Béton Armé: Généralités et Normes Eurocodes

PARTIE 2 : LE BETON ARME
Chap1 : Généralités sur le béton armé
1-1) Notion de Béton Armé
A) Définition
Un Béton est un mélange dans les proportions convenables des éléments suivants
✓ Liant (ciment)
✓ Granulats (sable, gravier)
✓ Eau, les adjuvants (produit chimique ajouté du mélange pour améliorer la qualité)
Lors de la mise en œuvre du béton, des barres d’acier sont disposées de façon à
utiliser d’une manière économique la résistance du béton et de l’acier ; l’ensemble obtenu est
appelé béton armé.
Les barres en acier qu’on utilise sont appelées armatures
Béton armé = béton + armature
Dans l’association béton + acier, le béton résiste aux efforts de compression, et
l’acier résiste aux efforts de traction et éventuellement de compression si le béton seul ne
suffit pas pour prendre tous les efforts de compression existants.
Une construction sera donc dite en béton, si les 02 (deux) matériaux participent à la
résistance de l’ensemble
B) Avantages et inconvénients du Béton armé
Comme avantages on peut avoir :
✓ Économie : le béton armé est le matériau le moins coûteux des matériaux résistant
à la compression et susceptible d’être associé à d’autres matériaux.
✓ Souplesse d’utilisation (Maniabilité) : le béton armé mis en place dans des moules
(coffrage).
✓ À l’état pâteux, il est possible de réaliser des formes variées et les armatures
peuvent facilement être reprises au bétonnage.
✓ Entretien facile : La construction en béton armé ne nécessite aucun entretien
comme par exemple les constructions métalliques qui ont besoin d’être
régulièrement peint pour éviter la corrosion.
✓ La résistance au feu : Contrairement aux constructions métalliques et en bois, les
constructions en béton résistent bien aux incendies grâce à la mauvaise
conductivité thermique du béton.
✓ Durabilité : le Béton armé résiste bien à l’action de l’eau et de l’air. La seule
condition à observer est La protection de l’armature.

Comme inconvénients :
χ Le poids : Les ouvrages en Béton armé sont plus lourds que les autres modes de
construction. Conséquence, les accidents qui surviennent sont en général soudain
et brutaux. Ceux-ci sont souvent dû à des erreurs de calcul (mauvais
dimensionnement ) ou de réalisation
χ L’exécution : cette tâche est fastidieuse car il faut préparer le coffrage qui doit
rester en place jusqu’à ce que le Béton atteigne une résistance suffisante, le
placement des armatures contrôle de la qualité du matériau, le décoffrage
χ Difficulté à modifier un ouvrage déjà réalisé
1-2) Les normes utilisées
1-2-1) Historique et naissance
La CCE (Commission des communauté Européennes) en 1983 charge un comité
européen de la normalisation, composé d’un groupe d’experts internationaux pour rédiger 10
textes provisoires qui devront passer à terme en normes définitives :
 EN 1990 (Eurocode 0 ou EC0) : Base de calcul de tous les éléments de structure.
 EN 1991 (Eurocode 1 ou EC1) : action sur les structures.
 EN 1992 (EC2) : calculs de structures en Béton
 EN 1993 (EC3) : calculs de structures en acier
 EN 1994 (EC4) : calculs de structures mixtes
 EN 1995 (EC5) : calculs de structures en Bois
 EN 1996 (EC6) : calculs de structure en maçonnerie
 EN 1997 (EC7) : calculs géotechniques
 EN 1998 (EC8) : calculs de structure des zones sismiques
 EN 1999 (EC9) : calculs de structures en aluminium
Dans le cadre de ce cours, nous utilisons les EC0, EC1, EC2, EC3
1-2-2) Rappel sur l’EC0
C’est un document fondamental pour les ingénieurs et les architectes impliqués dans
la construction de structures. Il est commun à tous les Eurocode : on parle de méthodes semi
probabiliste. Il introduit aussi une notion nouvelle à savoir la durée d’utilisation d’un projet.
Cette notion est reprise dans l’EC2 pour définir les enrobages en béton armé. L’EC0 précise
aussi comment appliquer les facteurs de sécurité pour prendre en compte l’incertitude dans les
matériaux et la conception.
1-2-3) Rappel sur l’EC1
L’EC1 est essentiel pour l’analyse et la conception des bâtiments et autres
infrastructures. Il définit les différentes charges qui doivent être prises en compte lors de la
conception des structures afin d’assurer leur sécurité et leur performance. Ceci se fait en
évaluant les différentes combinaisons d’actions pour évaluer le comportement global de la
structure ; ceci inclut des coefficients partiels en tenant compte des interactions entre les
efforts.
L’EC0 et l’EC1 distinguent 05 catégories de durée d’utilisation d’un projet. Mais en
général, on retient la catégorie 4 (Durée de vie de 50 ANS) pour le bâtiment, et la catégorie 05
(Durée de vie 100 ans) pour les ouvrages d’art.

