Béton armé ferraillage coffrage coulage, pas à pas.

Un béton se compose de ciment, de granulats, d’eau et parfois d’adjuvants. Sa résistance et sa durabilité dépendent des proportions, surtout de la quantité d’eau par rapport au ciment.

Le ciment, mélangé à l’eau, durcit en liant les granulats (sable, graviers). Trop d’eau facilite la mise en place mais diminue la résistance et favorise la fissuration ; trop peu rend le béton difficile à vibrer. Les adjuvants ajustent certaines propriétés : fluidité, temps de prise, résistance au gel. L’industrie du ciment suisse documente ces notions (voir cemsuisse en bas de page).

Le béton est livré prêt à l’emploi par une centrale, avec un bon de livraison indiquant sa classe de résistance, sa consistance et son exposition. L’entreprise vérifie ces mentions à l’arrivée de chaque camion.

Une classe de résistance (par exemple C25/30) exprime la résistance du béton en compression. Une classe d’exposition (carbonatation, sels, gel) indique les agressions auxquelles il sera soumis.

La résistance à la compression se désigne par un code (C25/30, C30/37, etc.). Les deux nombres sont des résistances caractéristiques, en mégapascals, mesurées sur cylindre puis sur cube. L’ingénieur choisit la classe d’après le calcul de la structure.

Les classes d’exposition précisent l’environnement de l’ouvrage : béton intérieur sec, béton exposé à l’air et à l’humidité (carbonatation), béton soumis aux sels de déneigement ou au gel et au dégel. Elles déterminent la qualité du béton, son enrobage et ses précautions de mise en œuvre. Un mur extérieur, un sous-sol et une dalle de parking n’ont pas les mêmes exigences.

Les armatures se présentent en barres nervurées, en treillis soudés ou en cages préfabriquées. Leurs diamètres et leurs espacements viennent du calcul.

Les barres d’armature sont nervurées pour mieux adhérer au béton ; leurs diamètres s’échelonnent de quelques millimètres à plusieurs dizaines. Les treillis soudés sont des nappes prêtes à poser, fréquents pour les dalles et les radiers. Les armatures de grande taille se préfabriquent en cages dans l’atelier. L’acier d’armature utilisé en Suisse appartient à des classes normalisées, dont la ductilité compte pour la sécurité de l’ouvrage.

Les recouvrements (longueur sur laquelle deux barres se chevauchent) et les ancrages (longueur d’une barre noyée pour transmettre son effort) sont calculés par l’ingénieur. Ils figurent sur le plan de ferraillage. Un recouvrement trop court est un défaut caché, d’où l’importance du contrôle avant coulage.

Le coffrage est le moule du béton frais. Il doit être étanche, rigide, aux bonnes cotes et étayé pour résister à la poussée du béton pendant le coulage.

Le coffrage du béton se fait en bois, en panneaux ou en éléments métalliques réutilisables. Il se contrôle en cote, en aplomb et en rigidité avant le ferraillage final : une déformation en cours de coulage ne se rattrape pas. Le décoffrage intervient quand le béton a acquis une résistance suffisante, définie avec l’ingénieur.

La technique de coffrage dépend de l’ouvrage. Une semelle ou une dalle se coffre avec des panneaux traditionnels. Un voile se coule entre des banches, coffrages de grand format. Une prédalle, elle, sert de coffrage perdu.

Le ferraillage place les armatures en acier là où l’ingénieur calcule des efforts de traction. Le plan fixe les diamètres, les espacements, les recouvrements et l’enrobage.

Le ferraillage s’exécute d’après le plan de l’ingénieur. Les barres se coupent, se façonnent et se lient en cages ou en nappes. On les cale ensuite pour garder leur position dans l’épaisseur du béton. L’enrobage, épaisseur de béton qui protège l’acier, évite la corrosion. Un contrôle visuel complet précède toujours le feu vert au coulage.

Le ferraillage d’une fondation place des cages dans les semelles et des treillis dans le radier, avec des attentes pour les murs. Il se contrôle avant la mise en place du béton.

Les ouvrages enterrés ont leurs particularités :

Chaque élément a son plan de ferraillage : nappes croisées pour une dalle, deux nappes pour un mur, armatures longitudinales basses et étriers pour un linteau.

Voici le principe pour les éléments courants :

Le béton se coule par couches et se serre à la vibration pour chasser l’air. Il se protège ensuite du séchage trop rapide pendant sa prise : c’est la cure.

Le coulage du béton commence par la vérification du coffrage et du ferraillage. Le béton est livré prêt à l’emploi, sa classe se contrôle à la livraison. La vibration compacte le béton autour des armatures ; mal faite, elle laisse des nids de cailloux. La cure, qui évite l’évaporation trop rapide de l’eau, limite le faïençage et les fissures de retrait, surtout par temps chaud ou venteux. Le béton et sa mise en œuvre sont cadrés par les normes SIA de construction en béton.

Enrobage insuffisant, recouvrements trop courts, coffrage déformé et vibration insuffisante sont les erreurs les plus courantes. Des contrôles avant le coulage les préviennent.

Les points de contrôle de l’exécution :

• Coffrage : étanchéité, cotes, aplomb, étaiement
• Ferraillage : diamètres, espacements, recouvrements, cales d’enrobage
• Béton : classe, consistance, conditions de livraison
• Coulage : couches, vibration, reprises de bétonnage
• Cure : protection contre le vent, le soleil et le gel

Dalle pleine, dalle nervurée, prédalle : chaque type répond à une portée, une charge et un rythme de chantier différents.

