Les aciers incorporés dans le béton sont appelés “armatures”. Ils jouent un rôle essentiel dans la résistance et la durabilité des structures en béton. En effet, le béton est un matériau de construction qui présente une résistance élevée à la compression, mais une faible résistance à la traction.
L’incorporation d’acier, positionné de manière calculée et précise, dans le béton offre plusieurs avantages :
Il est important de noter que les armatures ne sont pas uniquement en acier. Il existe également des armatures en fibre de verre et en matériaux composites, qui offrent des avantages spécifiques et sont utilisées dans certaines applications. Vous trouverez des informations détaillées sur ces types d’armatures sur cette page.
L’acier a une très bonne adhérence avec le béton, ce qui les aide à se connecter et ensuite à se maintenir en place. L’utilisation d’armatures dans le béton augmente la résistance à la déformation, ajoute une plus grande marge de résistance à la traction, améliore la résistance aux variations de température et permet une répartition correcte de la charge.
Cela est dû au fait que les armatures sont fabriquées à partir d’acier à haute résistance, et lorsqu’elles sont correctement assemblées, elles atteignent des niveaux de résistance et de fiabilité optimaux. Le coefficient de dilatation thermique de l’acier et du béton est identique, ce qui facilite leur interaction en été et en hiver. Le béton complète l’acier, joue un rôle protecteur - empêche la corrosion, la surchauffe.
Ce tandem parfait permet de construire des structures solides et durables. Sur cette page, nous vous proposons d’apprendre tout sur les armatures pour béton armé : leurs propriétés, classifications, types, formes, utilisation et fabrication.
Selon les normes de l’Eurocode 2 (NF EN 1992), tous les aciers utilisés dans le béton armé qui contribuent à la résistance aux charges (à l’exception des aciers de construction ou de montage) doivent être fabriqués à partir d’acier à haute adhérence (marqué HA). Cela signifie qu’ils ont une surface avec des reliefs, sous forme d’aspérités, de creux ou de saillies, pour améliorer leur adhérence au béton et se conformer à la norme EN 10080.
Les règles actuelles indiquent que pour la conception et le calcul des structures en béton, qu’elles soient non armées, armées ou précontraintes, on doit utiliser de l’acier dont la limite d’élasticité (fyk) est comprise entre 400 MPa et 600 MPa, et la valeur du fractile est de 5 %. En France, l’acier le plus couramment utilisé a une limite d’élasticité de 500 MPa. Il existe aussi une offre très limitée d’acier à 600 MPa pour les bétons à hautes performances (BHP) et les bétons à très hautes performances (BTHP).
Les nuances d’acier utilisées pour le béton sont essentielles pour déterminer la résistance et la flexibilité de la structure de construction. Elles sont classées en fonction de leur capacité à s’allonger avant de se rompre (εuk), qui est un indicateur de leur ductilité. Les nuances d’acier couramment utilisées dans le béton armé sont les classes A, B et C :
Chaque classe d’acier a ses propres caractéristiques et utilisations, et le choix de l’acier dépend des exigences spécifiques du projet de construction. Il est important de choisir la bonne nuance d’acier pour garantir la sécurité et la durabilité de la structure en béton.
Dans le domaine du béton armé, les diamètres nominaux des aciers destinés à la fabrication des armatures sont normalisés conformément à la norme NF EN 10080. Les diamètres normalisés des aciers HA varient généralement de 6 à 50 mm. Les aciers d’un diamètre inférieur à 6 mm sont couramment utilisés pour la production de treillis soudés, mais peuvent également être utilisés comme barres de montage ou acier de construction.
Il est recommandé de ne pas utiliser des diamètres supérieurs à 25 mm pour la construction de bâtiments courants. Lors de la réalisation de calculs et de plans de ferraillage, il est essentiel de n’utiliser que des diamètres existants et normalisés.
Ici vous pouvez télécharger gratuitement en format PDF le tableau des diamètres normalisés et des poids linéaires des aciers utilisés pour la fabrication des armatures, pour une consultation facile à tout moment.
La section d’acier correspond à la surface de la section transversale d’une barre d’acier. Elle est généralement exprimée en centimètres carrés (cm²). Cette mesure est essentielle car elle permet de déterminer la quantité d’acier nécessaire dans une structure en béton armé pour résister aux forces de tension.
Pour vous aider dans vos calculs, nous avons préparé un tableau qui présente les sections d’acier en barres. Ce tableau est un outil précieux pour la planification et la réalisation de vos projets de construction en béton armé.
Vous pouvez télécharger ce tableau section acier HA en PDF gratuitement.
Conformément à la norme NF A 35-080-1, l’acier soudable destiné au béton armé, de nuances B500A, B500B, B450B et B450C, est produit en diamètres nominaux allant de 5 mm à 56 mm. Cet acier est disponible sous deux formes principales : les barres et les couronnes.
Les couronnes, qui sont des fils d’acier pliés en forme de cercle pesant de 1000 à 2500 kg, sont fabriquées dans les diamètres suivants : 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 20 et 25 mm.
