Béton précontraint par post-tension

Hormigon postensado

Le béton précontraint par post-tension est essentiellement l’une des versions améliorées du béton armé, puisqu’il s’agit d’un matériau de construction en béton ayant une résistance à la traction plus élevée, grâce à l’application d’un nouveau système de construction.

En général, le système de construction utilisé pour la production de précontrainte par post-tension est connu sous le nom de précontrainte, une technique qui sert également à produire du béton précontraint, une autre version améliorée du béton armé.

Le béton par post-tension est un matériau plus complexe que le béton armé, c’est pourquoi il est utilisé dans des structures spécifiques, principalement dans les environnements où les charges sont élevées et la géométrie compliquée.

Qu’est-ce que le béton précontraint par post-tension ?

Le béton précontraint par post-tension, ou précontrainte par post-tension, est un type de béton précontraint qui est soumis à des contraintes de compression après le coulage et la prise du mélange de béton frais, c’est-à-dire lorsque le béton en est à ses premiers stades de durcissement et développe sa résistance caractéristique.

Qu'est-ce que le béton précontraint ?
Source: construblogspain.files.wordpress.com/2013/09/dsc03059-large.jpg?w=940&h=704

Les contraintes de compression que le béton durci reçoit sont dues à la mise en tension d’une armature métallique composée de torons ou de câbles d’acier, qui sont contenus dans des gaines plastiques ou métalliques enfermées et placées pendant le coffrage, en suivant scrupuleusement les spécifications de conception.

Après tension des câbles, ils sont ancrés à la structure au moyen de pièces spéciales.

Grâce à la post-tension, ce type de béton stocke des contraintes de compression supplémentaires qui s’opposent aux contraintes de traction causées par les charges, ce qui entraîne une déformation et une fissuration importantes de l’élément structurel.

Types de post-tension

La plupart des armatures de béton précontraint par post-tension jouent un rôle actif dans le matériau en induisant des contraintes mécaniques supplémentaires qui interagissent avec celles causées par les charges de service. Alors que la partie restante de l’armature participe passivement au matériau, agissant comme un ancrage ou une fixation des pièces actives.

Lorsque l’armature active de post-tension atteint la valeur de contrainte de conception, les câbles d’acier qui la composent sont ancrés dans l’élément structurel au moyen de l’armature passive. Une fois que cela a été fait, il y a deux options pour achever la post-tension du béton :

Précontrainte adhérente

Dans ce système de construction, les conduits d’armature actifs sont remplis sous pression de mortier de ciment à haute résistance pour assurer l’adhérence de l’armature au conduit, générant une section monolithique. Cela permet d’éviter que l’armature active ne soit gravement endommagée par la corrosion.

Précontrainte non adhérente

Contrairement au système précédent, dans ce système, les conduits de l’armature active ne sont pas remplis, de sorte que les câbles tendus ne sont reliés au béton que par les organes d’ancrage.

Généralement, les câbles de l’armature sont enduits de graisse et contenus dans des conduits en plastique, pour réduire l’impact environnemental et garantir leur durée de vie.

Caractéristique du béton précontraint par post-tension

Bien que le béton précontraint par post-tension ne soit pas un matériau de construction récent, puisqu’il est apparu à la fin du XIXe siècle, il présente actuellement un niveau élevé d’innovation et d’optimisation qui lui confère une foule de caractéristiques. Parmi les plus pertinentes, on peut citer les suivantes :

  • Les éléments en précontrainte par post-tension nécessitent peu d’entretien en raison de leur grande résistance mécanique et de leur durabilité. Cependant, l’armature nécessite une protection contre la corrosion.

  • Il contrôle efficacement la formation de fissures et de fentes causées par la rétraction hydraulique et la flexion. Il permet également de réduire les déformations et les vibrations.

  • Il permet la construction d’éléments structurels de grandes portées, ce qui implique une diminution des éléments porteurs.

  • Grâce aux contraintes de compression supplémentaires, les éléments structurels en précontrainte par post-tension développent une plus grande rigidité, ont des dimensions de section transversale plus petites et sont constitués de composants en proportions réduites par rapport aux éléments en béton armé.

Utilisation du béton précontraint par post-tension

En règle générale, le béton précontraint par post-tension est utilisé dans des structures qui reçoivent des charges élevées et qui ont de grands espacements entre les supports (portées). Dans une telle situation constructive, son utilisation est nécessaire en raison du coût des matériaux et du poids élevé de la structure, qui entraîne principalement des fissures, des déformations et une réduction de la durée de vie utile.

Béton précontraint
Source : es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Acero_postensado.jpg

Cependant, le système de construction précontrainte par post-tension est beaucoup plus compliqué que celui du béton armé, de sorte que l’avantage de l’économie de matériaux tend à être minimisé par la nécessité d’un personnel spécialisé et d’équipements spéciaux.

Le béton précontraint par post-tension a principalement été utilisé dans la construction de ponts à haubans ou coulés par sections, mais aussi pour construire des viaducs et voussoirs.

Par ailleurs, le béton précontraint par post-tension est également utilisé dans la construction de parkings, de bâtiments industriels, d’hôtels, de complexes sportifs, de terminaux d’aéroport, d’auditoriums et autres structures de grandes portées.

Bien que la post-tension du béton soit souvent réalisée in situ, il est possible d’acquérir des éléments structurels préfabriqués en béton précontraint par post-tension. Il s’agit principalement de dalles et de poutres préfabriquées en béton précontraint par post-tension.

Avantages et inconvénients du béton précontraint par post-tension

Le béton précontraint par post-tension est un matériau qui se distingue par sa grande résistance mécanique et par les dimensions transversales réduites des éléments qui le composent. Cependant, ces avantages techniques s’accompagnent de certains aspects qui rendent difficile l’exécution du processus de construction, en raison de l’exigence d’un haut niveau de précision et de détail de la conception.

Ainsi, afin d’obtenir une perspective complète du béton précontraint par post-tension, voici ses avantages et ses inconvénients :

Avantages du béton précontraint par post-tension

  • Il permet la réduction des dimensions transversales des éléments structurels, en optimisant le poids de la structure par l’augmentation de la résistance mécanique et la réduction des déformations et des fissures.
  • Il permet la construction de structures avec de grandes portées et une diminution des éléments porteurs.
  • Il permet une utilisation plus efficace des matériaux de construction. C’est-à-dire qu’il permet d’économiser les matériaux de construction.

  • Il comprend des éléments structurels qui nécessitent peu d’entretien.

  • Il augmente la durée de vie moyenne des éléments en béton.

  • Il facilite la conception des éléments structurels en béton à géométrie irrégulière.
  • La précontrainte par post-tension est un système polyvalent qui peut s’adapter à de multiples situations de construction afin de répondre aux besoins du projet.

Inconvénients du béton précontraint par post-tension

  • Il nécessite une main-d’œuvre et des machines hautement spécialisées.
  • Les calculs de conception des éléments en béton précontraint par post-tension sont plus complexes et plus coûteux que les calculs traditionnellement utilisés pour concevoir des éléments en béton armé.
  • Les pièces structurelles en béton précontraint par post-tension sont sensibles à la corrosion.
  • Le système de construction en béton précontraint par post-tension a un coût élevé, du fait que les ancrages sont irrécupérables et de la mise en place exigeante des armatures à l’intérieur des conduits.
  • Il exige un soin particulier dans l’exécution des ancrages et des revêtements de l’armature.

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