Le ferraillage, un élément crucial des structures en béton armé, joue un rôle vital dans le domaine de la construction. Ce site a été conçu pour vous guider à travers les différents aspects du ferraillage, y compris :
Que vous soyez un professionnel de la construction à la recherche d’informations détaillées ou un novice désireux d’en savoir plus sur le ferraillage, nous espérons que vous trouverez ce site à la fois informatif et utile.
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.
L’utilisation du ferraillage dans le béton vous permet d’atteindre les objectifs suivants :
En conclusion, le ferraillage est essentiel pour garantir la solidité, la durabilité et la sécurité des structures en béton.
Les armatures, qui sont un élément essentiel du béton armé, sont fabriquées à partir d’acier à haute adhérence et sont conformes à la norme française EN 10080. Elles peuvent prendre plusieurs formes, y compris des barres individuelles, des faisceaux de barres ou des treillis soudés (TS).
Il existe principalement deux types d’armatures. Les armatures “coupées-façonnées” sont découpées et façonnées en fonction des besoins spécifiques du projet, conformément aux plans d’exécution définis par les bureaux d’études. Les “armatures assemblées” sont des modèles standard qui sont créés en assemblant des armatures coupées et façonnées en “cages” ou en “panneaux”. Ces dernières sont couramment utilisées dans diverses applications, telles que les semelles de fondation, les poteaux, les linteaux, etc.
Les additifs sont des substances ajoutées au ciment pour améliorer sa fabrication ou ses propriétés. Ils ne doivent pas représenter plus de 1% du poids total du ciment. Parmi ces additifs, ceux qui sont organiques (c’est-à-dire qui viennent de plantes ou d’animaux) ne doivent pas représenter plus de 0,5% du poids total du ciment. Un additif très courant est l’agent de mouture, qui aide à augmenter la vitesse de broyage du ciment.
Les armatures sont classées selon leur limite élastique, leur classe de ductilité (nuances A, B, C) et leur diamètre standardisé (de 6 à 40 mm pour l’acier B500B). Par exemple, la désignation B500A signifie qu’il s’agit d’acier pour béton (B - Betonstahl en allemand), que sa limite élastique est de 500 MPa et que sa classe de ductilité est A.
Les trois classes de ductilité indiquent leur capacité d’allongement (c’est-à-dire de sa capacité à se déformer sans se rompre) garantie avant la rupture :
Le ferraillage est une technique utilisée en construction pour renforcer les structures en béton. Il est organisé en différents types en fonction des éléments structurels du bâtiment et des charges qu’ils doivent supporter. Chaque partie d’un bâtiment a un rôle spécifique à jouer, donc le besoin de ferraillage est déterminé individuellement. Pour une construction efficace, tous les emplacements des éléments et les méthodes de leur disposition sont étudiés et spécifiés lors de la conception.
Voici les différents types de ferraillage en fonction des éléments structurels d’un bâtiment qui ont besoin d’être renforcés :
Une longrine est une bande de béton, généralement peu dosée en ciment (250kg/m3), qui est placée directement dans une tranchée sous les murs. Elle ne contient pas d’armature transversale, ce qui signifie qu’elle n’est pas conçue pour résister à la flexion. Cependant, des aciers longitudinaux sont souvent ajoutés pour renforcer la structure.
Les semelles continues sont placées sous les murs et sont soumises à une flexion transversale. Cela nécessite un renforcement par des armatures. Les aciers longitudinaux éventuels sont répartis sur une première couche d’acier transversal qui constitue l’armature principale.
Les semelles isolées sont placées sous les poteaux et sont soumises à une flexion transversale dans les deux sens. Elles nécessitent donc un renforcement par des armatures. Les armatures de flexion, disposées dans chaque sens, sont toutes placées en partie basse dans le patin.
Les pieux et les puits sont utilisés lorsque le sol situé immédiatement sous le dernier niveau utile excavé ne peut pas être utilisé comme base en raison de ses caractéristiques mécaniques insuffisantes. Dans ce cas, il devient nécessaire d’adopter des fondations profondes.
Les pieux sont souvent renforcés uniquement pour éviter les ruptures lors de la manipulation et le flambement lors du battage, car ils sont comprimés en service. Cependant, des “armatures en attente” sont systématiquement prévues en tête des pieux pour assurer la liaison avec les poutres.
