Les propriétés physiques des matériaux de construction déterminent la manière dont ils sont utilisés ainsi que leurs applications possibles. Les blocs de béton en constituent un parfait exemple. Disponibles dans une multitude de tailles et de formes, ils présentent tous une résistance remarquable par rapport à leur volume. C'est pourquoi on les retrouve fréquemment dans les ouvrages porteurs : poteaux de soutien, semelles de fondation, murs et fondations. Pour bien comprendre la capacité portante d'un bloc de béton, il est essentiel d'examiner l'ensemble des facteurs qui influencent sa résistance.
Le problème
Évaluer la capacité portante d'un bloc de béton s'avère pratiquement impossible sans contexte précis. Les blocs de béton existent en effet en une infinité de dimensions, de formes variées et de compositions différentes. Au-delà des caractéristiques du matériau lui-même, le contexte structurel dans lequel le bloc est employé influence considérablement sa capacité portante. Celle-ci peut varier de plusieurs centaines à plusieurs milliers de kilos : pour obtenir une valeur fiable, il faut donc tester le bloc réel dans son environnement d'utilisation.
Le contexte structurel
De nombreux facteurs structurels déterminent le poids qu'un bloc de béton peut supporter. Par exemple, une charge appliquée en un point précis du bloc, via un poteau de soutien, génère des contraintes bien plus importantes qu'une charge répartie sur une grande surface. Un bloc utilisé pour soutenir une colonne supportera donc moins de poids que le même bloc employé sous une dalle.
Par ailleurs, les blocs intégrés dans un réseau de distribution des charges peuvent supporter davantage que ceux utilisés isolément comme éléments porteurs. Un mur de blocs, surtout lorsqu'il est renforcé par des poutres d'acier, peut ainsi porter des charges supérieures à la somme des capacités individuelles de chaque bloc.
Les considérations liées aux matériaux
Le matériau utilisé pour fabriquer un bloc de béton influence directement sa capacité portante. À titre d'exemple, un bloc de 25 × 20 × 41 cm (10 × 8 × 16 pouces) fabriqué avec de la poussière de pierre peut supporter plus de poids qu'un bloc de 38 × 30 × 61 cm (15 × 12 × 24 pouces) composé de sable, car la poussière de pierre offre une densité et une résistance supérieures à celles du sable.
De même, certains blocs comportent des alvéoles creuses tandis que d'autres sont entièrement pleins. Un grand bloc percé de larges trous supportera moins de charge qu'un bloc plus petit mais plein. Toutefois, un bloc volumineux répartit le poids sur une superficie plus étendue et peut donc constituer un meilleur élément de répartition des charges, indépendamment de sa capacité portante propre.
Les normes en vigueur
Selon les normes publiées en 2003 par l'ASTM (American Society for Testing and Materials), organisme international à but non lucratif spécialisé dans les normes de construction, tout bloc de béton doit supporter au minimum 1 700 livres par pouce carré (psi), soit environ 12 MPa. Cette norme ne décrit toutefois que des exigences minimales : un petit bloc peut très bien supporter plus de poids qu'un grand bloc s'il affiche une résistance à la compression suffisamment élevée.
Pour déterminer cet indice psi, on applique une charge croissante au bloc jusqu'à ce qu'il se fissure, puis on divise la pression ayant provoqué la rupture par la surface d'appui totale du bloc. Ce calcul s'avère plus complexe qu'il n'y paraît, car il faut prendre en compte la géométrie tridimensionnelle des blocs ainsi que la répartition effective des contraintes au sein du matériau.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/building-materials-supplies/1007115791.html