Vemaventuri aide à maîtriser l'Eurocode 2 de 2e génération grâce à des données en temps réel

Le béton ne gagne pas en résistance avec le temps. Il gagne en résistance grâce à l'hydratation, c'est-à-dire la réaction entre le ciment et l'eau, et cette réaction est plus rapide lorsqu'il fait chaud et plus lente lorsqu'il fait froid.

Deux murs issus de la même livraison, l’un coulé une nuit de février à l’air libre et l’autre à l’intérieur d’un espace chauffé, présentent une résistance nettement différente au bout de trois jours. Le calendrier n’en dit rien. Ce qui permet de l’expliquer, c’est la maturité : une valeur calculée combinant le temps et la température pour estimer la résistance actuelle de l’élément.

Quels sont les changements ?

Le changement le plus important à cet égard passe facilement inaperçu.Dans la première génération, on utilisait généralement 28 jours comme âge de référence pour la résistance à la compression caractéristique. La deuxième génération permet de fixer l’âge de référence entre 28 et 91 jours. 

La raison tient à la durabilité. La production de ciment est la principale source de CO₂ dans le béton, et le moyen le plus direct de réduire ces émissions consiste à utiliser moins de clinker. Les bétons à forte teneur en laitier, en cendres volantes ou en calcaire atteignent la même résistance finale, mais ils y parviennent plus lentement. Évalués à 28 jours, ils semblent peu résistants. Évalués à 56 ou 91 jours, ils ne le sont plus. Le fait d’autoriser un âge de référence plus tardif lève un obstacle qui poussait les concepteurs à privilégier des mélanges riches en clinker.

Par ailleurs, le comportement des matériaux en fonction du temps a été intégré à l’annexe B, qui a désormais valeur normative, la clause B.4 traitant de l’évolution de la résistance et de la rigidité du béton au fil du temps. Les modèles de fluage et de retrait ont été mis à jour et harmonisés pour le béton à résistance normale et à haute résistance.

Pourquoi cela apparaît-il sur le site ?

Un béton à prise plus lente n'atteint pas seulement sa résistance finale plus tard. Il franchit également chaque étape intermédiaire plus tard, y compris celle qui est déterminante sur le chantier : la résistance nécessaire pour décoffer, transférer la précontrainte ou mettre l'élément en charge.

C'est là que l'expérience cesse d'être utile. Une équipe de chantier sait comment se comporte son béton C30/37 habituel après deux jours en avril. Avec un mélange à faible teneur en clinker et un âge de référence de 56 jours, cette intuition ne s'applique plus, et la solution la plus sûre consiste à attendre plus longtemps que nécessaire. Le gain environnemental est réel, et le calendrier en supporte le coût.

Les modèles présentés à l'annexe B décrivent comment la résistance se développe. Ce qu'ils ne permettent pas de déterminer, c'en est l'historique thermique de l'élément, car il ne s'agit pas d'une propriété du mélange, mais d'une propriété de la coulée. Personne au bureau d'études ne dispose de cette information.

Les cubes ne permettent pas non plus de combler cette lacune. Un cube stocké à côté de l’élément ou dans un bain-marie de laboratoire présente des dimensions différentes, ainsi qu’un rapport surface/volume différent, et donc un historique thermique différent. Il permet de confirmer que le béton livré était conforme. Il ne permet pas de mesurer le béton présent dans le mur.

Certaines fissures ne sont pas liées à la charge. Elles apparaissent dans les premiers jours, alors que le béton est encore en cours de prise, et traversent le mur de part en part.

Voici comment cela se passe. La prise du béton génère de la chaleur, ce qui provoque la dilatation du matériau. Puis, en refroidissant, celui-ci tend à se contracter à nouveau. Souvent, il ne peut pas le faire, car il repose sur une dalle de fondation qui a déjà pris. Tout ce qui ne peut pas se contracter subit une traction. Or, le béton jeune ne supporte pas encore une traction importante. Lorsque celle-ci devient trop forte, il se fissure.

