Béton armé

Qu’est-ce que le béton armé ?

Pourquoi mettre des armatures dans le béton ?

S’il résiste très bien à la compression, le béton seul résiste mal à la traction.

L’acier quant à lui, résiste très bien à la traction (et également à la compression).

C’est pour conférer au béton cette résistance spécifique en traction que l’on a eu l’idée de l’armer de barres d’acier.

L’acier et le béton sont-ils compatibles ?

Oui, car :

  • Leurs coefficients de dilatation thermiques sont équivalents.
  • Le béton est un matériau ayant un pH basique, il se crée un film de passivation autour de l’armature une fois noyée dans le béton, qui la protège de la corrosion.
  • L’acier est un matériau ductile en traction.
  • Il y a une adhérence naturelle acier – béton.
    Le béton armé est un matériau dans lequel des armatures métalliques (fer à béton) ont été mises en place afin d’obtenir un béton renforcé. Le béton armé conjugue ainsi la résistance à la compression du béton et la résistance à la traction de l’acier.

Le béton non armé : fonctionnement mécanique et utilisations

Prenons, par exemple, une poutre horizontale en béton reposant sur deux appuis. Elle s’incurve vers le bas sous l’effet de son propre poids et des charges qu’on lui applique. Plus la charge appliquée à la poutre augmente, plus la poutre s’incurve vers le bas et plus la partie inférieure de la poutre s’allonge : elle est soumise à un effort de traction. La partie supérieure de la poutre se raccourcit, elle est donc soumise à des efforts de compression. Lorsqu’on augmente les charges sur la poutre, les déformations s’accentuent, de même que les tractions dans la partie inférieure et les compressions dans la partie supérieure. Des fissures au niveau de la partie inférieure apparaissent dès lors que la contrainte de traction générée par les charges dépasse la résistance à la traction du béton.

La poutre en béton non armé est peu résistante.

Le béton non armé est utilisé :

  • Lorsque le béton ne travaille qu’en compression (ex : certains ouvrages de fondations profondes type puits ou pieux, certains murs).
  • Lorsque le béton n’assure pas de fonction mécanique (béton dit non structurel) :
    • Béton de remplissage (de cavités, de tranchées…)
  • Lorsque la présence de fissure n’est pas préjudiciable au fonctionnement de la structure :
    • Béton de propreté
    • Ouvrages de voirie (chaussées, trottoirs, glissières en béton extrudé…)
  • Lorsque l’élément fabriqué est de petites dimensions :
    • Petits éléments préfabriqués (blocs, pavés, caniveaux, entrevous de plancher).

Le béton armé : fonctionnement mécanique et utilisations

Si l’on reprend le cas de la poutre, le principe du béton armé consiste à placer des armatures en acier dans la partie inférieure de la poutre, qui vont résister aux efforts de traction. L’armature compense la faible résistance en traction du béton. Le beton arme est un matériau de construction qui résiste à la compression et à la traction.

Une poutre en béton armé peut ainsi supporter des charges beaucoup plus importantes qu’une poutre en béton non armé.

La poutre en béton armé résiste bien.

Fréquent dans des ouvrages de construction et de génie civil, le béton armé est utilisé, entre autres, dans des dalles, des poteaux, des poutres, des fondations, ou encore des murs.

Quelles sont les alternatives au béton armé ?

Les bétons de fibres structurelles (métalliques ou macro-synthétiques) sont l’alternative principale au béton armé. En effet, les fibres structurelles (métalliques ou macro-synthétiques) jouent le même rôle que les armatures traditionnelles. Elles peuvent les remplacer partiellement voire totalement dans certaines applications précises. C’est le cas notamment des dallages de maisons individuelles, à condition que la fibre mise en œuvre possède un Avis Technique du CSTB pour cette application, et sous réserve de le respecter à la lettre.
Pour plus d’informations, n’hésitez pas à consulter notre article sur les bétons de fibres.

Peut-on faire du béton armé soi-même ?

Il est relativement simple de réaliser des ouvrages basiques liés à la maison individuelles en béton armé reprenant des efforts modérés, tels qu’une dalle, un poteau, un linteau, une semelle filante de fondation.

Il suffira alors de choisir les armatures adaptées (exemple : treillis soudés), de bien les positionner dans le coffrage, de respecter une épaisseur d’enrobage minimale et de faire un béton de qualité correctement vibré.

Pour plus d’informations, n’hésitez pas à consulter nos articles liés : Les armatures pour béton armé, Le positionnement des armatures.

 

Cela peut rapidement se compliquer en fonction du type d’ouvrage, de la complexité et de l’intensité des charges à reprendre. Il faudra alors réaliser au préalable un calcul de résistance des matériaux selon les règles de dimensionnement du béton armé.

Le dimensionnement d’ouvrages en béton armé est une affaire de spécialistes (bureaux d’études). Il s’effectue selon les principes des Eurocodes, qui sont des normes européennes de conception et de calcul des bâtiments et des structures de génie civil. Ces normes de dimensionnement fournissent des règles pour le calcul des éléments les plus courants et leurs assemblages. La norme de base pour le calcul des structures en béton est l’Eurocode 2 (norme NF EN 1992 – calcul des structures en béton).

Le dimensionnement vise à assurer :

  • La résistance de la structure ;
  • L’aptitude au service ;
  • La durabilité ;
  • La capacité portante en cas d’incendie.

Le dimensionnement permet de préciser les caractéristiques géométriques de chaque élément en béton armé composant la structure, les caractéristiques des matériaux (béton et armatures) et de préciser le ferraillage.