SN EN 13791:2019 ré­vi­sée

Le calcul des structures porteuses existantes en béton est un sujet d’actualité en termes de durabilité et de considérations économiques. Les bases de la détermination de la résistance à la compression du béton dans les ouvrages et les éléments d’ouvrages sont régies par la norme SN EN 13791. Celle-ci a été révisée et est en vigueur en Suisse depuis début mars 2021 dans sa version 2019.

Date de publication
02-11-2023
Christian Herbst
ingénieur civil diplômé ETH; expert SIA; expert au CEN TC 104/SC 1; TG 11; révision EN 13791
Yves Schiegg
ingénieur civil ETH/SIA, membre de la commission SIA 262 Construction en béton, directeur de l’entreprise TFB SA

La révision de la norme EN 13791:2007 «Évaluation de la résistance à la compression sur site des structures et des éléments préfabriqués en béton» a débuté en novembre 2012 . Elle s’est achevée avec succès en juin 2019 par un vote formel au niveau européen. Par la suite, les éléments nationaux pour la Suisse ont été établis. La norme SN EN 13791:2019 est en vigueur en Suisse depuis le 1er mars 2021.

La norme de 2007 a été complètement révisée. Pour faciliter la compréhension, les approches méthodologiques, le domaine d’application et, en grande partie, la structure antérieure ont été conservés. L’accent a été mis sur la détermination de la résistance caractéristique à la compression du béton d’ouvrage en vue de son application en relation avec les Eurocodes EN 1990 «Eurocodes structuraux: Bases de calcul des structures» et EN 1992-1-1 «Eurocode 2: Calcul des structures en béton Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments», et donc aussi avec les deux normes SIA 262 Construction en béton et SIA 269/2 Maintenance des structures porteuses – Structures en béton. En outre, la nouvelle norme contient des instructions complètes sur l’application des procédures à suivre ainsi que sur la définition préalable de l’objectif de l’étude et sur les méthodes d’essai. Enfin, elle a été harmonisée avec les exigences de la norme SN EN 206:2013+A1:2016 «Béton – Spécification, performances, production et conformité».

La norme SN EN 13791:2019 réglemente en principe deux applications:

  1. l’estimation de la résistance caractéristique à la compression sur site d’une zone d’essai donnée ;
  2. l’évaluation de la classe de résistance à la compression du béton fourni pour une structure en construction, en cas de doute sur la qualité de l’exécution.

Les deux applications ont un certain nombre de points communs, mais les méthodes d’évaluation statistique sont très différentes. La raison en est que, lors de la détermination de la résistance caractéristique à la compression du béton dans un ouvrage selon l’application a), on ne dispose pas de connaissances sur la valeur attendue et que celle-ci doit être estimée avec la prudence nécessaire à l’aide de méthodes statistiques. La valeur attendue est alors déterminée selon la procédure décrite dans la norme SN EN 1992-1-1, chiffre A.2.3. Dans le cas de l’application b), la valeur attendue est en principe connue. Cela signifie que les méthodes statistiques appliquées servent à vérifier la validité de l’hypothèse. Les procédures indiquées dans la norme SN EN 13791:2019 aux chapitres 8 et 9 suivent donc des approches différentes, qui peuvent conduire à des résultats significativement différents en cas d’application. Il est donc très important que l’application soit clairement définie par les parties impliquées avant la réalisation des investigations sur l’ouvrage.

Détermination de la résistance à la compression du béton pour la vérification statique des structures existantes

Selon le chapitre 8, l’estimation de la résistance caractéristique à la compression du béton dans une structure porteuse existante nécessite un nombre minimal de valeurs de mesure sur des carottes. Le nombre minimal nécessaire dépend principalement du diamètre et du grain le plus gros. En règle générale, un minimum de huit carottes est exigé.

La résistance caractéristique à la compression sur site est estimée à partir de la plus faible des valeurs suivantes.

fck,is= fc,m(n)is - kns

ou

fck,is= fc,is, la plus faible+M

Il convient de noter que

  • une valeur minimale de s ≥ 0,08*fc,m(n)is est utilisée pour l’écart-type ;
  • la valeur kn est utilisée sur la base du nombre effectif de valeurs mesurées n ≥ 8 sur les carottes prélevées et donc indépendamment du diamètre de la carotte ;
  • la valeur M est désormais réduite linéairement de 4 à 1 pour les valeurs minimales des résistances à la compression mesurées inférieures à 20 MPa.

Outre la détermination de la résistance à la compression sur des carottes, il est possible de déterminer la résistance caractéristique à la compression du béton à partir de la combinaison de données d’essai issues d’auscultations non destructives et d’un nombre minimal de carottes. Dans ce cas, la corrélation est désormais déterminée à l’aide d’une régression linéaire la mieux ajustée à partir des valeurs de mesure des carottes et non plus prescrite par la norme.

