Résistances du béton

Test de résistance du béton
Test de résistance du béton - © Kadmy, Fotolia

Le béton est un matériau qui a su devenir incontournable au cours du temps principalement grâce à sa grande résistance à la compression. C’est cette importante résistance qui nous permet aujourd’hui de construire des immeubles en béton et d’utiliser ce matériau pour résister à d’énormes contraintes.

Le béton est un nom générique, mais sous celui-ci se cache une palette de matériaux avec lesquels vous allez pouvoir construire. Les sous-ensembles du béton présentent chacun des caractéristiques très précises, surtout au niveau de la résistance, et c’est un point auquel vous allez devoir faire attention avant d’entamer votre construction.

D’une manière générale, il existe trois types de contraintes auxquelles peut être soumis votre béton, la compression (comme les poutres chargées par exemple), la traction (comme les suspentes) et la flexion (comme les poutres). Le type de contrainte à laquelle l’élément en béton armé sera soumis sera donc déterminant pour la résistance du béton à choisir.

Compression

Le béton seul est un matériau naturellement résistant à la compression, d’autant plus s’il est armé, c’est donc sous ce type de charge qu’on essayera de le soumettre au maximum plutôt qu’à la traction. C’est pour cette raison que le béton n’est que très rarement utilisé seul, mais qu’il est plus souvent armé avec des barres en acier qui, elles, vont reprendre les efforts de traction. Peu importe le béton que vous choisirez, il sera donc particulièrement adapté pour construire des éléments soumis à la compression.

La classe de résistance du béton nous donne directement sa résistance à la compression, en effet la classe de résistance du béton est notée C X/Y où X représente la résistance à 28 jours d’une éprouvette cylindrique béton alors que Y représente la résistance à 28 jours d’une éprouvette rectangulaire. Ces valeurs normées seront donc des plus utiles pour choisir votre béton en fonction des charges qu’il devra supporter. Les bétons classiquement utilisés sur les chantiers ou pour votre maison sont des C25/30 ou C30/37 alors que les classes de résistance supérieure sont réservées à des construction de beaucoup plus grande ampleur.

Schéma d'un béton soumis à un effort de compression
Schéma d'un béton soumis à un effort de compression - © Brice Canteneur

La petite histoire

Monsieur Lebreton veut construire un mur pour clôturer sa propriété et étant un peu bricoleur, il se dit qu’il a juste besoin de faire un coffrage en bois et de couler du béton dedans avec quelques armatures.

Ce que Monsieur Lebreton ne savait pas, c’est que les efforts de compression, que l’on retrouve dans les murs et les poteaux créent du flambement, soit une flexion. Après plusieurs années, son mur risque de se bomber et de s'effondrer sur quelqu'un.

Dans ce cas-là, la solution radicale et coûteuse consiste à complétement démolir le mur et à le reconstruire. Pour éviter ce problème, faites attention au dimensionnement préalable du mur : vérifiez en particulier que son épaisseur sera suffisante.

Traction

Quand on évoque béton et traction ensemble, c’est généralement pour parler d’un accident de construction plutôt que pour évoquer les grandes capacités du béton à reprendre ces types d’efforts. En effet, la traction n’est vraiment pas le domaine d’application favori du béton. S’il n’est pas armé, le béton peut être même cassant comme du verre lorsqu’il est soumis à de la traction.

C’est une des raisons pour laquelle le béton armé a été développé. L’acier étant très résistant à la traction, c’est pour cette raison que Joseph Louis Lambot a décidé d’associer ces deux matériaux en vue de récupérer leurs deux caractéristiques principales et ainsi d’obtenir le matériau parfait.

L’utilisation de béton seul pour résister à des efforts de traction est donc impossible, car les méthodes de calcul du BAEL ou même des Eurocode négligent complètement la résistance à la traction du béton pour des problèmes de sécurité. Il faudra donc faire bien attention lors de la conception de vos constructions à ce qu’un minimum d’éléments en béton (comme des suspentes) soit en traction et surtout à bien dimensionner les armatures en acier qui vont reprendre ces efforts. Plus vous aurez de tractions, plus vous devrez ferrailler vos éléments et plus le prix de votre construction sera élevé !

Schéma d'un béton soumis à un effort de traction
Schéma d'un béton soumis à un effort de traction - © Brice Canteneur
Evolution de la résistance du béton à la compression et à la traction

Le saviez-vous ?

1/10 de la résistance à la compression

Pour simplifier, on considère généralement que la résistance à la traction est égale au 1/10ème de la résistance à la compression de ce même béton. Cette résistance est mesurée par l’essai brésilien sur éprouvette cylindrique.

La même barre sur laquelle vous avez pu poser 1 T ne supportera donc plus que 100 kg si vous les pendez en dessous. Il faut donc bien faire attention !

Flexion

La flexion est le troisième type d’effort que vous pourrez rencontrer dans la construction, classiquement dans les poutres, bien qu’il ne soit qu’une combinaison d’efforts de compression et d’efforts de traction.

Schéma d'un béton soumis à un effort de flexion
Schéma d'un béton soumis à un effort de flexion - © Brice Canteneur

Grâce aux deux parties précédentes, il est donc facile de comprendre que la partie supérieure d’un élément en béton à la flexion supportera parfaitement bien la contrainte alors que la partie inférieure, soumise à de la traction, aura de gros problèmes. On en revient donc au fait qu’il est absolument nécessaire d’armer le béton dans la partie inférieure, là où est situé l’effort de traction. En cas de continuité d’une poutre ou d’une dalle (donc soumis à des efforts de flexion), les armatures devront plutôt être placées sur le haut des éléments, car les efforts sont alors inversés.

Le béton seul ne pourra donc jamais être utilisé, les normes imposent toujours un ferraillage minimal, même en cas de pure compression.

Le béton armé, ce matériau de génie, vous permettra alors de reprendre tous les types d’efforts auxquels il pourra être soumis tant que vous choisirez une classe de résistance et une section d’acier en conséquence, la preuve est que les plus hautes tours sont souvent construites avec ce matériau et qu’elles tiennent parfaitement bien.

De nouveaux bétons, les BFUP (Bétons Fibrés Ultra-Haute Performances), commencent petit à petit à s’installer sur le marché et grâce à la présence des fibres, ils permettent de reprendre la traction et la flexion, efforts craints par le béton armé classique.

Brice Canteneur - ESTP

Issu de l'ESTP en spécialité bâtiment, Brice est passionné par le domaine de la construction et plus particulièrement par l'architecture et la beauté des bâtiments.

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