Sur tout chantier de coulage, dès l'arrivée du camion toupie, le contrôle du béton frais est une étape cruciale pour s'assurer que le matériau livré répond aux exigences de la formulation. Parmi les différents essais de consistance, l'essai d'affaissement au cône d'Abrams (ou slump test) demeure la méthode de référence incontournable, régie par la norme européenne NF EN 12350-2.
Simple, rapide et ne nécessitant pas d'énergie extérieure, cet essai permet de valider l'ouvrabilité du béton avant son déchargement et son serrage dans les coffrages.
Pourquoi mesurer l'affaissement du béton frais ?
L'ouvrabilité d'un béton traduit sa facilité à s'écouler, à remplir les coffrages et à enrober parfaitement les armatures sans risque de ségrégation. Un béton trop sec sera difficile à vibrer et présentera des nids de cailloux, tandis qu'un béton trop fluide par excès d'eau entraînera une baisse significative de ses résistances mécaniques finales à 28 jours.
Selon la norme NF EN 206, la consistance du béton est classée en cinq catégories d'affaissement (S1 à S5) :
- Classe S1 (Ferme) : 10 à 40 mm (bétons de voirie, bordures, dallages industriels spécifiques).
- Classe S2 (Plastique) : 50 à 90 mm (fondations superficielles, radiers, dallages courants).
- Classe S3 (Très plastique) : 100 à 150 mm (voiles banchés, poutres, poteaux traditionnels).
- Classe S4 (Fluide) : 160 à 210 mm (éléments fortement ferraillés, planchers, pompage facile).
- Classe S5 (Très fluide) : 220 mm (pour les bétons auto-plaçants ou BAP, on privilégiera l'essai d'étalement au cône selon la NF EN 12350-8).
Le matériel nécessaire (Kit Cône d'Abrams)
Pour réaliser l'essai sur chantier ou en laboratoire dans des conditions normatives, l'opérateur doit disposer des équipements suivants :
- Cône d'Abrams : En acier galvanisé ou inox (hauteur 300 mm, base inférieure Ø 200 mm, base supérieure Ø 100 mm) muni de poignées et de pattes de fixation.
- Plaque d'appui : Métallique, rigide, plane et non absorbante avec brides ou système de maintien du cône.
- Tige de piquage : Tige d'acier cylindrique lisse de Ø 16 mm, longueur 600 mm, à extrémités arrondies.
- Entonnoir de remplissage : En tôle d'acier galvanisé pour faciliter l'introduction du béton.
- Règle graduée ou réglet de mesure : Pour mesurer l'affaissement au millimètre près.
- Pelle à main ou truelle.
Protocole opératoire normalisé (Étape par étape)
- Préparation : Humidifier la paroi intérieure du cône et la surface de la plaque d'appui sans laisser d'eau stagnante. Placer le cône sur la plaque et le maintenir fermement à l'aide des brides ou en posant les pieds sur les pattes d'ancrage.
- Remplissage en 3 couches : Remplir le cône en trois couches d'égales épaisseurs (environ un tiers de la hauteur du cône après compactage par couche).
- Piquage normatif : Compacter chaque couche en lui appliquant 25 coups de tige régulièrement répartis sur toute la section. Pour les couches 2 et 3, la tige doit pénétrer légèrement dans la couche inférieure sous-jacente.
- Arasement : Après piquage de la troisième couche, ajouter un léger excédent de béton, puis araser la surface au niveau du sommet du cône par un mouvement de sciage à la règle ou à la truelle.
- Démoulage : Nettoyer l'excédent de béton autour de la base du cône. Soulever verticalement et délicatement le cône en 2 à 5 secondes, sans aucun mouvement de torsion ou choc latéral.
- Mesure de l'affaissement : Placer le cône retourné à côté de l'échantillon affaissé, poser la règle en travers au sommet du cône et mesurer avec la pige ou le réglet la distance verticale entre le bas de la règle et le point le plus haut de la masse de béton affaissée. L'ensemble de l'essai doit s'effectuer en moins de 150 secondes.
Interprétation des formes d'affaissement
La norme distingue trois comportements possibles après démoulage :
- Affaissement véritable : Le béton s'affaisse de façon homogène et symétrique sans rupture. L'essai est parfaitement valide.
- Affaissement par cisaillement : Une partie du béton glisse ou se détache le long d'un plan incliné. L'essai n'est pas représentatif ; il doit être renouvelé sur un autre échantillon. Si le cisaillement persiste, le béton manque de cohésion.
- Effondrement complet : Le béton s'étale totalement sans aucune tenue (souvent signe d'un surdosage critique en eau ou d'une incompatibilité d'adjuvants).