Les qualités du béton sont bien connues. C’est un matériau facile à mouler quelles que soient les formes, à l’épreuve du temps, économique, résistant au feu et nécessitant peu d’entretien.
Matériau composite, mis en œuvre de multiples manières, il peut répondre à un grand nombre de spécifications : résistance mécanique, notamment à la compression, isolation thermique et phonique, étanchéité, aspect, durabilité, sécurité incendie.
Pour utiliser au mieux le béton, il faut bien connaître ses propriétés : d’une part à l’état frais, alors qu’il est plastique et qu’on peut le travailler ; d’autre part, à l’état durci, alors que sa forme ne peut plus être modifiée mais que ses caractéristiques continuent à évoluer durant de nombreux mois, voire des années.

■ Le béton frais

La propriété essentielle du béton frais est son ouvrabilité, qui le rend apte à remplir n’importe quel volume, à condition que sa composition ait été étudiée en conséquence et que les moyens de mise en œuvre soient appropriés.
L’ouvrabilité caractérise l’aptitude d’un béton à remplir les coffrages et à enrober convenablement les armatures.
De nombreux facteurs influent sur l’ouvrabilité : nature et dosage en ciment, forme des granulats, granu- lométrie, emploi d’adjuvants et, bien entendu, dosage en eau.
Il ne faut cependant pas considérer que le dosage en eau peut être augmenté au-delà d’une certaine valeur dans le seul but d’améliorer l’ouvrabilité.
Un excès d’eau se traduit, entre autres inconvénients, par un phénomène de « ressuage », qui est la création à la surface d’une pièce en béton, d’un film d’eau, générateur de fissures après évaporation.
Les autres conséquences sont :
• la diminution de la compacité et, corrélativement, des résistances ;
• une porosité accrue ;
• un risque de ségrégation des constituants du béton ;
• un retrait augmenté ;
• un état de surface défectueux se traduisant notamment par le bullage.
La teneur en eau doit être strictement limitée au minimum compatible avec les exigences d’ouvrabilité et d’hydratation du ciment.
La grandeur qui caractérise l’ouvrabilité est la consistance ; sa mesure peut être effectuée facilement sur le chantier avec la méthode du cône d’Abrams ou « slump test », qui est un essai d’affaissement d’un volume de béton de forme tronconique, mesuré conformément à la norme NF P 18 451.

Selon la valeur d’affaissement obtenue, le béton est classé de la façon suivante :
Selon la norme P 183 25.

■ Le béton durci

Les résistances mécaniques
Une bonne résistance à la compression est la qualité bien souvent recherchée pour le béton durci. Cette résistance est généralement caractérisée par la valeur mesurée à vingt-huit jours.
On a pu voir précédemment que la résistance dépend d’un certain nombre de paramètres, en particulier la classe et le dosage du ciment, la porosité du béton et le facteur E/C, rapport du dosage en eau au dosage en ciment. Parmi les formules qui permettent de prévoir les résistances, celle de Féret est la plus connue.

R = résistance,
k = coefficient dépendant de la classe de ciment, du type de granulats et du mode de mise en œuvre,
C = dosage en ciment,
E = dosage en eau,
V = volume d’air subsistant.
Cette formule montre l’intérêt que présente la diminution de la quantité d’eau de gâchage et de l’air, ce qui réduit la porosité et par conséquent augmente la résistance.

Les résistances mécaniques du béton sont contrôlées par des essais destructifs ou non destructifs.
• Les essais destructifs
La résistance à la compression peut être mesurée en laboratoire sur des éprouvettes généralement cylindriques (diamètre 16 cm, hauteur 32 cm), confectionnées avec le béton destiné à l’ouvrage à contrôler.
• Les essais non destructifs
Ils peuvent utiliser le scléromètre, appareil basé sur le rebondissement d’une bille d’acier sur la surface à tester, ou des instruments de mesure de la vitesse du son au travers du béton (4000 m/s pour un béton courant).

1. Résistance caractéristique en compression f_cj
Cette résistance ( f_cj en Mpa) est obtenue par un grand nombre d’essais de compression jusqu’à rupture sur une éprouvette normalisée 16 cm * 32 cm (environ 200 cm²) cylindrique.

Courbe de comportement du béton en compression

f_cj est le résultat d’un calcul probabiliste qui accepte le risque que dans 5% ou 10% des cas la valeur réelle de résistance du béton soit inférieure (cas défavorable) à f_cj retenue.

Le durcissement du béton étant progressif, f_cj est fonction de l’âge du béton.
Aussi, la valeur conventionnellement retenue pour le calcul des ouvrages est f_c28 , la résistance caractéristique du béton à 28 jours.

- Pour f_c28 < 40 Mpa → avec f_c28 exprimé en Mpa
- Pour f_c28 > 40 Mpa →

Relation réglementaire f_cj en fonction de l'âge du béton (cas f_c28 < 40 Mpa )

f_c28 en fonction du dosage en ciment et de la classe du ciment ² R pour rapide. ³ CC : Conditions Courantes de fabrication du béton. ⁴ AS : CC + Auto contrôle Surveillé.

2. Résistance caractéristique en traction f_tj
Il est particulièrement difficile d’obtenir expérimentalement la résistance à la traction du béton.
C’est pourquoi, on retient conventionnellement : (valable pour f_cj <60 Mpa et f_cj exprimé en Mpa)

Exemple : Pour obtenir un béton de résistance caractéristique en compression f_c28 =25 Mpa, il faut :
- un béton de classe 55 dosé à 375 kg/m³ de ciment s’il est réalisé dans des conditions courantes.
- un béton de classe 55 dosé à 350 kg/m³ de ciment suffit s’il est réalisé dans des conditions de contrôle améliorées.
Sa résistance caractéristique en traction f_t28 est égale à 0.6+0.06*25=2.1 Mpa.