Sur le mur d'un parking, c'est une imperfection. Sur un sous-sol ou un réservoir retenant l'eau, c'est un défaut qui doit être colmaté par injection, et quelqu'un en fait les frais.

Quels sont les changements ?

La première génération ne disposait d'aucune méthode générale à cet effet. La fissuration par contrainte était principalement prise en compte par la prescription d'un armature minimale, avec des dispositions spécifiques uniquement dans la norme EN 1992-3 pour les structures de confinement. On n'évaluait pas le risque. On s'en chargeait.

La deuxième génération intègre l'annexe D, intitulée « Évaluation de la fissuration précoce et à long terme due au contraint » — l'une des extensions du champ d'application que les documents de l'atelier de la Commission européenne elle-même citent parmi les ajouts clés au code. Elle propose une méthode permettant d'évaluer concrètement ce risque.

Il est d’ailleurs intéressant d’examiner la structure de cette méthode. La clause D.4 porte sur l’« Évaluation de l’historique des températures », tandis que la sous-clause D.4.2 traite des propriétés des matériaux en fonction de l’évolution de la température. Ce n’est qu’ensuite que viennent la clause D.5, consacrée aux calculs de contraintes, et la clause D.6, relative aux calculs de largeur de fissure.

C'est l'ordre qui compte. L'historique des températures n'est pas une donnée parmi d'autres. C'est la première étape, et tout ce qui vient ensuite en dépend.

Pourquoi cela apparaît-il sur le site ?

 L'application de l'annexe D nécessite d'évaluer l'historique des températures de l'élément. Lors de la conception, celui-ci est généralement estimé ou calculé ; la surveillance permet ensuite de comparer l'historique réel des températures à cette estimation.

 La courbe réelle dépend du vent, de la température nocturne, du mélange, du coffrage, d’un intervalle imprévu entre les livraisons et du moment où l’isolation a été retirée. Une dalle de 1,8 m coulée par temps venteux ne suit pas une courbe standard.

Et voici en quoi cela diffère des deux autres sujets. La carbonatation apparaît au bout de vingt ans. La résistance peut être testée.Les fissures thermiques précoces se développent au cours des premiers jours de prise, la période critique dépendant de l’élément, du mélange de béton, des contraintes et des conditions thermiques. Mais il est toujours possible de prendre des mesures pour y remédier : laisser l’isolation en place plus longtemps, procéder au décoffrage plus tard, refroidir la section.

Mais cela ne fonctionne que si l'on peut voir ce qui se passe au moment même où cela se produit.

Références et normes

• Commission européenne, Centre commun de recherche (2025) — Les Eurocodes de deuxième génération : principaux changements et avantages illustrés par des exemples de conception. Session consacrée à la norme EN 1992, A. Pérez Caldentey. Atelier en ligne, du 3 au 5 juin 2025. 
• Andrade, C. & Izquierdo, D. (2023) — Dispositions relatives à la durabilité et à l’épaisseur d’enrobage dans le prochain Eurocode 2 : modélisation et calculs de référence. Hormigón y Acero 74(299–300), 19–40. Accès libre. 
• Menga, A. et al. (2024) — Fissuration précoce due à la contrainte : études en laboratoire et sur le terrain portant sur la capacité prédictive de la méthode simplifiée de l’annexe D de la future norme EC2. Structural Concrete 25(6), 4300–4323. 
• Kanstad, T., Klausen, A.B.E. et Menga, A. (2023) — Document de référence pour la norme FprEN 1992-1-1, annexe D. CEN/TC250/SC2/WG1/TG7. 
• von Greve-Dierfeld, S. & Gehlen, C. (2016) — Conception de la durabilité basée sur la performance, carbonatation, parties 1 à 3. Structural Concrete 17(3) 309–328, 17(4) 523–532, 17(5) 718–728. 
• EN 13670:2009. Exécution des ouvrages en béton. CEN, Bruxelles.
• EN 206:2013+A2:2021. Béton — Spécifications, caractéristiques de performance, production et conformité. CEN, Bruxelles.