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1. MATUROMÉTRIE
MATUROMÉTRIE
Module 6.6 (7/11) 1

2. MATUROMÉTRIE
 La MATUROMETRIE permet d’évaluer et de prévoir la résistance instantanée d’un
béton au jeune âge, en temps réel, à partir du suivi de la température du béton au
cours de son durcissement.
 Le suivi de la température permet :
 de déterminer par calcul le degré d’avancement des réactions
d’hydratation correspondant au durcissement du béton
 de connaître l’ « état de mûrissement » du béton
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3. MATUROMÉTRIE
• Guide technique LCPC
Résistance du béton dans
l’ouvrage
La maturométrie
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4. MATUROMÉTRIE
 Réalisation d’éprouvettes d’information
 Conservation des éprouvettes dans des conditions climatiques proches de
celles de l’ouvrage
 Mesure de la résistance en laboratoire
PROBLÈMES
 Différences des conditions de mûrissement avec celles de l’ouvrage
 Écart sensible sur éléments de forte épaisseur
 Influence déterminante de la température
MÉTHODE CLASSIQUE POUR ÉVALUER LA RÉSISTANCE D’UN
BÉTON AU JEUNE ÂGE
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5. MATUROMÉTRIE
La MATUROMÉTRIE permet d’évaluer la résistance d’un béton à partir d’une courbe de
référence et de la connaissance d’un historique de température.
INTÉRÊT DE LA MATUROMÉTRIE
 Bonne représentativité des résistances du béton au jeune âge (informations
quasi instantanées) dans les différentes parties de l’ouvrage (zones critiques
de l’ouvrage)
 Evaluation de la résistance ciblée, localisée (in situ : sondes positionnées
dans chaque partie stratégique de l’ouvrage)
 Meilleure gestion des opérations de décoffrage
 Meilleure gestion des mises en précontrainte
 Meilleure gestion de la maturation des éléments préfabriqués
 Meilleure maîtrise de l’aspect et de l’esthétique des parements par
décoffrage à maturité constante
 Optimisation des durées des cycles de production
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6. MATUROMÉTRIE
CONCEPT DE MATURITÉ
 Le concept de « maturité » permet de traduire l’état de mûrissement du béton en
intégrant les effets couplés :
 de la température
 du temps
sur la cinétique de mûrissement du béton.
Le concept est basé sur la notion « d’âge équivalent » et sur la « loi d’Arrhénius ».
Deux bétons de même composition ayant la même valeur de maturité auront la même
résistance , quelle que soit l’histoire des températures ayant conduit à cette valeur de
maturité.
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7. MATUROMÉTRIE
CONCEPT D’ÂGE ÉQUIVALENT
 L’âge équivalent correspond au temps durant lequel le béton doit être maintenu à une
température de référence (20°C) afin d’obtenir la même valeur de maturité et donc la
même résistance que dans les conditions réelles dans l’ouvrage.
Exemple :
 Coefficient d’activation E/R = 4000 K
 Un mûrissement d’une heure à 40°C correspond à un mûrissement de 2h30 à
20°C.
 Âge équivalent : 2h30
Nota : le coefficient d’activation E/R est une constante propre à chaque béton qui doit être déterminé
par des essais en laboratoire 7

8. MATUROMÉTRIE
HYPOTHESES DE BASE DE LA MATUROMÉTRIE
La résistance d’un béton au jeune âge ne dépend que de son histoire thermique :
 Loi d’Arrhénius :
La réaction d’hydratation du ciment est une réaction chimique qui obéit à la loi
d’Arrhénius reliant la vitesse de la réaction chimique à la température du béton.
L’application de la loi d’Arrhénius permet de transformer un historique de
température quelconque en une valeur de maturité, de laquelle on peut déduire la
résistance mécanique.
 Loi de Saul :
Deux bétons de même composition, ayant même valeur de maturité, ont la même
résistance ou le même dégagement de chaleur, quelle que soit l’histoire de
température ayant conduit à cette valeur de maturité.
