Paramètres influençant les mesures linéiques

• Influence du ressuage

Les matériaux avec de forts rapports eau – ciment présentent un risque de ressuage. L’accumulation de l’eau à la surface de l’échantillon, qui est ensuite réabsorbée une fois que la prise est faite, se traduit par une sous – estimation des valeurs du retrait endogène. Bjøntegaard et al. [BJO04] montrent clairement l’influence du ressuage sur un béton de rapport eau – ciment de 0.4 (voir Figure 1-31). Les matériaux pour lesquels l’eau de ressuage a été enlevée présentent une plus forte contraction que les matériaux témoin. De même, en rajoutant de l’eau à la surface des échantillons, la contraction mesurée diminue.

Figure 1-31 : Influence du ressuage sur le retrait endogène (e/c = 0.4 – adaptation de [BJO04])

Cependant, enlever l’eau de ressuage change le rapport eau – ciment du matériau final. Contourner le problème par l’utilisation d'agents viscosants risque de changer le processus d’hydratation, et aura également des répercussions sur les valeurs obtenues. Une solution trouvée par [LER95] pour empêcher les artefacts de mesure liées au ressuage est la mise en rotation des échantillons jusqu’au moment de la prise, solution adoptée par plusieurs chercheurs pour la suite ([GAR99], [BAR01], [MOU04]).

• Frottement avec le support, tassement et sédimentation

Un problème qui se pose souvent concernant la validité des essais linéiques horizontaux est l’influence du frottement entre l’échantillon et le moule au très jeune âge. Pour diminuer l’ampleur des frottements, plusieurs solutions ont été envisagés : l’utilisation de lubrifiants sur le support, de films plastiques et de la poudre de talc, etc ([TOM99], [CHA03], [BJO04]). Cependant, il reste difficile d’estimer l’ampleur des frottements exercés, car un moyen de comparaison rigoureux n’existe pas. La majorité des dispositifs de mesure verticaux ne sont pas soumis au frottement, cependant la mesure commence généralement plus tard, car le matériau doit atteindre une rigidité suffisante, pour permettre les opérations de démoulage sans risquer d’endommager les échantillons. Le moment entre la prise et 24 heures reste la période des amplitudes les plus importantes du retrait et représente une information nécessaire pour pouvoir conclure sur les effets du frottement, mais les études dans la littérature ne sont pas nombreuses. De plus, des nouveaux dispositifs de mesure verticaux ont été conçus, avec des moules souples, qui permettent l'enregistrement des déformations dès la mise en place de l'échantillon ([BUA07a], [BOU07]). Mais ce type de mesure subit l'influence du tassement et de sédimentation. Pour pouvoir connaître l'ampleur des déformations endogènes, il faut d'abord enlever tous les facteurs qui interviennent dans la mesure.

Figure 1-32 : Influence du type de mesure sur le retrait endogène (e/c = 0.25, pâte de ciment – adaptation de [BUA07a])

Récemment, Bouasker et coll. ([BUA07a]) ont développé deux dispositifs – linéique horizontal et linéique vertical – pour lesquels la mise en place est identique (deux moules souples, identiques), ce qui permet une comparaison entre les deux méthodes. Les mesures horizontales dans des moules souples ne subissent pas les effets du frottement. Ainsi, une comparaison entre les deux dispositifs peut mettre en lumière les problèmes intervenant dans le cas des mesures verticales. Les résultats sont montrés à la Figure 1-32. La déformation mesurée verticalement est beaucoup plus importante que celle mesurée horizontalement. Deux périodes peuvent être identifiées:

• Jusqu'à 6 heures les déformations verticales sont beaucoup plus importantes que les déformations horizontales (Figure 1-32). Le même résultat est obtenu par [GAR99]. Cette différence est causée par le tassement. Le matériau, jusqu'au moment de la prise,

n'est pas encore assez rigide, et il va se tasser sous son propre poids. Les dispositifs verticaux enregistrent le tassement du matériau comme une déformation supplémentaire. Même si le tassement survient aussi dans le cas des échantillons coulés horizontalement, ce qui a été démontré par [HOL01], ceci n'intervient pas dans la mesure des déformations à cause de l'agencement des dispositifs de mesure.

• Après 24 heures, la déformation verticale a une pente plus importante que la déformation mesurée horizontalement (Figure 1-32).

Figure 1-33 : Influence de la sédimentation sur la densité de l’éprouvette [BUA07b])

Une mesure de la densité des échantillons faite sur les échantillons d’une pâte de rapport eau – ciment 0.4 montre un gradient de densité sur l’axe z. L’effet de la sédimentation, surtout pour les forts rapports eau – ciment, engendre une différence de densité en fonction de l’hauteur (Figure 1-33 - e/c = 0.4, pâte de ciment, mesure verticale). Ceci fait qu’en surface, à cause de la sédimentation qui est souvent associée aussi à la présence de l’eau de ressuage, la pâte présente un plus fort rapport e/c. Après la prise, le matériau consomme l’eau de ressuage, et la déformation mesurée prend des valeurs qui se trouvent entre le retrait chimique et le retrait endogène. Jusqu’à 12 – 16 heures les mesures surestimées peuvent être ainsi expliqués. À partir de cette période des valeurs comparables devraient être trouvées pour les deux mesures. Cependant les déformations obtenues à partir des échantillons verticaux semblent plus importantes (Figure 1-32).

Barcelo et al. [BRC99] ont comparé plusieurs configurations d’essai, et trouvent qu’à partir de 20 heures, les mesures linéiques – horizontale et verticale – présentent une très bonne concordance (Figure 1-34 - e/c = 0.26, pâte de ciment). Les auteurs considèrent que, après 24 heures, le matériau a gagné suffisamment en rigidité, pour que les effets de la friction moule – échantillon ne soient plus ressentis. La différence, par rapport aux mesures de [BUA07a], consiste dans le traitement des échantillons coulés verticalement avant la prise. Pour diminuer les risques de sédimentation, les échantillons sont mis en rotation (les risques de ressuage sont assez faibles, dû au rapport eau – ciment utilisé, et à l’ajout d’un agent viscosant). Les résultats de [GAR99] montrent une densité beaucoup plus uniforme sur l'hauteur des éprouvettes mises en rotation comparativement à des éprouvettes témoins coulées verticalement et gardés ainsi pendant la période de durcissement.

Cependant, les résultats de [GAR99] montrent une importante influence du frottement dans le cas des mesures linéiques horizontales, pour des déformations mesurées entre le moment de prise et 20 heures après le contact eau – ciment.