Armatures de béton armé : fabrication et pose

Les éléments constitutifs des armatures

Différents types d’éléments peuvent composer les armatures. On distingue :

• la barre : c’est l’élément de base des armatures pour béton armé, elle peut être droite ou façonnée ;
• le treillis soudé : ce sont des fils ou des barres croisées et soudées en usine pour former une sorte de quadrillage d’armatures métalliques ;
• la cage d’armature : assemblage de barres droites et façonnées sous forme de cages ;
• le panneau : assemblage d’armatures dans un plan, les treillis soudés s’achètent en panneaux ;
• l’étrier : armature transversale avec deux brins rapprochés ;
• l’épingle : armature transversale avec un seul brin ;
• le cadre : armature transversale de forme rectangulaire, utilisé par exemple dans les poutres en béton armé.

Les treillis soudés

Les treillis soudés sont utilisés pour ferrailler des ouvrages linéaires et plans comme les planchers et les voiles. Il s’agit de panneaux préassemblés de plusieurs mètres carrés de surface chacun, qu’il suffira de disposer les uns à côté des autres, avec le recouvrement nécessaire, afin de réaliser une nappe d’armatures. Ils sont très prisés sur les chantiers de bâtiment car ils permettent par exemple de ferrailler un plancher beaucoup plus rapidement que s’il fallait disposer en quadrillage les barres droites une à une pour couvrir toute la surface de la dalle.

Il existe deux types de treillis soudés :

• les treillis soudés de structure utilisés pour le béton armé (nommés “ST” et répondant à la norme NF A 35-080-2) ;
• les treillis soudés de surface utilisés pour réduire les fissurations se formant à la surface d’un ouvrage (nommés “PAF” pour panneau anti-fissuration ou “RAF” pour rouleau anti-fissuration).

Les treillis soudés sont caractérisés par leurs dimensions (dimension du panneau, des mailles du treillis, diamètre des fils, etc.). On retrouve l’ensemble de ces caractéristiques dans les tableaux ci-dessous :

Les différents types d’armatures pour béton armé

Selon la norme NF A 35-027, on distingue trois catégories d’armatures :

• les armatures sur plans : elles sont fabriquées à partir de plans de bureau d’études et sont utilisées pour les ouvrages en béton armé de génie civil et de bâtiments ;
• les armatures sur catalogue ou armatures standard : elles sont conçues par un fabricant et renseignées dans un catalogue. Elles sont utilisées pour les constructions simples, par exemple des poutres ou des chevêtres de maisons individuelles ;
• les armatures spéciales : ce sont des armatures comportant des dispositifs, des accessoires spécifiques (dispositifs de raboutage et d’ancrage des armatures, boîtes d’attente, etc.), ou bien constituées d’aciers particuliers pour béton armé (acier galvanisé, acier inoxydable…).

On parle également :

• d’armatures coupées-façonnées : les armatures peuvent être “coupées-façonnées”, lorsqu’elles sont conçues par coupe puis façonnées de manière personnalisée (selon les plans d’exécution), pour produire les repères du plan (cadres, étriers, épingles, etc.).
• d’armatures assemblées : lorsqu’on assemble des armatures “coupées-façonnées” afin de fabriquer des cages ou des panneaux. On parle alors d’armatures CFA (coupées, façonnées, assemblées). Les armatures sont assemblées en usine ou bien directement sur le chantier. Les armatures assemblées sont utilisées pour les semelles de fondation ou encore les poteaux de fondations (voir notre article sur les fondations).

Les armatures sont ainsi soit assemblées en usine puis livrées sur le chantier, soit livrées sur le chantier déjà pré-découpées et façonnées puis assemblées sur le chantier-même.

Les cycles d’armatures

On parle de cycle d’armatures lorsque l’on fait référence à toutes les étapes entre l’obtention de l’acier sous forme de barres/couronnes et la mise en place des armatures dans le coffrage.

Pour connaître les principales étapes du bétonnage, lisez l’article correspondant.

Cycle d’armature sur plans

La fabrication des armatures sur plans nécessite une phase de préparation très importante (choix de l’armaturier, préparateurs et décortiqueurs, commandes d’armatures, etc.).

Les étapes de fabrication des armatures de béton armé

La fabrication des armatures se déroule en plusieurs étapes. Elle se base sur des plans d’exécution transmis par l’entreprise cliente ayant commandé les armatures ou bien par son bureau d’études pour faire en sorte que la fabrication du ferraillage soit en adéquation avec la mise en coffrage adoptée.