Quant aux barres, qui sont des barres d’acier droites de grande longueur entre 12 et 14 mètres, elles sont disponibles dans les diamètres suivants : 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 32, 40 et 50 mm.
Le ferraillage est indispensable pour renforcer le béton avec de l’acier, augmentant ainsi sa résistance et sa durabilité. Le concept central du ferraillage est la création d’une structure porteuse qui est placée dans le coffrage et remplie de béton. Au fur et à mesure que le béton durcit, il enveloppe l’armature et y adhère fermement, donnant naissance à une structure en béton armé extrêmement solide, capable de résister à d’importantes charges destructrices. Cette technologie a rendu possible la construction de structures et de bâtiments de grande hauteur aux formes variées.
Ce sont des barres d’acier droites de différentes longueurs et diamètres. Elles sont souvent utilisées dans les poutres, les colonnes et les fondations.
Ces armatures sont coupées et façonnées selon les spécifications du projet. Elles peuvent être pliées en différentes formes pour s’adapter aux exigences structurelles spécifiques.
Il s’agit d’un ensemble d’armatures qui sont liées ensemble pour former une structure plus complexe, comme des “cages d’armature” pour des poutres, des poteaux, des semelles, des longrines, des linteaux, des murs de soutènement, etc.
Les treillis soudés sont des panneaux d’acier composés de barres longitudinales et transversales soudées ensemble à chaque intersection. Ils sont utilisés pour renforcer les dalles de béton et les murs.
Les boîtes d’attentes sont des dispositifs qui permettent de connecter de nouvelles armatures à des armatures existantes, par exemple lors de l’extension ou de la modification de murs et de dalles en béton.
Les écarteurs de nappes sont des dispositifs utilisés pour maintenir un espacement précis entre les différentes couches d’armatures dans une structure en béton armé. Ils garantissent que chaque couche d’armature est correctement positionnée.
Les rupteurs de pont thermique sont des éléments isolants qui sont intégrés dans la structure en béton armé pour réduire la transmission de chaleur à travers les murs et les planchers. Ils contribuent à améliorer l’efficacité énergétique du bâtiment et à réduire les coûts de chauffage et de climatisation.
Les dispositifs de couplage sont utilisés pour connecter deux barres d’armature ensemble. Ils permettent d’assembler des armatures de grande longueur ou de relier des armatures existantes à de nouvelles lors de l’extension ou de la modification d’une structure en béton armé.
Les goujons de dilatation sont des éléments métalliques qui sont intégrés dans la structure en béton armé pour permettre le mouvement et la dilatation du béton en réponse aux variations de température. Ils aident à prévenir les fissures et les dommages structurels qui peuvent résulter de la contraction et de l’expansion du béton.
La norme NF A 35-027 établit les critères pour la conception, la fabrication et l’utilisation des armatures pour le béton armé. Le processus de fabrication des armatures comprend plusieurs étapes : la sélection de l’acier approprié (type, nuance, diametre, forme), laminage, façonnage, selon les spécifications du projet, assemblage si nécessaire, et contrôle qualité pour s’assurer que les armatures répondent aux normes de résistance, de taille et de forme.
Ces étapes garantissent que les armatures pour béton armé sont de haute qualité et adaptées aux besoins spécifiques de chaque projet de construction.
Il existe deux méthodes principales pour produire l’armature en acier pour béton :
Laminage à Chaud : Cette méthode est utilisée pour produire des barres d’armature d’un diamètre de 6 à 40 millimètres. Le laminage à chaud est un processus qui implique de chauffer l’acier à une température élevée, puis de le passer à travers des rouleaux pour obtenir la forme et la taille désirées.
Laminage à Froid et Crantage : Cette méthode est utilisée pour les petits diamètres. Le laminage à froid est un processus de formage de l’acier qui se déroule à température ambiante. Contrairement au laminage à chaud, il ne modifie pas la structure cristalline de l’acier, ce qui permet d’obtenir des produits finis plus précis en termes de dimensions et de finition de surface. De plus, le crantage est une technique utilisée pour améliorer l’adhérence de l’acier au béton dans les armatures de béton armé. Il s’agit de créer des indentations ou des rainures sur la surface de l’acier.
Ces deux méthodes jouent un rôle crucial dans la fabrication de l’armature pour béton armé, garantissant la résistance et la durabilité des structures en béton.
D’armatures pour beton est classée en différentes catégories en fonction de sa conception et de son utilisation. Voici quelques-unes des catégories les plus courantes :
Les armatures sur plans sont conçues et fabriquées spécifiquement pour un projet de construction particulier. Elles sont basées sur les plans architecturaux et structurels du projet. Ces armatures sont généralement utilisées dans les projets de construction de grande envergure où les exigences structurelles sont complexes et spécifiques.
