Le béton armé : ferraillage des poteaux, des poutres, des linteaux et des dalles

Matériau à haute résistance, le béton est néanmoins cassant sitôt que s'exerce sur lui des tensions importantes. Il est particulièrement sensible à la traction. Le remède à cette relative fragilité consiste à placer dans la pièce en béton une armature métallique qui, en la renforçant dans d'appréciables proportions, en fera un matériau de construction idéal, pratiquement inaltérable, permettant de véritables prouesses architecturales, et possédant des qualités de résistance au feu bien supérieures à celles du fer et du bois.

 

Ferraillage du béton

La béton est un matériau extrêmement extrêmement dur, mais qui se révèle sensible aux tensions. C'est la raison pour laquelle on place des armatures en fer à l'intérieur des ouvrages pour renforcer leur résistance. Les armatures utilisées pour le béton armé sont des fers ronds, lisses ou tréfilés, dont la section va de 3 à 40 mm. Ces fers, qui doivent être complètement noyés dans la masse du béton, sont disposés de telle sorte qu'ils épousent à peu près la forme de la pièce définitive. Ils seront donc façonnés et associés dans ce but. Leur assemblage se fait par ligature avec du fil de fer recuit (le plus souvent de 5/10 mm de diamètre), serré à la pince.

Façonnage des fers à béton

Il se fait par pliage soit en vue de leur donner une forme spécifique, liée à celle de l'ouvrage, soit simplement pour recourber leurs extrémités afin de faciliter leur ancrage dans la masse du béton. Ainsi recourbés en bout, les fers ne peuvent glisser et sont solidaires de la pièce qu'ils renforcent. Les fers couramment utilisés sont en acier doux, ce qui les rend suffisamment souples pour être pliés sans difficulté. On utilise pour cela une griffe, sorte de barre métallique dotée à ses extrémités de deux encoches de diamètres différents (en principe 5 et 8 mm). Le support de pliage sera constitué d'un madrier de forte épaisseur, dans lequel on plantera des goujons qui constitueront autant de points d'appui pour le pliage des fers.

L'extrémité des fers, on l'a vu, doit être recourbée de façon à former une sorte de crochet. Cette disposition qui vaut surtout pour la réalisation de poutres ou de linteaux doit répondre à des normes précises qui veulent notamment que le rayon de courbure équivaut à quatre fois le diamètre du fer, l'extrémité droite du crochet ayant une longueur égale à deux fois ce diamètre.

La liaison de deux fers en extrémité, visant à leur assemblage dans leur prolongement se fera par ligature, à l'aide de fil de fer recuit, sur une longueur correspondant à quarante fois leur diamètre.

Ferraillage des poteaux en béton

En théorie, le ferraillage d'un poteau ou d'un pilier n'est pas indispensable car c'est la faible résistance à la traction et non à l'écrasement qui rend nécessaire le ferraillage du béton. L'armature qui garnira le poteau ne sera véritablement indispensable que pour le pied du poteau qui, reposant sur le sol, aura de préférence une forme évasée. Les fers ligaturés entre eux y seront disposés horizontalement, formant une sorte de quadrillage. Quatre d'entre eux devront être disposés de telle sorte qu'ils puissent se répartir à la verticale, de façon à former les fers d'armature du corps de poteau. Leur écartement sera maintenu par des étriers en fil de fer recuit afin qu'ils ne bougent pas lors du coulage du poteau (3 à 5 mètres) et la charge qu'il aura à supporter (2 à 3 tonnes). Ces fers auront 5 à 6 mm de diamètre suivant la taille.

Ferraillage des poutres et linteaux en béton

Il s'agit là d'un ferraillage essentiel, ce genre de pièce étant fortement soumise à l'étirement. D'une façon générale, le ferraillage reprend ici la forme de la poutre, étant constitué de quatre fers horizontaux recourbés à leurs extrémités, et d'un certain nombre de cadres remplissant le rôle d'étriers, reliés aux fers horizontaux (dits fers filants) par des morceaux de fil de fer recuit, serrés à la pince. L'espacement de ces cadres sera normalement de 20 à 30 cm ; mais il tombera à 10 ou 15 cm aux extrémités de la poutre. La zone d'effort maximal subi par la poutre se trouvant en sa partie centrale et sur sa face inférieure, on aura avantage à placer dans cette zone plusieurs armatures horizontales, parallèles à l'axe de la poutre, qui offriront ainsi une meilleure résistance à la traction.

Ferraillage des dalles en béton

Le mot "dalle" désigne ici un ouvrage de dimensions importantes, dont l'épaisseur varie entre 8 et 10 cm.
Si la dalle repose directement sur le sol et qu'elle est de petites dimensions (une allée, par exemple), il n'est pas nécessaire de la ferrailler. En revanche, on ferraillera une dalle importante, même si elle repose sur le sol.
Si la dalle est destinée à former un  plancher, reposant librement sur au moins deux appuis ou si elle est encastrée au niveau des murs, elle doit obligatoirement être ferraillée.

Une dalle de ce type sera donc dotée d'un certain nombre de fers qui assureront sa résistance. Si l'on suppose une dalle reposant sur deux appuis, on aura donc un certain nombre de fers longitudinaux (analogues à ceux d'une poutre), appelés "armature de traction", recourbés vers le haut à leurs extrémités. Un certain nombre de fers croiseront ceux-ci, par en dessous, et constitueront les "armatures de répartition". Leur section sera au moins égale au 1/4 de celle des armatures de traction. On aura ainsi une sorte de quadrillage, dont la cohésion sera assurée par des ligatures identiques à celles qui ont déjà été évoquées. En raison de leur faible épaisseur, les dalles seront donc dépourvues d'étriers, les deux nappes d'armatures suffisant à assurer leur résistance. La dalle nervurée, dite aussi dalle à hourdis nervurés, impose une armature plus complexe que celle de la dalle pleine qui vient d'être évoquée. On a ici en quelque sorte l'association d'un certain nombre de poutres et d'une dalle en béton qui, coulées d'un seul bloc, offrent une grande résistance et sont tout indiquées pour les portées importantes. On a donc une nappe d'armatures semblable à celle qui vient d'être évoquée au niveau de la dalle, et un ferraillage semblable à celui des poutres pour ce qui concerne les nervures. La liaison dalle-nervures est renforcée, au niveau de l'armature, par des barres placées horizontalement, proches de la face supérieure de la dalle, appelées chapeaux.

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