Generalites Sur La Precontrainte

8/12/2019 Generalites Sur La Precontrainte

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Gnralits sur la prcontrainte

Pr. Abdelaziz Yazid


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Bton prcontraint

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1. INTRODUCTION

Le bton est un matriau htrogne qui prsente une trs bonne rsistance

la compression, par contre, il a une trs mauvaise rsistance la traction.

Cest ainsi quune poutre reposant sur deux appuis, soumise leffet de son poids

propre (G) et dune charge dexploitation (Q) , subit des contraintes de flexion qui setraduisent par une zone comprime en partie suprieure et par une zone tendue en partie

infrieure (Figure I.1).

F igure I .1

La poutre subit galement des contraintes de cisaillement dues aux efforts tranchants qui

se produisent vers les appuis. Ces contraintes occasionnent des fissures 45 que

le bton ne peut reprendre seul.

Dans ce cas de figure, deux solutions sont possibles :

Solution N1: Lajout dune quantit darmatures capable de reprendre les efforts de

traction dans le bton (Principe du bton arm).

F igure I .2

Solution N2 : Lapplication dun effort de compression axial qui soppose

aux contraintes de traction dues aux chargements (Principe du bton prcontraint).

F igure I .3

2. PRINCIPE DE LA PRCONTRAI NTE

La prcontrainte a pour objectif, en imposant aux lments un effort de compression axial

judicieusement appliqu, de supprimer (ou fortement limiter) les sollicitations de traction

dans le bton (Figure I.4).

G,Q


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Bton prcontraint

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F igure I .4

Cette prcontrainte peut tre :

Une prcontrainte partielle : autorisation des contraintes de traction limites.

Une prcontrainte totale : limination totale des contraintes de traction.

3. MODE DE PRCONTRAI NTE

Pour raliser lopration deprcontrainte, il existe deux possibilits.

3.1. Prcontr ainte par pr-tension

Dans ce procd, les cbles de prcontrainte sont tendus entre deux massifs solidement

ancrs avant le coulage du bton (Figure I.5). Cette technique est surtout employe sur

les bancs de prfabrication, pour raliser des lments rptitifs.

F igure I .5

G,Q

Effet de la flexion + Effet de la prcontrainte = Elment prcontraint

PP

Com ression

Mise en tension

Coulage du bton

Libration des

Poutre prcontrainte


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Bton prcontraint

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Etapes gnrales de ralisation

Mise en tension des cbles.

Coulage du bton.

La libration des cbles aprs le durcissement du bton.

Par adhrence, la prcontrainte de compression est transmise au bton.

Dune faon plus dtaille, la mthode de prcontrainte par pr-tension suit les cycles

suivants :

nettoyage des moules ;

mise en place dhuile de dcoffrage sur les moules;

droulement des armatures actives et blocage aux extrmits dans des plaques ;

mise en place des armatures passives ;

mise en place des moules dans leur position finale;

mise en place des dviateurs ventuels ;

mise en tension des armatures par des vrins ;

mise en place du bton par pont- roulant ou grue ;

lissage de la partie suprieure ;

vibration du bton ;

tuvage ou chauffage du bton ;

dcoffrage ;

d-tension des armatures actives ;

dcoupage des fils situs entre deux lments prfabriqus ;

manutention et stockage.

3.2. Prcontrainte par post-tension

Ce procd consiste tendre les cbles de prcontrainte, aprs coulage et durcissement

du bton, en prenant appui sur la pice comprimer (Figure I.6). Cette techniqueest utilise pour les ouvrages importants est, gnralement, mise en ouvre sur chantier.

La prcontrainte par post tension se prsente sous deux formes :

Une prcontrainte par post-tension interne

Une prcontrainte par post-tension externe

Etapes gnrales de ralisation

Placement des gaines dans le coffrage.

Coulage du bton.


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Bton prcontraint

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Aprs le durcissement du bton, la mise en tension des cbles.

Le blocage se fait par diffrents systmes de cales sur une zone de bton frett.

Linjection dun coulis de ciment.

F igure I .6

La mise en tension peut tre faite en tendant lacier aux deux extrmits de la pice

(actif - actif) ou en tendant une seule extrmit uniquement (actifpassif) (Figure I.7).

F igure I .7

Linjection est une opration extrmement importante, car elle assure un double rle:

1)La protection des armatures de prcontrainte contre la corrosion.2)Lamlioration de ladhrence entre les armatures et les gaines.

Lopration de linjection doit tre ralise ds que possible aprs la mise en tension

des armatures. Le produit dinjection doit rpondre aux impratifs suivants :

avoir une assez faible viscosit pour couler facilement et pntrer dans toutes

les ouvertures et entre fils des cbles de prcontrainte ;

conserver cette faible viscosit pendant un dlai suffisant pour que linjection puisse

seffectuer dans de bonnes conditions avant le dbut de prise;

aprs durcissement, avoir une rsistance suffisante pour assurer efficacement

ladhrence de larmature au bton;

prsenter un retrait minimal ;

ne pas tre agressif vis-vis de lacier de prcontrainte.

