Les bétons armés

Bruno Caillard

Le béton est un matériau reconnu pour sa résistance à la compression mais aussi par le fait qu’il ne supporte pas bien la traction. Pour y remédier, les chercheurs ont essayé de trouver la solution. C’est ainsi que l’acier a été mis en avant car c’est un matériau résistant à la fois à la traction et à la compression. La fusion de l’acier et du béton permet donc d’obtenir un matériau résistant à la compression mais aussi à la traction.

Le béton armé est un béton dans lequel est incorporée une cage d’armatures métalliques afin d’obtenir un béton renforcé. La fusion du béton et de l’acier permet au béton armé d’être à la fois résistant à la compression ainsi qu’à la traction.

Composition du béton armé


Béton armé

Le béton armé est composé de béton ordinaire fait avec du ciment, des granulats et de l’eau auquel sont ajoutées les armatures métalliques. Le dosage du béton pour le béton armé nécessite un peu plus de ciment que le béton classique. Ainsi, on suit généralement le dosage suivant :

  • 25 kg de ciment
  • 50 kg de sable (environ 40 litres)
  • 75 kg de graviers (environ 50 litres)
  • 10 litres d’eau



    La composition des armatures des bétons armés peuvent varier. En effet, les armatures peuvent être en acier carbone ou en acier inox. Les aciers se présentent sous forme de barres à haute adhérence de grande longueur (souvent 12 m) et dont les diamètres commerciaux sont compris entre 6 et 40 mm.

Principe de fonctionnement du béton armé

Dans une structure en béton armé, les aciers principaux sont situés dans les parties tendues de béton pour compenser la mauvaise résistance du béton en traction. Puisque le béton est un matériau qui résiste bien à la compression mais particulièrement mal à la traction et que l’acier, lui, est un matériau qui résiste autant à la compression qu’à la traction, toute la difficulté de réussir un béton armé réside dans les calculs et la disposition des armatures en acier. La conception de l’armature nécessite en effet différents calculs de manière à répartir au mieux le poids.

Dispositions courantes de ferraillage

Dans un ferraillage, il existe plusieurs types d’armatures :

  • Les aciers principaux qui reprennent les efforts dans les parties tendues du béton ;
  • Les aciers transversaux pour reprendre les effets de l’effort tranchant et/ou de la torsion ;
  • Les aciers de montage.

Utilisation du béton armé

Ce béton amélioré est fréquemment utilisé dans les ouvrages de génie civil, plus précisément les ouvrages demandant une résistance élevée à la traction tels que :

  • Les poutres :
    Les poutres sont renforcées par des armatures longitudinales ayant pour but de redonner au béton sa forme initiale après un effort de traction.
  • Les poteaux :
    Les poteaux sont armés par des armatures transversales et longitudinales installées afin la stabilisation de la structure.
  • Les dalles :
    Les dalles en béton armé sont souvent constituées de treillis soudés déposés dans la partie inférieure de la dalle.
  • Les voiles :
    Les voiles sont des murs en béton qui peuvent être armés ou non armés.
  • Les poutres-voiles ou parois fléchies :
    Les poutres-voiles sont des poutres de grande hauteur. Elles sont armées en partie basse par un tirant qui reprend la traction et par des armatures horizontales et verticales qui reprennent les effets du cisaillement.
  • Les fondations
    Les semelles sont armées d’une nappe d’acier en partie basse.
    Les radiers se comportent comme des dalles à l’envers. De façon analogue, ils sont armés d’une nappe haute et d’aciers en partie basse au niveau des longrines, des voiles ou des poteaux.
    Les pieux sont, suivant les cas, armés ou non armés par des d’aciers longitudinaux et transversaux.
  • Les murs de soutènement
    Ils sont armés par des aciers longitudinaux conçus pour reprendre les efforts de flexion.
  • Les silos, les réservoirs, les toitures (ouvrages en béton à surface non plane)
    Ils peuvent être armés d’une seule nappe d’armatures localisée au milieu ou bien de deux nappes, une sur chacune des faces.

Mise en oeuvre du béton armé


Coffrage en bois d’une dalle

Pour obtenir un béton armé, plusieurs étapes sont à suivre :

Mettre en oeuvre une structure temporaire en bois ou en acier dans laquelle on coule le béton afin qu’il prenne la forme désirée et qu’il soit protégé durant le temps de séchage. Une fois le béton consolidé et sa stabilité assurée, le coffrage est enlevé.

  • Le façonnage des armatures :

La fabrication des armatures commence par le décorticage. Cette opération consiste à extraire à partir des plans d’armature et de coffrage les éléments entrant dans la composition d’un ensemble en béton armé. De là sont créés les différents documents destinés aux équipes de coupe, de façonnage et d’assemblage.



Les armatures peuvent être assemblées en centrale et livrées sur le chantier ou bien directement assemblées sur le chantier.
Puis, le façonnage des armatures se poursuit par les étapes suivantes :

La coupe

Opération de cisaillage des aciers à la longueur exacte dans les diamètres et les qualités d’aciers prévus.

Le façonnage

Opération de cintrage des aciers sur des machines suivant les formes et les dimensions exactes demandées sur les plans en veillant à respecter les règles de l’art.

Le montage

Opération d’assemblage des différents éléments des armatures du béton. Les armatures sont soudées ou ligaturées.

Le bétonnage

Lors du bétonnage, couler le béton frais dans le coffrage muni de ses armatures. Il faut noter que le fer à béton doit être recouvert au minimum de 3 cm, sans quoi il risque de s’oxyder.


Avantages du béton armé

  • Une bonne résistance à la compression et à la traction
  • Facilité de manipulation et de mise en oeuvre
  • Résistance au feu
  • Solidité et durabilité

Inconvénients du béton armé

  • Le poids élevé en comparaison au béton ordinaire
  • La préparation du coffrage et des armatures est chronophage
  • La modification de l’ouvrage une fois terminé est compliquée
  • Formation de fissures suite à des infiltrations d’eau et d’autres éléments agressifs de l’environnement.
  • En cas de fissure, augmentation du risque d’exposition des armatures à la corrosion dont les conséquences peuvent être néfastes.

Quelques définitions pertinentes en béton armé :

Cadre, étrier, épingle : armature transversale assurant une des fonctions suivantes :

  • résistance à des sollicitations tangentes ;
  • coutures de recouvrement ;
  • maintien du flambement de barres comprimées ;
  • maintien d’armatures soumises à une poussée au vide ;
  • frettage.


Treillis soudé

Ancrage par courbure : zone d’armature comportant un façonnage destiné à diminuer la longueur d’armature (crosse, équerre, boucles à plat) assurant la transmission des efforts par adhérence entre l’acier et le béton. Un ancrage par courbure est le plus souvent situé à une extrémité d’armature. Il peut cependant se trouver dans une partie intermédiaire, comme par exemple dans le cas des « boucles à plat » utilisées aux appuis des poutres.

Coude : partie d’armature façonnée ne répondant pas à une des deux définitions précédentes.

Treillis soudé : un fort grillage préfabriqué soit en panneaux soit en nappes pour l’armature des dalles pleines et des dalles de compression des planchers en béton. Il est formé d’un quadrillage carré ou rectangulaire de fils métalliques longitudinaux dits fils porteurs sur lesquels sont soudés des fils transversaux, dits de répartition.