
à la compression.
La résistance à la traction du béton est
plus sensible à un mûrissement inadéquat que la
résistance à la compression [2],
vraisemblablement parce que les effets du retrait non uniforme sur les poutres
soumises à la flexion sont très importants du fait de l'existence
d'une micro fissuration. Ainsi le béton mûri à l'air a un
rapport  plus faible que le béton mûri à l'eau .
L'entraînement de l'air influence également le rapport  puisque la présence des bulles d'aire tend à diminuer la
résistance à la compression du béton plus que sa
résistance à la traction, particulièrement dans les
bétons légers présentant à peu près la
même relation entre  et  que les bétons ordinaires.
Le rapport  diminue quant la résistance du béton en compression
augmente. Ce rapport varie entre  et  pour le béton ordinaire ( MPa). Pour le béton à haute performance
( MPa) ce rapport varie entre  et  .
Un certain nombre de formules empiriques reliant et  ont été proposées, la plupart ayant la forme
suivante:
Où k et n sont des coefficients. Des valeurs de n variant
entre  et  ont été proposées.
La première valeur est utilisée par l'American
Concrete Institute alors que Gardner et Poon [11] ont
trouvé une valeur plus proche de  , des formes cylindriques ayant été utilisés dans
les deux cas pour tester les spécimens. L'expression suivante semble
donner la meilleure relation entre  et  :
Où  est la résistance au fendage et la résistance à la compression, toutes deux en MPa
mesurées sur des cylindres. Cette expression a été
modifié par [12] comme suit
L'expression suivante, similaire à celles
représentées précédemment, est utilisée par
le British Code of Practice BS 8007 : 1987 :
Où fc la résistance à la
compression (MPa) est déterminée sur cube et  représente la résistance à la traction directe.
L'écart entre les différentes expressions n'est
pas très important. Ce qui importe toutefois est que l'exposant
utilisé dans le code de construction de l'ACI (ACI Building Code 318-89,
révisé en 1992) [13] est trop faible, ce qui
surestime la résistance au fendage pour les faibles résistances
à la compression et la sous-estime pour les fortes résistances
[2].
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