Les étapes de la réalisation d’une poutre précontrainte par post-tension
Séduit par le matériau béton, Eugène Freyssinet a le sentiment que le béton armé ne permet pas de tirer le meilleur parti des deux éléments qui le composent, que le mariage du béton et de l’acier peut être beaucoup plus fécond.
Une longue réflexion le conduit à approfondir une idée simple : il faut préparer le béton à faire face sans dommages à son avenir.
Son avenir est d’être soumis à des charges et donc à des tractions dangereuses pour son intégrité (fissures, puis rupture).
Préparer le béton c’est le comprimer suffisamment pour qu’en tous points les compressions soient supérieures aux tractions qui se développeront ultérieurement.
La compression préalable du béton est la « précontrainte ». Le vocable a été utilisé pour la première fois par Eugène Freyssinet en 1933. L’intensité de la précontrainte à mettre en œuvre dépend évidemment des tractions auxquelles il faudra s’opposer et des raccourcissements instantanés et différés du béton.
Plusieurs modes de mise en compression du béton peuvent être envisagés. La précontrainte des poutres est généralement assurée par des câbles (1) d’acier fortement tendus qui transmettent au béton leur tension par des dispositifs appropriés.
La mise en tension des câbles peut intervenir avant le bétonnage de la poutre – pré-tension – ou après – post–tension.
Après coulage et durcissement du béton des câbles d’acier de précontrainte sont enfilés dans les gaines.
Les extrémités de ces câbles traversent des dispositifs de blocage placés aux deux abouts de la poutre. Ces dispositifs de blocage des câbles sont des cônes d’ancrage ou des plaques métalliques percées de trous coniques.
On installe ensuite des vérins hydrauliques de mise en tension à l’une ou aux deux extrémités des câbles.
Les câbles sont bloqués dans les vérins.
Les câbles sont mis en tension à l’aide des vérins qui prennent appui sur le béton de la poutre. Lorsque la tension et l’allongement désirés sont obtenus, on bloque les câbles avec les dispositifs installés aux abouts de la poutre.
La tension des câbles se reporte sur le béton de la poutre et le comprime. Cette compression provoque le raccourcissement de la partie inférieure de la poutre, engendrant une cambrure de l’ensemble vers le haut. La poutre repose sur ses extrémités.
(Les vérins sont ensuite démontés, les excédents de câbles coupés et le vide des gaines injecté sous pression avec du coulis de ciment, pour protéger les câbles contre la corrosion).
La poutre précontrainte est prête à faire face à son avenir.
Comportement d’une poutre en béton précontraint
Plus la charge augmente, plus la cambrure diminue.
Plus la charge augmente, plus la compression dans la partie inférieure de la poutre diminue.
Avec l’augmentation des charges la cambrure peut même se transformer en une légère incurvation vers le bas. Aussi longtemps qu’il subsiste une compression dans la partie inférieure de la poutre, aucune fissure n’apparaît.
La poutre en béton précontrain
Une longue réflexion le conduit à approfondir une idée simple : il faut préparer le béton à faire face sans dommages à son avenir.
Son avenir est d’être soumis à des charges et donc à des tractions dangereuses pour son intégrité (fissures, puis rupture).
Préparer le béton c’est le comprimer suffisamment pour qu’en tous points les compressions soient supérieures aux tractions qui se développeront ultérieurement.
La compression préalable du béton est la « précontrainte ». Le vocable a été utilisé pour la première fois par Eugène Freyssinet en 1933. L’intensité de la précontrainte à mettre en œuvre dépend évidemment des tractions auxquelles il faudra s’opposer et des raccourcissements instantanés et différés du béton.
Plusieurs modes de mise en compression du béton peuvent être envisagés. La précontrainte des poutres est généralement assurée par des câbles (1) d’acier fortement tendus qui transmettent au béton leur tension par des dispositifs appropriés.
La mise en tension des câbles peut intervenir avant le bétonnage de la poutre – pré-tension – ou après – post–tension.
Après coulage et durcissement du béton des câbles d’acier de précontrainte sont enfilés dans les gaines.
Les extrémités de ces câbles traversent des dispositifs de blocage placés aux deux abouts de la poutre. Ces dispositifs de blocage des câbles sont des cônes d’ancrage ou des plaques métalliques percées de trous coniques.
On installe ensuite des vérins hydrauliques de mise en tension à l’une ou aux deux extrémités des câbles.
Les câbles sont bloqués dans les vérins.
Les câbles sont mis en tension à l’aide des vérins qui prennent appui sur le béton de la poutre. Lorsque la tension et l’allongement désirés sont obtenus, on bloque les câbles avec les dispositifs installés aux abouts de la poutre.
La tension des câbles se reporte sur le béton de la poutre et le comprime. Cette compression provoque le raccourcissement de la partie inférieure de la poutre, engendrant une cambrure de l’ensemble vers le haut. La poutre repose sur ses extrémités.
(Les vérins sont ensuite démontés, les excédents de câbles coupés et le vide des gaines injecté sous pression avec du coulis de ciment, pour protéger les câbles contre la corrosion).
La poutre précontrainte est prête à faire face à son avenir.
Comportement d’une poutre en béton précontraint
Plus la charge augmente, plus la cambrure diminue.
Plus la charge augmente, plus la compression dans la partie inférieure de la poutre diminue.
Avec l’augmentation des charges la cambrure peut même se transformer en une légère incurvation vers le bas. Aussi longtemps qu’il subsiste une compression dans la partie inférieure de la poutre, aucune fissure n’apparaît.
La poutre en béton précontrain
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