Wikigeotech:Élancement

figure 1 : éprouvettes cylindriques à gauche d'élancement 1 (10x10cm) et à droite d'élancement 2 (10x20cm) (crédit photo : Cerema LR Blois)

Définition

L’élancement correspond au rapport entre la hauteur d'une éprouvette et la longueur de sa base. C’est un chiffre sans dimension et les valeurs en hauteur ou en base de l’éprouvette n’ont en soi aucune importance.
La valeur de l’élancement permet facilement d’identifier la forme de l’éprouvette.
Ainsi, un élancement de 2, représente une éprouvette dont la hauteur est le double du diamètre (dans le cas d’un cylindre, voir figure 1) ou de la longueur de sa base (dans le cas d’un pavé).
Un élancement de 1 correspond à une éprouvette dont la hauteur est égale au diamètre de la base du cylindre (figure 1) ou au côté du cube.

Influence de l'élancement sur les paramètres mécaniques d'un matériau

figure 2 : influence de l'élancement sur la résistance à la compression uniaxiale d'une roche (données Ifsttar)

Dans les essais mécaniques réalisés sur des éprouvettes, la forme de l’éprouvette va influencer le résultat des essais. Pour un même matériau testé par exemple en résistance en compression, il est possible d’obtenir des résultats pouvant aller du simple au double uniquement du fait de la forme de l’éprouvette. Le choix de la forme de l’éprouvette soumise à l’essai de manière, et principalement ce que l’on appelle son élancement, est donc un paramètre important à définir afin d’interpréter correctement le résultat de l’essai.
La figure 2 montre clairement qu'une petite éprouvette d'élancement 0,5 à une résistance plus élevée qu'une éprouvette dans le même matériau d'un élancement de 1 et de 2.

explication du phénomène

Les conditions de l'essai influencent la résistance mesurée dans le matériau. En effet, les plateaux en acier qui enserrent l'érpouvette compriment et empêchent le déplacement des bords de l'éprouvette directement en contact avec le métal. Au niveau de la zone de contact métal-éprouvette, le matériau est comprimé et ne peut se déplacer : sa résistance est artificiellement augmentée dans une zone qui correspond au cône d'influence du frettage métal-éprouvette.
Sortie de cette zone d'influence, le matériau n'est plus influencé par cette pseudo-résistance et se déforme selon les contraintes imposées par l'essai.

correction des valeurs

Les essais réalisés sur des éprouvettes en béton ont permis d'établir des coefficients de correction selon les dimensions des éprouvettes. Les Eurocodes donnent des valeurs selon la forme et les dimensions des éprouvettes. Le guide de bonne pratique du Cerib récapitule ces informations dans des tableaux synthétiques.

Choix de l'élancement en fonction des essais

En France, les éprouvettes sont souvent de forme cylindrique : il est en effet plus facile de prélever par carottage en rotation ou de confectionner des éprouvettes homogènes dans un cylindre que dans un cube/pavé. Pour caractériser les paramètres mécaniques de résistance des sols, des roches ou des matériaux confectionnés en laboratoire, il est souvent préconisé : - en résistance en compression simple (compression uniaxiale) : élancement 2 - en résistance en compression diamétrale (mode brésilien) : élancement 1 En Allemagne, l'utilisation des cubes est plus fréquente.