Scléromètre
Cet article n’est pas rédigé dans un style encyclopédique ().
- Cet article se rapporte au scléromètre de Schmidt pour la mesure de la résistance en compression du béton et non au scléromètre de Turner pour la mesure de la dureté des métaux et des minéraux. Les objectifs de mesure et les principes de fonctionnement de ces deux instruments sont différents.
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Le scléromètre de Schmidt (du grec ancien : σκληρός,sklêrós, signifiant « dur »), est un instrument servant à mesurer la résistance à la compression d'un matériau, comme le béton. Il mesure l'indice de rebondissement à la surface du matériau, indice qui est proportionnel à la résistance du matériau à la compression[1].
Principe du marteau de Schmidt
Le scléromètre est constitué d'une tête en acier, d'un ressort calibré et d'un manche utilisé pour mesurer le « rebond » de sa tête après son choc avec la surface d'un matériau ou d'une structure. Le scléromètre s'utilise généralement dans le secteur de la construction et parfois dans d'autres secteurs industriels.
La dureté du béton est définie selon les rapports gradués entre la hauteur du rebondissement et la dureté du béton à la compression par le moyen défini préalablement. Le scléromètre de Schmidt est un appareil polyvalent et d'usage simple. La vérification s'effectue toujours sous une même énergie de test de 2,207 J. Le scléromètre de Schmidt est utilisé pour la détermination de la résistance à la compression du béton. Son principe est basé sur la résilience d'un matériau au choc. Il est calibré au moyen de l’impact d'un mouton de choc sur une surface de béton avec une énergie normalisée. La hauteur de son rebondissement est fonction de la résistance du béton à la compression. L'énergie cinétique de rebond du scléromètre est une mesure indirecte de la dureté du béton ou de sa résistance à la compression (pression indiquée en N/mm2 ou MPa, deux unités équivalentes). La capacité de charge mécanique du béton est essentiellement évaluée sur base de sa résistance à la compression.
Résistance du béton à la compression
La résistance à la compression se définit normalement comme la mesure de la résistance à la rupture en appliquant une charge de compression dans un axe donné durant un temps bref. La résistance à la compression du béton se détermine en tenant compte de l'influence des grandeurs suivantes :
- résistance du prisme de béton ;
- composition et compactage du béton ;
- temps et conditions de la cure du béton ;
- dimensions et forme de l'élément test ;
- type et durée de la charge.
La résistance à la compression est déterminée en laboratoire sur des cylindres ou des cubes de béton.
Fiabilité d'un essai
Le scléromètre est un outil très utilisé sur les chantiers dans le domaine de l'auscultation d'ouvrage d'art pour sa simplicité et sa rapidité d’exécution. Malheureusement les courbes fournies par les constructeurs sont souvent très éloignées de la réalité. En effet les indications données par le constructeur ont été étudiées en laboratoire et ne sont pas représentatives du terrain. Il parait inconcevable d'exploiter les résultats fournis sans les mettre en corrélation avec d'autres éléments tels qu'une évaluation de la vitesse de propagation des ondes ultrasonores.
Utilisation
Le scléromètre est un appareil pour essais non destructif sur des ouvrages ou des éprouvettes en béton. Sa simplicité d'usage et sa maniabilité font du scléromètre un instrument indispensable pour :
- l’exécution rapide des essais sur toutes parties accessibles de l'ouvrage ;
- le contrôle de ses caractéristiques dans le temps, sans détérioration significative.
Réalisation de l'essai
La pointe du scléromètre permet de mesurer la résistance à la compression de l'échantillon après un endommagement superficiel négligeable grâce à l'application d'un choc contrôlé.
Fonctionnement
Le scléromètre de type N permet de classer le béton simplement, rapidement et avec une bonne précision. Il est livré calibré d'usine, mais il est possible de demander un certificat de calibrage ISO optionnel. Un marteau coulissant dur et une barre de glissement permettent de transmettre à la surface du matériau l'énergie potentielle emmagasinée par un ressort calibré. Le marteau frappe la tige de percussion en contact avec l’éprouvette à tester. Le rebond du marteau est proportionnel à la résistance en compression du béton. Le mouvement de rebond du marteau entraîne un curseur sur une échelle graduée. On obtient ainsi une valeur de rebond qui après conversion grâce à des abaques spécifiques permet de déterminer la résistance à la compression du béton.
Caractéristiques et spécifications
- Énergie de l’impact : supérieure à 1,8 J.
- Effort de compression du ressort pour l’impact : moins de 70 N.
- Rebondissement du mouton après un choc sur une enclume : 78 ± 2 UC de l’échelle du scléromètre.
- Déviation des indications lors de la mesure du rebondissement depuis l’enclume de contrôle : ± 2 UC de l’échelle du scléromètre.
- Dureté des aires en jeu du mouton et du pénétrateur : supérieure à 60 HRC.
- Rugosité de l’aire en jeu du pénétrateur : moins de 10 µm.
- Rayon de la sphère du pénétrateur : 25 ± 1 mm.
- Gabarit du scléromètre : longueur = 280 mm, Ø max. = 43 mm.
- Poids : 1,3 kg.
Modèles en fonction du substrat à tester
Différents modèles de scléromètre sont disponibles en fonction de la nature du substrat à tester, béton ou roche :
- un modèle classique « scléromètre pour béton » dit « scléromètre de type N ». L'énergie de percussion est de 2,207 N m (0,225 kg m) ;
- un modèle « roche » dit « scléromètre de type L ». Ce modèle est utilisé sur des éprouvettes de roche qui peuvent être sensibles à l’énergie de percussion du marteau du modèle classique. Il a une énergie de percussion plus faible : 0,735 N m (0,075 kg m).