Corrélation entre :
• La quantité de chaleur dégagée par un béton au jeune âge
• Ses propriétés mécaniques à court terme
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9. MATUROMÉTRIE
LOI D’ARRHÉNIUS
 Loi d’Arrhénius
𝐾 𝑇 = 𝐴𝑒𝑥𝑝 − 𝐸𝑎
𝑅𝑇
Avec
A : constante de proportionnalité (1/s)
R : constante des gaz parfaits (8,314 J/mol K)
Ea : énergie d’activation apparente (J/mol)
T : température du béton
Nota : la vitesse des réactions chimiques d’hydratation (nombre d’hydrates formés par unité de
temps) est pilotée par une loi exponentielle de la température.
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10. MATUROMÉTRIE
PRINCIPE DE LA MATUROMÉTRIE
 Le principe consiste à évaluer en temps réel l’évolution thermique et mécanique du béton
dans l’ouvrage en cours de réalisation.
Il permet d’intégrer l’ensemble des facteurs influençant cette évolution :
 Composition du béton, géométrie de l’ouvrage, nature du coffrage
 Isolation ou chauffage du béton, température initiale du béton frais
 Effets couplés de la température et du temps sur la cinétique de mûrissement du
béton.
 L’utilisation de la maturométrie en différents points de l’ouvrage consiste à :
 Déterminer une courbe de référence du béton
 Mesurer les variations de température en différents points de l’ouvrage
 Transformer ces enregistrements en résistance mécanique réelle dans l’ouvrage.
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11. MATUROMÉTRIE
MÉTHODOLOGIE
 Détermination de l’énergie d’activation apparente Ea qui traduit la sensibilité du
béton à la température et qui est fonction du ciment, du rapport E/C, des additions et
des adjuvants.
 Méthode des vitesses
 Méthode de superposition
 Méthode globale
 Courbe de référence du béton : évolution de la résistance en compression en
fonction du temps de mûrissement pour une température constante de 20°C
 Détermination de l’âge équivalent : à partir de l’histoire réelle de température
suivie par le béton dans l’ouvrage
 Détermination de la courbe d’étalonnage
Un béton est caractérisé par son énergie d’activation apparente (Ea) et sa courbe
d’étalonnage.
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12. MATUROMÉTRIE
COURBE D’ETALONNAGE
 Détermination de l’évolution de la résistance du béton pour une histoire
thermique connue
 Transformation pour chaque échéance de mesure de la résistance, de
l’âge réel du béton en âge équivalent à 20°C grâce à la loi d’Arrhénius
 La courbe d’étalonnage est la courbe donnant la résistance du béton en
fonction de l’âge équivalent à 20°C.
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13. MATUROMÉTRIE
CONDITIONS PREALABLES
 Bonnes maîtrise de la régularité de fabrication et de mise en œuvre du béton
 Suivi des variations des caractéristiques mécaniques du béton au jeune âge
Le béton mis en œuvre dans l’ouvrage doit être le même que le béton ayant fait l’objet de
l’étalonnage.
Nota : Plage d’utilisation de la maturométrie 5 MPa à
𝒇 𝒄𝟐𝟖
𝟐
 Détermination des points critiques dans l’ouvrage pour le positionnement adapté des
sondes : en général réalisé par le bureau d’études structures
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14. MATUROMÉTRIE
MATÉRIEL NÉCESSAIRE
 Le MATUROMÈTRE qui permet de :
 Mesurer les températures dans le béton
• Sondes de température
• Câbles thermocouplés
 Stocker les mesures : températures et échéances
 Effectuer les calculs :
• Âge équivalent
• Résistance mécanique du béton
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15. MATUROMÉTRIE
 Opérations de décoffrage : décoffrage dès que la résistance du béton est
suffisante ou décoffrage à même maturité
 Mise en tension des câbles de précontrainte : mise en précontrainte dès que la
résistance suffisante est atteinte
 Manutention des éléments préfabriqués
=> GAIN DE TEMPS POUR L’ENTREPRISE/OPTIMISATION DE CYCLES DE
FABRICATION
• Opérations qui nécessitent une mesure fiable de la résistance du béton
dans l’ouvrage pour optimiser les durées des cycles de production
DOMAINE D’UTILISATION DE LA MATUROMÉTRIE
• Suivi de contrôle
 De la régularité des productions de béton
 Des gradients thermiques dans l’ouvrage : détermination des risques de
fissuration dus aux gradients thermiques sous le dégagement de chaleur
généré par l’hydratation du ciment
 EXIGENCES DE QUALITÉ DES PAREMENTS
DURABILITÉ DE L’OUVRAGE
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