Si les pieux sont façonnés à l’avance, les armatures sont déterminées pour que les pieux résistent au levage, au transport, au battage et en service :
Armatures longitudinales : d’une seule longueur ou soudées;
Armatures transversales : cadres ou épingles;
Le sabot (la partie inférieure du pieu) est solidarisé avec les armatures, ce qui signifie qu’il est fermement attaché à elles.
Les murs de soutènement sont comme des barrières solides qui empêchent la terre de bouger ou de glisser. Ces murs sont composés d’un voile armé (aussi appelé rideau), destiné à contenir les terres. Ils sont soutenus par une semelle, une large base en béton qui aide à répartir le poids du mur sur une plus grande surface du sol. Des contreforts sont régulièrement espacés pour solidariser le rideau et la semelle, contribuant ainsi à la stabilité du mur. Ces murs sont faits de béton armé, ce qui signifie qu’ils nécessitent un ferraillage judicieusement calculé pour tous les éléments, assurant une forte liaison entre eux.
Une dalle pleine est une structure horizontale en béton armé qui sépare les différents niveaux d’un bâtiment. Il ne faut pas la confondre avec un plancher-dalle ou un dallage, que nous examinerons ci-dessous. Cette structure est soutenue par des supports linéaires, tels que des poutres ou des murs. Elle a la capacité de supporter des charges dans une direction unique ou dans deux directions perpendiculaires.
Le renforcement de ces dalles pleines est généralement simple. Il se présente sous la forme de treillis soudés en panneaux (TS), placés en dessous au milieu de la portée de la dalle et en haut près des appuis.
Pour les dalles pleines qui supportent des charges dans une seule direction, il est nécessaire de mettre en place deux groupes de barres d’acier longitudinales : les barres porteuses et les barres de répartition.
Pour les dalles pleines qui supportent des charges dans deux directions, il est nécessaire d’étudier et de placer des armatures dans deux directions perpendiculaires.
Le renforcement autour des trémies (ouvertures dans la dalle) peut parfois être complexe. De plus, comme tout le béton est coulé sur le chantier, ces planchers peuvent être sensibles au fluage, c’est-à-dire à la déformation lente et progressive sous l’effet de charges constantes.
Un plancher-dalle est un type de dalle pleine spécifique en construction. Cette structure repose entièrement sur les sommets des poteaux, sans l’aide de poutres. À la place des poutres, des bandes renforcées noyées sont utilisées. Ces bandes s’étendent dans deux directions perpendiculaires, reposent sur les sommets des poteaux et sont intégrées à l’intérieur de l’épaisseur de la dalle.
La conception d’un plancher-dalle nécessite un calcul de ferraillage spécifique. Ce calcul est essentiel pour déterminer comment les barres d’acier seront disposées à l’intérieur de la dalle pour la renforcer et assurer sa durabilité.
Le dallage est une surface de plancher qui repose directement sur le sol. Il ne porte pas de poids, sauf peut-être pour répartir des charges concentrées (c’est-à-dire des poids lourds sur de petites zones). En d’autres termes, sa mission est de fournir une surface plane et rigide.
Dans les maisons habituelles, le dallage a des renforts qui font 0,2% du béton. Donc, pour un dallage de 12 cm, on peut utiliser un renfort de treillis soudé de type ST 25. Les rives des dallages solidarisés (c’est-à-dire des dallages qui sont liés à la structure de construction) doivent avoir des renforts supplémentaires, appelés “chapeaux de rive”.
Un dallage peut être “non armé”, ce qui signifie que même s’il contient des renforts, ceux-ci n’ont pas été pris en compte lors de la conception du dallage.
Les poutres sont des éléments structurels essentiels dans la construction de bâtiments. Elles portent les charges d’exploitation (y compris leur propre poids) et les charges climatiques (neige, vent, etc) et les transmettent aux colonnes, poteaux, murs ou autres supports verticaux. Elles permettent à un bâtiment de résister à diverses charges et forces sans s’effondrer ou se déformer de manière significative.
Le calcul du renforcement des poutres est un processus complexe. Il est régi par des normes spécifiques, comme l’Eurocode 2 (et le BAEL auparavant). Ce calcul prend en compte de nombreux éléments, notamment la résistance des matériaux (RDM).
