Béton Précontraint & béton armé : quelles différences ?

Le béton précontraint et le béton armé sont deux techniques couramment utilisées en construction. Si le béton armé est bien connu, le béton précontraint reste un procédé plus technique, souvent utilisé pour les ouvrages nécessitant de grandes portées, comme les ponts ou les éléments de plancher préfabriqués.

Alors, qu’est-ce que le béton précontraint ? Comment se distingue-t-il du béton armé ? Quels sont ses avantages et inconvénients ? Voici un guide complet pour tout comprendre sur ces deux matériaux composites essentiels du BTP.

Qu’est-ce que le béton précontraint ?

Le béton précontraint est une évolution du béton armé qui permet d’améliorer sa résistance aux efforts de traction. Contrairement au béton armé classique, dans lequel les armatures en acier ne subissent aucune tension avant le durcissement du béton, le béton précontraint applique une compression artificielle au béton avant même qu’il ne subisse des charges.

C’est quoi le béton précontraint ?

Le principe de la précontrainte

Le béton seul est un matériau très résistant en compression, mais faiblement résistant en traction. L’acier quant à lui, résiste très bien à la traction (et également à la compression).

C’est pour conférer au béton cette résistance spécifique en traction que l’on a eu l’idée de l’armer de barres d’acier.

Lorsqu’un élément en béton subit une charge (par exemple, une poutre supportant un plancher), il a tendance à se courber sous l’effet des forces extérieures. Cette flexion génère des zones de traction où apparaissent des microfissures qui peuvent fragiliser la structure.

La précontrainte consiste à appliquer un effort de compression initial au béton pour annuler ou réduire ces efforts de traction dès que l’élément est mis en charge. En d’autres termes, on « presse » le béton avant même qu’il ne subisse des efforts externes, ce qui lui permet de supporter des charges plus élevées  par la suite lorsque l’ouvrage est en service.

Béton précontraint : définition (schéma béton précontraint).

Comment applique-t-on la précontrainte ?

Il existe deux méthodes principales pour mettre le béton sous compression :

La précontrainte par pré-tension

Cette technique est surtout utilisée dans la préfabrication en usine d’éléments en béton (dalle de plancher, poutres, poutrelles en béton précontraint), où elle se justifie par la notion de série.

• Des câbles d’acier haute résistance sont tendus entre les joues d’un moule avant le coulage du béton par l’intermédiaires de vérins et de torons.
• Une fois le béton suffisamment durci, les câbles sont relâchés, transférant ainsi leur compression au béton grâce à l’adhérence naturelle entre acier et béton.
• L’élément précontraint est alors prêt à être transporté et mis en place sur chantier.

Exemples d’applications :

• Poutres et poutrelles en béton précontraint pour planchers préfabriqués.
• Linteaux béton précontraint, utilisés au-dessus des ouvertures de murs pour renforcer la structure.
• Eléments de plancher en béton précontraint, de type prédalle ou dalle alvéolée (dalle béton précontraint), employés dans les planchers de bâtiments et parkings.

Poutrelles de plancher en béton précontraint.

La précontrainte par post-tension

Technique utilisée directement sur chantier, notamment pour les grands ouvrages.

• Les câbles d’acier sont insérés dans des gaines vides placées dans le coffrage du béton.
• Après durcissement du béton, les câbles sont mis sous tension à l’aide de vérins hydrauliques.
• Une fois la tension atteinte, on bloque les câbles à l’aide d’ancrages, puis les gaines sont remplies de coulis de ciment pour éviter la corrosion des câbles.

Exemples d’applications :

• Tabliers de ponts en béton précontraint, permettant de franchir de grandes distances sans piliers intermédiaires.
• Poutres en béton précontraint grande portée, utilisées dans le génie civil et les infrastructures lourdes.
• Citons également les réservoirs à hydrocarbures, les réservoirs d’eau, les silos ou bien encore les enceintes de réacteurs nucléaires.

Poutres de pont en béton précontraint, post tensionnées.

Qu’est-ce que le béton armé ?

Le béton armé est un béton dans lequel on a inséré des armatures sous forme de barres d’acier ou de panneaux en treillis pour améliorer sa résistance aux efforts de traction. Contrairement au béton précontraint, les aciers ne sont pas mis sous tension avant le coulage du béton.

Principales caractéristiques :

• Répartition des charges homogène ;
• Bonne résistance aux chocs et aux déformations ;
• Facilité de mise en œuvre sur chantier.

Exemples d’utilisation :

• Fondations et structures porteuses ;
• Dalles et planchers en béton armé ;
• Murs et poteaux dans le génie civil.

Coulage d’une dalle en béton armé.

Différence entre béton armé et béton précontraint

 Béton précontraint : avantages et inconvénients

Avantages :

• Résistance accrue à la traction ;
• Réduction des fissures et meilleure durabilité ;
• Possibilité de grandes portées sans appuis intermédiaires ;
• Réduction du poids des structures.

Inconvénients :

• Coût plus élevé que le béton armé ;
• Mise en œuvre plus complexe, nécessitant un savoir-faire spécifique ;
• Matériel spécifique requis (câbles de précontrainte, vérins de tension).

Pourquoi utiliser le béton précontraint ?

Le béton précontraint est idéal pour les structures nécessitant de grandes portées tout en réduisant le poids et les fissurations. Il est largement utilisé dans les ouvrages d’art, les bâtiments industriels ou commerciaux et les parkings à étages.

Conclusion : quel béton choisir ?

Le choix entre béton armé et béton précontraint dépend de l’usage, des contraintes techniques et du budget.

Optez pour le béton armé si vous avez besoin d’un matériau simple à mettre en œuvre et économique, adapté aux structures courantes.

Privilégiez le béton armé précontraint pour des structures légères, de grandes portées et résistantes, notamment pour les ouvrages de génie civil ou les bâtiments industriels et commerciaux.