Chapitre1: Béton précontraint

Chapitre 1

Béton Précontraint- Généralités: concepts de

base et modes de réalisation

Module Béton Précontraint - 3AGC

Karim Miled, ENIT 2010-2011

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Plan du chapitre

I. Historique du béton Précontraint (B.P.)

II. Principe du B.P.

II.1. Définition de la précontrainte

II.2. Principe du B.P.

II.3. Poutre isostatique fléchie en B.P.

II.4. Tirant en B.P.

II.5. Avantages du B.P.

III. Modes de réalisation de la précontrainte

III.1. Précontrainte par pré-tension

III.2. Précontrainte par post-tension

IV. Contrôle des connaissances 2

I. Historique du B.P.

• Personnes et dates clefs

- Vicat (1818) : élabore la théorie de l’hydraulicité: mélange

de calcaire et de silice conduit à l’obtention d’un ciment

artificiel par cuisson

- J. Lambot (1847) : renforcement du mortier de ciment

avec des aciers (brevet de la barque imputrescible)

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- J. Monier (1867) dépose le brevet de la caisse horticole réalisée en

mortier de ciment armé. Il propose ensuite un système de construction

de maisons, de ponts et de réservoirs en béton armé

Caisses horticoles

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- F. Hennebique (1892) : placement des fers selon la direction des

contraintes (fers longitudinaux et étriers)

- Fin du 19èm siècle: des ingénieurs américains ont essayé d’appliquer

le principe de la précontrainte, ancien en lui-même, au béton, mais leur

tentative a échoué.

- Eugène Freyssinet, un brillant ingénieur français des ponts et

chaussées, lui revient le grand mérite de mettre au point et de

développer la technique du béton précontraint.

Dès 1908, il réalisait des tirants précontraints au moyen de fils en acier

dur et entreprenait une étude des déformations différées du béton.

En 1928, Il déposait ses principaux brevets relatifs à la construction

d’ouvrages en béton précontraint.

En 1941, il a conçu et construit le premier pont en B.P.: le pont de

Marne à Luzancy en France, ayant une portée de 55m.

- A partir de la fin de la deuxième guerre mondiale (1945), le béton

précontraint a connu son véritable essor, lorsqu’il fallut construire les

très nombreux ouvrages détruits en Europe.

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II. Principe du B.P.

• La précontrainte est un pré-chargement d’un système mécanique ou

d’une structure visant l’amélioration de ses performances mécaniques

« Pré-contraindre une construction, c'est la soumettre, avant l'application des

charges, à des forces additionnelles déterminant des contraintes telles que leur

composition avec celles qui proviennent des charges donne en tout point des

résultantes inférieures aux contraintes limites que la matière peut supporter

indéfiniment sans altération » E. Freyssinet

II.1. Définition de la précontrainte

(résistance, rigidité, etc.).

• la précontrainte est une technique ancienne qui est utilisée dans

plusieurs systèmes mécaniques.

• La roue d’une bicyclette est un exemple de système précontraint:

les rayons sont tendus préalablement en prenant appui sur la jante

et le moyeu pour empêcher leur rupture par flambement lorsqu’ils

seront comprimés sous l’action du poids du cycliste. 6

La précontrainte appliquée au béton: quelle(s) performance(s)

voudrait-on améliorer ?

• Le béton résiste bien à la compression mais très mal à la traction (sa résistance à

la compression est de l’ordre 1/12 seulement de sa résistance à la compression)

• Le béton armé remédie à ce défaut en disposant dans les zones tendues des

armatures d’acier dirigées suivant la direction des forces de traction et capables d’y

résister. Cependant, le béton armé présente plusieurs défauts qui limitent son emploi:

- Le béton enrobant les armatures est tendu en même temps qu’elles et ne peut

subir leur allongement sans se rompre; il en résulte des fissures. Par ces fissures,

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les armatures peuvent être en contact direct avec le milieu ambiant, d’où un

risque de corrosion=> le béton armé convient mal aux ouvrages situés en milieu

agressif.

- Le béton armé est lourd: les parties tendues du béton ne sont

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