Les types de dalles les plus courants :

Le béton se fissure. Les fissures fines de retrait sont normales ; celles qui s’élargissent ou suivent les armatures annoncent un problème de structure ou de corrosion.

Le béton se rétracte en séchant et se fissure légèrement ; les armatures répartissent ces fissures en traits fins, sans conséquence. Les fissures larges ou évolutives, les éclats de béton et les traces de rouille indiquent une corrosion des armatures ou une surcharge. Le diagnostic revient à un ingénieur, qui préconise une réparation (injection, protection des aciers, renforcement). La durabilité d’un béton armé se prépare à la construction : enrobage suffisant, béton compact, cure soignée et bon drainage.

L’ingénieur calcule la structure, établit les plans de coffrage et de ferraillage et contrôle les points clés ; l’entreprise exécute et fait réceptionner avant de couler.

Les normes SIA de construction en béton fixent les règles de dimensionnement et d’exécution. Le plan de coffrage donne les formes et les cotes ; le plan de ferraillage détaille barres, diamètres, espacements, recouvrements et enrobage. L’entreprise ne modifie rien sans l’accord de l’ingénieur. À chaque coulage important, une réception du ferraillage a lieu avant la mise en place du béton.

Le froid retarde la prise et expose au gel. La chaleur accélère le séchage et fissure. On adapte donc béton, protections et cure aux conditions, et on sécurise coffrage et étaiement.

Par temps froid, on protège le béton jeune du gel avec des couvertures, parfois du chauffage. Par temps chaud ou venteux, on humidifie, on protège du soleil et on soigne la cure pour limiter le retrait. La sécurité concerne l’étaiement, le décoffrage et la stabilité des coffrages pendant le coulage : la Suva publie des recommandations de prévention à ce sujet.

À chaque livraison, on vérifie le bon (classe, exposition, heure de départ), la consistance du béton et on prélève des éprouvettes pour contrôler sa résistance.

Le béton frais a un temps de mise en œuvre limité. Le bon de livraison indique l’heure de chargement, la classe et la consistance commandées. À l’arrivée, on contrôle la consistance par un essai simple (affaissement) et on prélève des éprouvettes qui seront écrasées en laboratoire à des échéances définies. Un béton non conforme ou trop ancien est refusé.

Un ouvrage important ne se coule pas d’un seul tenant. L’ingénieur prévoit les reprises de bétonnage et les joints de dilatation pour maîtriser fissuration et étanchéité.

Quand le coulage s’arrête, la surface de reprise est préparée pour que le béton neuf adhère à l’ancien. Dans les ouvrages étanches, des profilés d’étanchéité (arrêts d’eau) sont placés dans le joint. Les joints de dilatation séparent des parties qui travaillent différemment, pour éviter les fissures. Leur emplacement figure sur les plans.

On décoffre quand le béton a la résistance requise, dans un ordre précis, en laissant les étais nécessaires. Décoffrer trop tôt est dangereux pour l’ouvrage et les personnes.

Les faces verticales se décoffrent plus tôt que les dessous de dalle et de poutre, qui portent le poids de l’ouvrage. Pour les planchers, des étais sont parfois maintenus ou remis plus longtemps. L’ingénieur donne les durées et les conditions, qui dépendent du béton, de la température et de la portée.

Éclats, rouille et fissures actives se réparent après diagnostic. On dégage le béton altéré, on traite les aciers, on reconstitue l’enrobage et on protège la surface.

La réparation suit un ordre. On repère d’abord l’étendue des dégâts, puis on purge le béton dégradé. On nettoie et on protège les armatures, on reconstitue avec un mortier adapté, puis on traite la surface contre les agressions. Les fissures actives peuvent s’injecter. Une réparation sans traiter la cause (eau, enrobage insuffisant) échoue.

Le béton armé résiste bien au feu, isole bien du bruit aérien par sa masse et stocke la chaleur. Il isole peu du froid sans isolant ajouté.

Sa masse en fait un bon écran acoustique entre logements, ce qui explique sa présence dans les planchers et les murs de refend. Sa résistance au feu est élevée, à condition d’un enrobage suffisant des armatures. En revanche, il conduit la chaleur : une paroi en béton demande une isolation thermique, à l’intérieur ou à l’extérieur. Ces choix se font à la conception, avec l’ingénieur et l’architecte.

Le béton se recycle : démoli, il peut être concassé et réutilisé en granulats ; les chantiers trient leurs déchets de béton et de ferraille.

Le béton de démolition est concassé pour produire des granulats recyclés, utilisés notamment en remblai et dans certains bétons. L’acier d’armature se récupère et se refond. Sur un chantier, on sépare béton, ferraille, bois de coffrage et déchets mélangés pour les diriger vers les bonnes filières. Ces pratiques réduisent les volumes mis en décharge.

Les termes du béton armé, définis simplement : enrobage, recouvrement, ancrage, cure, vibration, banche, étaiement, prédalle.

Pour lire un plan ou une offre de béton armé :

• Enrobage : épaisseur de béton qui protège les armatures
• Recouvrement : longueur sur laquelle deux barres se chevauchent
• Ancrage : longueur d’une barre noyée qui transmet son effort au béton
• Cure : protection du béton jeune contre le séchage trop rapide
• Vibration : compactage du béton frais pour chasser l’air
• Banche : coffrage grand format pour les voiles
• Étaiement : poteaux provisoires qui portent un coffrage ou un ouvrage
• Prédalle : plaque de béton préfabriquée servant de coffrage perdu
• Attentes : armatures laissées en attente pour la suite de l’ouvrage