Le principe du béton précontraint PDF
Le béton résistant mieux en compression qu’en traction, le but de la précontrainte est d’obtenir des pièces qui ne travailleront qu’à la compression. Les forces de traction engendrées par les charges appliquées à l’ouvrage viendront en déduction des forces de compression créées par la mise en tension des câbles des précontrainte.
Soit par exemple une poutre en béton armé reposant sur deux appuis simples. Si on la soumet à une charge, elle se déforme.
La section transversale, au droit de l’application de la charge se trouve comprimée à la fibre supérieure et tendue à la fibre inférieure. Lorsque la charge est trop forte, des fissures apparaissent à la partie inférieure de la poutre.
Supprimons dans cette poutre l’armature de traction classique pour la remplacer par une gaine courbe suivant la déformée de la poutre et contenant des câbles de précontrainte.
En tirant sur les câbles, on comprime la poutre. Dans la section transversale, la fibre supérieure se trouve tendue et la fibre inférieure comprimée. Si l’on applique une charge au centre de la poutre, la fibre inférieure va se tendre et la fibre supérieure se comprimer.
Il est possible de déterminer l’effort de précontrainte nécessaire pour que la poutre soit toujours comprimée quelles que soient les charges appliquées.
Lors d’un chargement les efforts de traction viennent alors en déduction des efforts de compression créés par la précontrainte mais toutes les fibres restent comprimées.
En réalité, dans les grosses poutres, il y a de nombreuses gaines. La disposition exacte de ces câbles et leur nombre dépend de nombreux paramètres (dimensions et forme de la poutre, charges à supporter, etc.). Leur position relevée vers les extrémités est destinée à améliorer la résistance à l’effort tranchant.
Nous avons décrit le principe de la précontrainte en prenant une poutre comme exemple, mais tous les éléments de construction peuvent être réalisés en béton précontraint.
En 1928, l’inventeur de la précontrainte, Eugène FREYSSINET définissait ainsi la précontrainte : « Précontraindre 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 ».