Les armatures sur catalogue sont des armatures standard qui sont produites en masse et disponibles à l’achat dans les catalogues de fournisseurs d’acier. Elles sont généralement utilisées dans les projets de construction de petite à moyenne envergure où les exigences structurelles sont relativement simples et standardisées.
Les armatures spéciales sont des armatures qui sont conçues et fabriquées pour des applications spécifiques ou pour répondre à des exigences structurelles uniques. Elles peuvent inclure des armatures préfabriquées, des armatures pour des conditions environnementales spécifiques, ou des armatures pour des structures en béton spéciales comme les ponts ou les barrages.
Le façonnage des armatures pour béton armé est un processus qui permet de donner aux barres d’acier la forme requise pour qu’elles puissent être intégrées dans la structure en béton. Ce processus comprend la découpe des barres d’acier à la longueur requise et leur pliage selon les angles nécessaires, deux opérations qui peuvent être réalisées simultanément.
Les barres d’armature longitudinale sont façonnées pour obtenir la forme requise pour l’ancrage, qu’il soit droit ou courbe, en tenant compte de la longueur et du diamètre du mandrin obtenu pendant le calcul.
Pour l’armature transversale, l’acier est transformé en différentes formes, comme des cadres, des étriers ou des épingles.
De plus, toutes les armatures spéciales de renforcement et pour les liaisons et recouvrements sont également coupées et façonnées à ce stade.
Le façonnage peut être fait manuellement sur le chantier pour les petits diamètres à l’aide d’un coupe-boulon, d’une tronçonneuse pour matériaux ou d’une cisaille électrique, mais pour les diamètres plus importants, des machines de pliage sont utilisées.
Ce processus garantit que les armatures sont parfaitement adaptées aux besoins spécifiques de chaque projet de construction en béton armé.
L’assemblage des armatures pour béton armé est une étape qui consiste à assembler les barres d’acier façonnées en une cage d’armature pour poutres, poteaux, linteaux, etc. L’assemblage peut être effectué à différents endroits selon les besoins : en usine et ensuite livrées sur le chantier, ou directement sur le site de construction, soit dans un “atelier forain” établi près de l’ouvrage. Ce processus commence par la disposition des barres d’armature longitudinale et transversale selon le plan d’armature. Les barres sont ensuite liées ensemble à l’aide de fil recuit ou de clips métalliques pour former une structure stable. Dans un atelier, la soudure est utilisée pour réaliser l’assemblage.
Il est important de noter que le choix de la méthode d’assemblage dépend de plusieurs facteurs, y compris les spécifications du projet, les normes de construction, et les compétences et l’équipement disponibles. Dans tous les cas, l’assemblage doit être effectué avec soin pour garantir la sécurité et la qualité de la construction en béton armé.
L’armature en fibre de verre, également connue sous le nom de GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer), est une alternative aux armatures traditionnelles en acier dans le domaine de la construction en béton armé. Elle est composée de fibres de verre liées ensemble par une résine, ce qui lui confère une résistance et une durabilité exceptionnelles.
L’un des principaux avantages de l’armature en fibre de verre est sa résistance à la corrosion, ce qui la rend particulièrement utile dans les environnements agressifs tels que les zones côtières ou les structures exposées à des produits chimiques corrosifs. De plus, la GFRP est non magnétique et non conductrice, ce qui peut être bénéfique dans certaines applications spécifiques.
Cependant, malgré ces avantages, l’armature en fibre de verre a une résistance à la traction inférieure à celle de l’acier, ce qui peut limiter son utilisation dans certaines structures. De plus, le coût de la GFRP peut être plus élevé que celui des armatures en acier traditionnelles.
En somme, l’armature en fibre de verre offre une alternative intéressante aux armatures en acier, avec des avantages et des inconvénients spécifiques à prendre en compte lors de la conception d’une structure en béton armé.
L’armature en matériaux composites, également connue sous le nom de FRP (Fiber Reinforced Polymer), est une technologie innovante dans le domaine de la construction en béton armé. Ces armatures sont constituées de fibres (verre, carbone, aramide, etc.) liées par une matrice polymère.
L’un des principaux avantages des armatures en matériaux composites est leur haute résistance à la corrosion, ce qui les rend particulièrement utiles dans les environnements agressifs ou les structures exposées à des produits chimiques corrosifs. De plus, les armatures en FRP sont légères, non magnétiques et non conductrices, ce qui peut être bénéfique dans certaines applications spécifiques.
Cependant, malgré ces avantages, les armatures en matériaux composites ont une résistance à la traction inférieure à celle de l’acier, ce qui peut limiter leur utilisation dans certaines structures. De plus, le coût des armatures en FRP peut être plus élevé que celui des armatures en acier traditionnelles.
En conclusion, l’armature en matériaux composites se présente comme une option viable face aux armatures en acier traditionnelles, ses avantages et inconvénients distincts étant des facteurs importants à considérer lors de la conception d’une structure en béton armé.
Nous espérons que cette page vous a fourni des informations précieuses et vous a aidé à mieux comprendre l’importance et la complexité des armatures pour béton armé.