Le ferraillage de poutres est un processus qui se fait selon des calculs précis. Il implique l’utilisation de cages d’acier qui sont composées de plusieurs éléments :
Aciers longitudinaux : Ce sont des barres droites ou des barres avec des ancrages courbes généralement placés en partie inférieure de la poutre, mais pas toujours, ou au supérieur pour les consoles. Ils sont essentiels pour résister aux effets du moment fléchissant.
Acier de construction : Placé en partie supérieure de la poutre, il sert à rigidifier la forme de la cage.
Armatures de peau : Ce sont des barres droites utilisées lorsque la hauteur de la poutre est supérieure à 1m ou que l’acier a un diamètre supérieur à 32. Leur rôle est de limiter ou d’empêcher une fissuration.
Chapeau en rive et chapeaux d’appui : Ce sont des barres droites ou des barres avec des ancrages courbes qui sont ajoutées sur le chantier pour renforcer la structure de la poutre.
Acier transversal (aussi appelé “armature d’âme”) : Il prend la forme de cadres, étriers et épingles. Son rôle est de résister aux effets de l’effort tranchant et de limiter la fissuration.
Ces éléments sont principalement fabriqués dans des usines spécialisées dans la production d’armatures en béton armé. Le processus de fabrication suit les plans fournis par un bureau d’études pour garantir la qualité et la sécurité de la structure.
Les poteaux sont des éléments verticaux de construction qui supportent les charges de la structure d’un bâtiment et les transmettent aux fondations. Le calcul du ferraillage (c’est-à-dire la disposition des barres d’acier à l’intérieur du poteau) est extrêmement complexe, notamment à cause d’un phénomène de flambement, et doit être effectué par des bureaux d’études spécialisés.
Le ferraillage des poteaux se fait de la manière suivante :
Dans les poteaux de section rectangulaire, les aciers longitudinaux doivent être disposés symétriquement, avec une barre dans chaque angle. Des aciers transversaux en formes de cadres et épingles sont ajoutés pour éviter qu’ils ne se déplacent vers l’extérieur.
Dans un poteau circulaire, il doit y avoir au moins quatre aciers longitudinaux. Les aciers transversaux, qui peuvent prendre la forme circulaire, polygonale ou une hélice continue, sont également nécessaires.
Ces éléments sont souvent préfabriqués dans des usines spécialisées dans la production d’armatures en béton armé.
Les murs banches sont des structures qui sont coulées sur place en utilisant deux moules appelés banches, qui peuvent être fabriqués en métal, en aluminium ou en bois. Si des renforts sont nécessaires, leur disposition et leur calcul sont adaptés à ceux des poteaux. Si les murs sont suffisamment résistants sans renforts, ils sont dits non armés, mais ils peuvent inclure quelques renforts standard, en particulier des renforts de surface le long des revêtements exposés aux agressions climatiques.
Les chaînages sont conçus pour créer une sorte de “chaîne” intégrée à la construction, qui a pour but d’éviter un effondrement progressif. Ils entourent l’édifice au niveau des planchers et il est crucial de garantir la continuité de leurs aciers à travers les points de jonction de la structure et d’un étage à l’autre.
Il est recommandé de prévoir différents types de chaînage : périphériques, intérieurs, horizontaux pour les poteaux ou les voiles, et verticaux si nécessaire (notamment dans les bâtiments construits avec des panneaux préfabriqués).
Ils peuvent etre en forme de "monobarre", cage de ferrailage, ou par utilisation des aciers d'une poutre ou d'une dalle.
Les linteaux sont des composants de construction horizontaux placés au-dessus des portes ou des fenêtres. Ils s’appuient et transfèrent la charge au-dessus directement sur le mur ou sur des poteaux noyés dans le mur. Leur ferraillage est calculé et disposé de la même manière que pour les poutres.
Le ferraillage des voûtes de décharge, des escaliers, des ponts et des réservoirs nécessite une explication plus détaillée et sera traité séparément.
Le processus de ferraillage, qui est réalisé en accord avec les plans d’exécution fournis par le bureau d’études, implique l’utilisation d’armatures en acier à haute adhérence pour renforcer le béton. Ce processus se déroule en plusieurs étapes :
Les armatures peuvent être préparées de trois façons différentes :
Elles sont fabriquées et assemblées dans des ateliers avant d’être livrées sur le chantier.