Placement des gaines

Coulage du bton

Mise en tension

Poutre prcontrainte

Actif - Actif

Actif - Passif


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Bton prcontraint

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Le produit dinjection tait autrefois un mortier form de ciment, de sable et de leau;

aujourdhui le sable est peu prs compltement abandonn, au profit de coulis

de ciment CPA, comportant un adjuvant.

Lensemble dun procd de prcontrainte comprend, gnralement, les lments

suivants :

a)- Di spositif dancrage:on distingue, principalement, deux types dancrage:

Ancrage actif, situ lextrmit de la mise en tension.

Ancrage passif (ancrage mort), situ lextrmit oppose la mise en tension.

b)- Les coupleur s :dispositif permettant les prolongements des armatures.

c)- Matriels de mise en tension : vrins, pompes dinjection, pompe dalimentation

des vrins etc.

d)- Les accessoir es :gaines, tubes dinjection etc.

3.3. Comparaison des deux procds

Une comparaison entre les deux procds (post-tension et pr-tension) permet

de constater les observations suivantes :

Pr-tension

1)Lconomie desgaines, des dispositifs dancrage et de lopration de linjection.2)La ncessite des installations trs lourdes ce qui limite, par voie de consquence,le choix des formes.

3)La simplicit de la ralisation du procd.4)Une bonne collaboration du bton et des armatures.5)La difficult de ralisation des tracs courbes darmatures.6)Limpossibilit de rgler leffort dans les armatures aprs la mise en tension.Post- tension

1)Ne demande aucune installation fixe puisque ; cest sur la pice elle mme quesappuie le vrin de prcontrainte.

2)Elle permet le choix des diffrentes formes.3)La possibilit de rgler leffort de prcontrainte, ce qui permet dadapter le procd lvolution de la masse de louvrage.

4)La facilit de ralisation des tracs courbes darmatures deprcontrainte.A ct de ces procds classiques, il existe des procds spciaux qui sont rservs

certains ouvrages ou qui font appel dautres principes pour la mise en tension :

Prcontrainte par enroulement


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Bton prcontraint

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Prcontrainte par compression externe

Mise en tension par dilatation thermique

Mise en tension par expansion du bton

4. AVANTAGES ET I NCONVNI ENTS

4.1. Avantages

1)Une compensation partielle ou complte des actions des charges.2)Une conomie apprciable des matriaux.3)Augmentation des ports conomiques.4)Une rduction des risques de corrosion.4.2. I nconvnients

1)La ncessit de matriaux spcifiques.

2)La ncessit de main duvre qualifi.3)La ncessit dquipements particuliers.4)Risque de rupture vide par excs de compression.5)Un calcul relativement complexe.5. SYSTMES DE PRCONTRAINTE

Les systmes de prcontrainte font lobjet de brevet et sont fabriqus par leurs

exploitants. Les principaux systmes sont :

Systme Freyssinet :

Ce systme utilise des cbles composs de torons T 13, T 13 S, T 15 et T 15 S. La lettre T

est remplace par la lettre K (exemple 12 K 15)

Systme PAC :

Ce systme utilise des cbles composs de 1 37 T 13, T 13 S, T15 ou T 15 S.

Systme CIPEC :

Ce systme utilise des cbles 4 T 13 19 T 13, 4 T 15 27 T 15, normaux et super.

Systme VSL :

Ce systme utilise des units 3 T 12 55 T 13, 3 T 15 37 T 15, normales ou super. Leur

dnomination est de la forme 5-n pour n T 13 et 6-n pour n T 15. (Exemple : 6-37

reprsente un cble ou un ancrage 37 T 15).

6. DOMAINE DAPPLICATION

Linvention du bton prcontraint est due lingnieur franais Eugne Freyssinet.

Les premires applications pratiques sont tentes en 1933. Dans les annes qui suivent,les performances exceptionnelles de ce nouveau concept sont brillamment dmontres.


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Bton prcontraint

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Grce ces avantages le bton prcontraint est utilis dans les ouvrages dart

et les btiments de dimensions importantes : il est dutilisation courante pour les ponts

et dun emploi trs rpandu pour les poutrelles prfabriques des planchers de btiments.

On le retrouve dans de nombreux autres types douvrages, parmi lesquels nous citerons

les rservoirs, les pieux de fondation et tirants dancrage, certains ouvrages maritimes,les barrages, les enceintes de racteurs nuclaires...

7. RGLEMENTATIONS

IP1 : Instruction Provisoire n1 du 12 Aot 1965

IP2 : Instruction Provisoire n2 du 13 Aot 1973

BPEL 91 : Bton prcontraint aux tats limites

Euro code 2 : (Bton Arm et Bton prcontraint).

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