1-3) Vérification par la méthode des coefficients partiels
1-3-1) Valeur de calcul d’une action
Elle s’exprime par avec
Où
1-3-2) Valeur de calcul de la résistance
Les valeurs de calcul de résistance s’expriment par
1-3-3) Valeurs de calcul des propriétés des matériaux
La valeur de calcul d’une propriété de matériau s’exprime par :
Catégories de
durée d'utilisation
d'un projet
Durée indicative
(années)
exemple
Observations
1
10
Structures provisoires
x
2
10 à 25
Éléments structuraux
remplaçables (poutres de
roulement, appareil d'appui)
x
3
15 à 30
Structures agricoles et similaires
x
4
50
Bâtiments et autres structures
similaires
5
100
Monuments, ponts et autres

1-4) Les principes de calcul aux états limites
Dans le domaine de construction, la sécurité définie comme l’absence de risques (stabilité,
durabilité, aptitude à l’emploi...). Toutefois, la sécurité absolue n’existe pas. Il faut accepter une
probabilité non négligeable d’accidents. Le dimensionnement des ouvrages et la vérification de la
sécurité ne peuvent donc pas se faire de façon empirique. Ils sont basés sur des règles de calculs bien
précises.
Au départ, ces règles utilisaient des méthodes de contraintes admissibles de RDM, moyennant
un coefficient de sécurité fixe à l’avance. Les ingénieurs ont fait le constat selon lequel, à partir de cette
méthode on ne peut pas définir la probabilité de ruine et son évolution dans le temps, on ne peut non
plus recenser tous les facteurs aléatoires d’une incertitude : d’où la naissance de nouvelles méthodes à
savoir la théorie semi-probabiliste des états limites (BAEL 83-91) et L’Eurocode 2. Ces normes sont
basées sur les notions des états limites
1-4-1) Définition
Un état limite est un état particulier dans lequel une condition requise pour
construction est strictement satisfaite et cesserait de l’être en cas de modification défavorable
à l’action. Il existe deux (02) types d’états limites
1-4-2) Types d’États limites
A) État limite Ultime (ELU)
Il concerne la sécurité des personnes, ou la sécurité de la structure, et correspond
à une valeur maximale de la capacité du matériau sans qu’il y ait risque d’instabilité.
On distingue :
♠ L’ELU de l’équilibre statique (EQU) qui concerne le non renversement de la
structure (la structure ne s’effondre pas sous l’effet des surcharges)
♠ L’ELU de résistance (STR) : la non rupture des matériaux constitutifs (béton
et acier)
♠ L’ELU de stabilité de forme (GE): Le non flambement du poteau ou d’une
poutre, le non voilement
B) État limite de Service (ELS)
Ces états sont définis compte tenu des conditions d’exploitation et de la
durabilité de la structure en service. On distingue :
♠ L’état limite de résistance à la compression du béton : cette imitation a pour
but d’empêcher la formation des fissures
♠ État limite de déformation : éviter des flèches excessives
♠ État limite d’ouverture des fissures : la limitation des fissures évite la
corrosion des aciers et assurer que ceux-ci sont bien disposées dans le béton
ce qui entre dans le cadre de la durabilité de la structure
1-5) Notions d’actions
1-5-1) Les différents types d’action
L’Eurocode 01 distingue trois (03) classes d’actions en fonction de leurs variations
dans le temps.
 Les charges permanentes (G) : charges constantes dans le temps entre autres le poids
propre des structures, les équipements fixes et les revêtements, les actions indirectes
provoquées par un retrait ou des entassements différentiels.

 Les actions variables (Q) : ce sont les actions qui peuvent varier pendant le temps ; on
peut avoir les charges d’exploitation sur plancher, poutre et toits de bâtiments (charges
d’occupation des personnes et du mobilier), les charges du vent ou de la neige (charges
climatiques), les actions accidentelles (A) (charges rares dues souvent aux explosions
ou aux chocs des véhicules...).
 Les actions dues à l’eau : elles peuvent être considérées comme permanentes et/ou
variables selon les variations de leur grandeur dans le temps.
Certaines actions telles que les actions sismiques (EC8) et les charges dues à la neige
(EC1) peuvent être considérées comme accidentelles et ou variables selon le lieu.
1-5-2) Les différentes combinaisons des actions
Cette combinaison proposée par l’EC1 est un ensemble de valeurs de conception
utilisées pour la vérification de la fiabilité structurelle pour un état limite sous l’influence des
différentes actions.
A) Combinaison à l’ELU
La combinaison est la suivante
 ( charge d’exploitation )
Tableau de valeur partielle
Les valeurs recommandées des coefficients de calculs sont données par le tableau 15
de EC2 : les valeurs recommandées de .
facteurs
défavorable
favorable
1,35
1
1,5
1
1,5
0