Elles sont livrées sur le chantier sous forme coupée et façonnée, puis assemblées sur le site à proximité de l’ouvrage ou directement dans les coffrages.
Elles sont façonnées et assemblées directement sur le chantier.
Une fois sur le chantier, les armatures peuvent être installées dans les coffrages de trois manières différentes :
Sous forme de barres, droites ou coupées-façonnées selon les formes indiquées sur les plans d’exécution.
Sous forme de treillis soudés, qui sont des réseaux plans à maille généralement rectangulaires, constitués de fils ou de barres assemblés par soudage.
Sous forme d’armatures pré-assemblées en cages ou en panneaux en usine, qui sont livrées prêtes à être installées dans le coffrage.
Les jonctions entre les barres d’armature peuvent être réalisées de plusieurs manières : recouvrement, utilisation de manchons, soudure ou ligature.
Lors de l’assemblage en atelier, la soudure est privilégiée. Cette soudure dites “de montage”, qui peut être réalisée par résistance ou de manière semi-automatique, est principalement utilisée pour garantir le bon positionnement des armatures façonnées entre elles. Cela est crucial lors des transports, des manutentions, de la mise en place dans les coffrages et lors du bétonnage.
Sur le chantier, le façonnage et l’assemblage des armatures sont effectués soit dans un atelier “forain” installé à proximité de l’ouvrage, soit directement dans le coffrage. Le montage est le plus souvent réalisé par ligatures avec des fils d’attache en acier.
Le respect des tolérances sur la position des armatures, pour assurer leur enrobage correct ou la reprise des efforts conformément aux calculs, impose des précautions durant toutes les phases de bétonnage et de vibration. Des modèles variés de cales, en béton ou en plastique, permettent un placement précis des armatures et assurent leur stabilité.
Habituellement, la construction d’une structure en béton armé se fait en plusieurs étapes consécutives de coffrage et de bétonnage. La continuité du ferrailage entre les parties contiguës de la structure, au niveau de la reprise de bétonnage, est assurée par des aciers en attente, par des “boîtes d’attentes” et des “dispositifs de raboutage” (aussi appelés coupleurs ou manchons).
Pour assurer la solidité et la durabilité de la structure, il est essentiel de respecter les normes de l’Eurocode et certaines dispositions constructives lors du ferraillage. L’adhérence, ainsi que les ancrages et recouvrements, doivent conserver leur efficacité dans toutes les situations, y compris les plus difficiles. Voici les éléments clés à considérer :
L’adhérence est essentielle pour le bon fonctionnement du béton armé. Elle est obtenue grâce à l’utilisation d’armatures à haute adhérence. Contrairement aux idées reçues, une fine couche de rouille adhérente sur la surface de l’acier peut être bénéfique.
L’ancrage fait référence à la fixation d’une barre d’acier à son extrémité au béton, avec lequel elle doit fonctionner en synergie. La méthode la plus simple est un ancrage droit. Cependant, lorsqu’il n’y a pas suffisamment d’espace pour un ancrage droit, on opte pour un ancrage courbe, en particulier aux extrémités des poutres.
Le recouvrement est une technique simple pour étendre une barre en la joignant à une autre, de manière à ce que l’ensemble agisse comme une seule barre continue. Le recouvrement représente l’ancrage réciproque de deux barres l’une avec l’autre. En pratique, la longueur de recouvrement est calculée selon la formule : diamètre de la barre multiplié par 50, mais l’Eurocode prescrit l’utilisation de calculs plus complexes.
L’Eurocode offre une analyse très approfondie, en tenant compte de multiples scénarios possibles, ce qui donne lieu à des calculs particulièrement sophistiqués. Nous examinerons ces calculs dans des articles distincts sur ce site.
Nous espérons que cette page vous a aidé à comprendre le rôle crucial du ferraillage dans la construction en béton armé et vous a fourni les informations nécessaires pour mener à bien vos projets de construction. N’hésitez pas à explorer les différentes sections de ce site pour approfondir votre connaissance sur les aspects spécifiques du ferraillage. Nous vous remercions de votre visite et espérons que vous trouverez ce site utile dans votre quête de connaissance sur le ferraillage et la construction en béton armé.
