juillet 5
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Né au milieu du dix neuvième siècle, le béton armé a été rapidement adopté dans le monde entier et est devenu aujourd'hui, le matériau de construction le plus utilisé. Son succès est dû à ses propriétés mécaniques, particulièrement sa très grande résistance.
Dans son utilisation cependant, l'on doit respecter un minimum de règles faute de quoi c'est la catastrophe.
Dans le domaine de la construction, tous les matériaux subissent différents types de déformations. Un pont doit pouvoir supporter le poids des véhicules, les murs d’une maison doivent soutenir le poids de la charpente, les linteaux doivent supporter le poids des murs…
Chaque matériau possède des caractéristiques qui lui permettent de résister à des déformations.
Le béton est un matériau bon marché et qui résiste très bien à la compression. Malheureusement il résiste très mal à la traction, ce qui le rend inapte pour divers ouvrages de construction.
L'acier par contre, résiste aussi bien à la compression qu'à la traction. Malheureusement, il coute très cher.
La compression consiste à appliquer sur un matériau, des forces vers l'intérieur dirigées de manière à réduire sa taille.
On parle de traction quand on étire un matériau. Dans le cas d'un fil, elle consiste à éloigner les 2 extrémités du fil.
Pour augmenter les performance du béton dans les sollicitations de traction, l'on a donc eu l'idée ingénieuses de l'associer à l'acier. Ce mariage donne le béton armé, très performant et économique.
A moins de suivre un certain nombre de règles de bases, le béton armé ne pourra pas jouer pleinement son rôle.
Il est plus important de bien positionner son ferraillage et de maîtriser son enrobage, que de le surdimensionner.
L’enrobage des armatures représente la distance entre la surface du béton et l'acier le plus proche (cadres, étriers, épingles, armatures de peau, etc.).
L’enrobage doit être suffisant pour garantir :
L’enrobage minimal de l’armature béton et les caractéristiques du béton d’enrobage sont les paramètres fondamentaux permettant de maîtriser la pérennité des ouvrages face aux phénomènes de corrosion et donc leur durée d’utilisation. Ainsi, il est possible de placer les armatures hors d’atteinte des agents agressifs en les protégeant par une épaisseur suffisante d’un béton compact, ayant fait l’objet d’une cure appropriée.
Typiquement, dans le cas d’un bâtiment courant, l’enrobage minimal des armatures est de 30mm pour les bétons soumis aux intempéries et 15 mm pour les bétons situés à l’intérieur. Il est bon de prévoir une marge de 10 mm pour tenir compte des tolérances de pose des aciers.
Pour un correct enrobage des armatures, il faut utiliser des cales à béton.
La raison pour laquelle l'acier est associée au béton, c'est pour que le premier compense la faible résistance à la traction du second. Cela nécessite une bonne adhérence entre les deux matériaux. Ainsi, on améliore l’adhérence en utilisant des aciers à reliefs (nervures, verrous, torsades, etc.) justement appelés « aciers à haute adhérence ».
L’état de surface des armatures est un facteur important. L'acier doit être propre: pas de terre, ni d'huile ni de graisse, encore moins des plaques de rouille.
Pour transmettre efficacement les efforts de traction d'un acier à l'autre, il faut respecter la longueur minimale de recouvrement. Cette longueur minimale dépend de plusieurs paramètres mais pour le type d'acier HA couramment utilisé, elle est de 50 fois le diamètre de la barre. (60 cm pour du HA12).
Les cages d'armatures aussi bien que les ronds d'acier doivent donc être imbriqués l'un dans l'autre d'au moins cette distance et ligaturées entre eux pour ne pas que l'assemblage ne se défasse pendant le coulage.
D'une manière générale, les ligatures d'acier ne sont utiles que pendant le coulage, une fois le béton durci, elle ne participent pas du tout à la résistance de l'ensemble.
Aux angles, un simple croisement des armatures ne suffit pas. Il faut mettre en place des équerres de liaisons en "L" ou utiliser des boucles en “U”.
Ces liaisons doivent être de même diamètre que les chaînages courants et les recouvrements droits doivent se faire sur une longueur minimale de 50 fois le diamètre.
Pour assurer le transfert d'effort, les armatures des chainages verticaux doivent être ancrés dans la semelle filante de la fondation. Les attentes de ces chainages doivent dépasser la fondation ou le chainage horizontal fraichement coulé, d'au moins 50 fois le diamètre.
La poussée au vide est un phénomène physique qui se produit lorsque l'acier tendu, fait éclater une paroi mince de béton. Cela se passe dans les angles des semelles filantes ou des chainages horizontaux.
Ainsi, dans la figure ci-dessous, l'équerre intérieure étant tendue, pousse le béton vers le vide. Le béton à cet endroit, ayant une faible épaisseur, finira par céder.
Selon les situations, on peut avoir plusieurs dispositions évitant le risque de poussée au vide.
Par exemple dans le cas d'un angle droit de fondation nécessitant 4 barres d'acier, on montre ci-dessous un exemple de situation à éviter ainsi qu'un des nombreux cas acceptables.
Les boucles de liaison (en U) ne créent jamais de poussée au vide. Il faut donc les préférer aux équerres (en L) chaque fois que possible. D'ailleurs, en zone sismique, elles sont les seules recommandées.
La connaissance de ces notions, énoncées ici de façon très simplifiée peut vous aider pour avoir une maison plus solide.
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