En résumé, la révision présente le grand avantage que dans les ouvrages ou éléments d’ouvrages existants seule la résistance caractéristique à la compression du béton est désormais déterminée. L’affectation aux classes de résistance à la compression du béton selon la norme SN EN 206:2013+A2 est supprimée. En renonçant à cette classification, on évitera à l’avenir, d’une part, la surestimation, importante pour la sécurité, et, d’autre part, la sous-estimation de la résistance caractéristique à la compression du béton, encore plus importante sur le plan économique, qui sert de base aux contrôles statiques.

Évaluation de la classe de résistance à la compression du béton en cas de doute

Le chapitre 9 règle la procédure à suivre en cas de doute sur l’obtention de la classe de résistance à la compression spécifiée du béton des structures en construction. Comme on le sait, les raisons sont multiples. Dans la norme SN EN 13791:2019, la notion de doute englobe notamment les points suivants, mais ne s’y limite pas exclusivement:

  • résistance à la compression insuffisante des échantillons prélevés pour le contrôle de la production, entraînant une déclaration de non-conformité ;
  • résistance à la compression insuffisante des échantillons prélevés pour les essais d’identité ;
  • problèmes lors de l’exécution de travaux de béton.

Les critères d’évaluation pour l’appréciation de la conformité à la norme du béton livré et mis en œuvre sont applicables lorsque les critères indiqués dans la norme SN EN 206:2013+A2:2021; annexe B, chiffre B.3.1 sont respectés. La norme SN EN 13791:2019 révisée est harmonisée en conséquence aux chiffres 9.2 et 9.3. L’objectif d’éviter les rejets injustifiés de béton conforme à la norme est ainsi atteint.

Éléments nationaux de la norme EN 13791

Les éléments nationaux de la Suisse se composent de l’avant-propos national et de l’annexe nationale. L’avant-propos national règle le domaine d’application et la validité en Suisse. L’annexe nationale NA contient des termes et des réglementations nationales ainsi que des indications permettant de mieux comprendre la norme EN 13791:2019. Outre les exigences relatives au rapport d’évaluation et des indications plus détaillées sur la détermination du nombre minimal de carottes, elle définit la procédure de détermination de la valeur de calcul pour la vérification statique d’une structure existante sur la base des résistances caractéristiques à la compression du béton déterminées selon la norme SN EN 13791:2019.

La résistance caractéristique à la compression sur cylindre d’éprouvettes en béton fck , nécessaire pour les calculs statiques selon les normes SIA 262 et SIA 269/2, peut être calculée comme suit à partir de la résistance caractéristique à la compression du béton sur les carottes fck,is , déterminée selon la norme SN EN 13791:2019:

fck= fck,is / 0,85

Le facteur 0,85 décrit ici le rapport entre la résistance à la compression des carottes de forage provenant d’ouvrages et la résistance à la compression des éprouvettes normalisées.

Une attention particulière est accordée à l’influence du rapport hauteur/diamètre des carottes. En Suisse, il est courant de tester des carottes avec un rapport hauteur/diamètre de 1:1. La résistance caractéristique à la compression fck,is ainsi déterminée correspond à la résistance à la compression sur cube du béton. Toutefois, selon la norme SIA 262, les valeurs de dimensionnement de la résistance à la compression fcd pour les calculs statiques se basent sur la résistance caractéristique à la compression sur cylindre des éprouvettes.

Pour cela, la résistance à la compression fc, 1:1 mesurée sur des carottes avec un rapport hauteur/diamètre égal à 1:1 doit être convertie à l’aide du facteur de longueur de carotte CLF en résistance à la compression fc, 2:1 de carottes avec un rapport hauteur/diamètre égal à 2:1.

fc, 2:1carotte= fc,1:1carotte * 0,82

CLF = 0,82 pour h/Ø = 1,0

Application avec la norme SIA 269/2:2011

Suite à la révision de la norme SN EN 13791:2019, les chiffres 3.2.1. et suivants de la norme SIA 269/2:2011 perdent leur relation avec la version de 2007. Cette situation sera corrigée lors de la révision en cours de la norme SIA 269/2. Dans l’intervalle, les prescriptions de l’annexe nationale NA de la SN EN 13791:2019 doivent être respectées.

Guide d’application CEN TR 17086

Le groupe d’experts européens CEN/TC 104 SC1 TG11 a rédigé un rapport technique sur la norme EN 13791:2019. Celui-ci a été publié par la SIA en même temps que la SN EN 13791:2019, sous la désignation SNG CEN/TR 17086:2020 «Guide pour l’application de la norme EN 13791:2019 et contexte des spécifications» en allemand.

Le rapport technique SNG CEN/TR 17086:2020 contient des informations complémentaires et documente l’état des connaissances du groupe d’experts pour les révisions futures. La norme EN 13791:2019 ne couvre en principe pas les situations exceptionnelles et son contenu se limite à normaliser de manière globale les cas d’application les plus fréquents en Europe. En outre, le rapport technique contient des exemples de calcul utiles pour les procédures indiquées dans la norme EN 13791:2019.