Très employé en génie civil pour accroître la résistance aux contraintes, le béton armé est un matériel composite qui est utilisé pour la construction des bâtiments et édifices de diverses ampleurs.

Conçu pour pallier les insuffisances du béton simple qui présente une très faible résistance à la traction, le béton armé est obtenu à partir de l’agencement de béton (mélange d’eau, de sable, de graviers et de ciment) et de barres d’acier.

Ces barres supportent des efforts de traction plus élevés, renforçant ainsi le béton qui s’en trouve plus résistant.

Composition du béton armé

Le béton armé est utilisé pour accroître la résistance aux contraintes de traction d’un édifice.

Le béton est coulé sur une armature en acier (acier carbone ou inox) en veillant à la recouvrir entièrement afin de protéger les barres d’acier de l’oxydation.

Béton armé

Différentes structures d’armatures sont utilisées en fonction des contraintes auxquelles l’édifice sera soumis:

  • aciers principaux augmentent la résistance aux efforts qui s’appliquent aux parties tendues du béton;
  • les aciers transversaux augmentent la résistance aux efforts tranchants et/ou à la torsion;
  • les aciers de comportement limitent la fissuration;
  • les aciers de montage maintiennent l’équilibre structurel de l’armature.

Ces différentes armatures sont réalisées avec deux catégories d’acier:

  • les aciers doux (aussi appelés aciers ronds lisses) : ils sont caractérisés par une surface lisse qui réduit l’adhérence avec le béton et leur résistance mécanique. Ces aciers sont généralement utilisés pour les constructions de résistance faible telles que les cadres et aciers de levage;
  • les aciers haute-adhérence : cette catégorie rassemble les barres, les treillis soudés ainsi que les fils. Les hautes-adhérences sont pourvues d’aspérités à leur surface qui renforcent l’adhérence avec le béton et accroissent leur résistance mécanique. Leur utilisation convient parfaitement aux besoins des travaux de béton armé (treillis soudés, dalles, plancher, radiers…).

Types de sols en Béton armé: imprimé, désactivé, Béton balayé etc.

Le béton armé : quels avantages et quels inconvénients ?

Avec ses deux composantes, le béton armé est un matériel résistant à la compression et à la traction (et donc de façon globale résistant au temps).

Contrairement à la plupart des matériaux de construction, le béton armé dure plusieurs décennies.

Il permet de faire des économies en matière d’entretien, de réhabilitation ou de reconstruction en cas d’accident.

Il possède également des propriétés thermiques qui permettent d’améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments et de réaliser des économies sur le chauffage ou la climatisation.

C’est un matériel très résistant au feu, solide et durable, et qui est facilement déployé.

Toutefois, les édifices en béton armé présentent aussi certains inconvénients qu’il revient d’énumérer:

  • activité chronophage (réalisation de l’armature et du coffrage, puis décoffrage pour chaque partie sollicitée de l’édifice);
  • poids nettement plus élevé que celui des édifices en béton simple ou réalisé avec des matériaux alternatifs;
  • la modification d’un ouvrage réalisé en béton armé est une tâche des plus difficiles;
  • les coûts de construction sont nettement plus élevés;
  • du fait du poids, il est parfois nécessaire de réaliser une consolidation du terrain exploité (coût supplémentaire).

composition Béton armé

Mise en œuvre du béton armé

La réalisation d’un ouvrage en béton armé est un savoir-faire très technique qui nécessite des connaissances solides.

Elle suit cinq étapes essentielles que sont la conception des armatures et du béton et les opérations de coulage, de coffrage et de décoffrage.

Conception des armatures

Pour un ouvrage en béton armé, les armatures utilisées peuvent être des armatures standard provenant d’un fabricant, ou des armatures conçues spécialement pour les besoins de l’ouvrage.

Elles permettent d’accroître la solidité de l’ouvrage (résistance aux efforts, durabilité…) et de solidariser l’ensemble des différentes parties de l’édifice à bâtir.

Pour les travaux de béton armé, les armatures sont réalisées à l’aide d’acier haute-adhérence.

Il est à noter que la disposition et la conception des armatures impactent grandement la qualité d’un béton armé réussi.

Conception du béton armé

Le béton est obtenu par mélange de graviers, de sable, de ciment et d’eau en quantité plus ou moins variable selon les applications visées.

Pour 1 m de béton standard par exemple, il faut environ 250 kg de ciment, 1200 kg de gravier, 800 kg de sable et 125 L d’eau.

Par contre, pour une même hauteur de béton armé, on devra utiliser 400 kg de ciment, 980 kg de gravier, 720 kg de sable et 195 L d’eau.

Coffrage

L’opération de coffrage permet de donner sa forme au béton armé. Le coffrage est un moule utilisé pour envelopper la structure en béton armé jusqu’au séchage.

Il est nécessaire à tout ouvrage en béton et en béton armé, car il permet de maintenir la matière en place jusqu’au séchage total.

Les coffrages sont mis en place, et les armatures sont positionnées à l’intérieur de ceux-ci. Ainsi, une fois séché, le béton aura la forme des coffrages utilisés.

Le dimensionnement et la forme des coffrages sont donc très importants. La partie des coffrages en contact avec le béton est enduite d’un agent décoffrant pour faciliter leur retrait et éviter l’arrachement.

Opération de coulage

Cette opération consiste à réaliser, après coffrage, l’enrobage des armatures avec le béton préparé. Le béton est coulé progressivement dans les coffrages.

L’opération se fait par cycle et à une vitesse bien déterminée pour favoriser la prise du béton et son séchage. Des opérations de serrage et de surfaçage sont parfois nécessaires selon les circonstances.

Quelles sont leurs utilités ? Eh bien, la première permet de ramener en surface l’excès d’eau tandis que la seconde sert à vérifier l’altimétrie et les épaisseurs.

Par ailleurs, il est important de maintenir le béton hydraté afin d’éviter toute évaporation prématurée durant la phase de durcissement et de prise du béton.

Décoffrage

Pour le décoffrage, il est obligatoire de respecter les délais de séchage. Ils permettent de s’assurer que la résistance du béton a atteint le seuil requis.

Les conditions climatiques (temps chaud ou froid), la qualité du béton (compacité, teneur en eau…) et la durée de séchage sont des facteurs déterminants qui interviennent dans l’obtention d’un bon béton.

Pour les dalles en béton armé, il faut généralement prévoir 28 jours avant tout décoffrage, et pour une dalle piétonne un minimum de 2 jours pour s’assurer de la résistance.

utilisation

Utilisation

Le béton armé est utilisé pour les structures porteuses : dalle fondation, dalle plafond, mur de soutien, piliers, poutres…

Pour toutes les structures qui seront lourdement sollicitées, le béton armé est le matériau de construction le plus efficace.

Il apporte solidité, durabilité et cohésion à l’ensemble de la structure.