1. La préparation : la préparation de la fabrication des armatures sera différente selon les cas de figure :

   • S’il s’agit d’une commande d’armatures coupées-façonnées, l’armaturier n’est généralement qu’un simple fabricant et l’entreprise ayant fait la commande se chargera de la pose sur le chantier.
   • Dans le cas d’une commande d’armatures assemblées, des techniciens “décortiqueurs” vont préparer la fabrication des armatures en acier. Pour cela, ils vont établir des documents de production (schémas, liste de coupe, listes d’armatures etc.) à partir des plans des bureaux d’études. L’armaturier effectuera soit la fabrication, soit la pose des armatures, soit les deux.
   • Lorsque la fabrication et la pose sont assurées par la même société, la préparation est faite en atelier et la pose par le service correspondant de l’entreprise.

2. Le dressage : en usine, les aciers en bobine sont dressés dans une machine appelée dresseuse. Il s’agit de faire passer un fil dans une chicane composée de cadres tournants et de galets.

3. La coupe : la coupe est faite soit à l’aide d’une dresseuse, soit avec une cisaille mécanique.

4. Le façonnage : s’il s’agit de fils, le façonnage est fait après le dressage avec des cadreuses. Dans le cas de barres coupées, on utilise des cintreuses.

5. L’assemblage : l’assemblage des armatures se fait en usine ou bien sur le chantier. S’il est réalisé sur le chantier par une équipe de poseurs, on parlera de montage. Le montage consiste à disposer dans le bon ordre et selon la bonne géométrie, les barres d’armatures coupées-façonnées qui ont été livrées sur le chantier. Le ferrailleur se réfère au plan d’éxécution, dit plan de ferraillage, qui se compose de 2 éléments :

   • une représentation graphique de la disposition des barres à respecter, avec des vues en plan et en coupe,
   • une nomenclature, sorte de légende qui détaille pour chaque type de barre présent sur le plan sa longueur, son diamètre, sa géométrie et le nombre d’occurrence de ce type de barre dans le plan. Chaque type de barre porte un numéro, identifié sur les vues en plan, qu’on appelle repère.

L’assemblage entre les armatures est réalisé directement dans le coffrage par ligatures, à l’aide de fils d’attaches (fil recuit noir utilisé pour fixer les éléments d’armature et les coffrages). Ces ligatures permettent uniquement de maintenir les barres à la bonne position. Il est également possible de lier les barres entre elles par soudure afin de fusionner deux armatures de façon permanente. Ces opérations sont plutôt réalisées en atelier car elles nécessitent un contrôle poussé si la soudure participe à la résistance de la structure. Il existe plusieurs sortes de soudage : le soudage par résistance (fusion des deux éléments par pression mécanique puis avec un courant électrique), le soudage semi-automatique MAG (soudage à l’arc électrique avec un fil fusible) ou encore le soudage au fil fourré (soudage à l’arc électrique avec un fil fourré composé de poudre métallique).

Cycle d’armature sur catalogue

La pose des armatures en coffrage sur le chantier

La pose des armatures en coffrage se fera ainsi à partir d’armatures coupées-façonnées ou bien à partir d’armatures assemblées. Dans le premier cas, il faudra donc au préalable effectuer l’assemblage sur le chantier en atelier forain ou directement dans le coffrage (dans le cas d’armatures imposantes par exemple).

Lors du bétonnage, la structure en béton armé va être coffrée et bétonnée progressivement. Les boîtes d’attente et autres dispositifs de couplage permettent d’assurer la continuité du ferraillage lors de la reprise de bétonnage.

De plus, il faut veiller à ce que les épaisseurs d’enrobage par le béton des armatures soient suffisantes afin de protéger correctement les armatures. Il existe des supports d’écartement pour assurer une épaisseur d’enrobage suffisante, comme les cales à béton.

Quelles que soient les méthodes employées pour poser des armatures dans un coffrage, il est nécessaire que la fabrication et la pose de ces armatures soient parfaitement étudiées. De plus, réaliser des armatures conformes aux normes permettra d’éviter de nombreux problèmes en termes de résistance, de sécurité ou de durabilité de l’ouvrage.

Les réglementations sur les armatures

La conformité d’une armature posée dans un ouvrage dépend de :

• la conformité des sections d’armature et des dispositions constructives ;
• la conformité des matériaux utilisés ;
• la conformité de la fabrication de l’armature ;
• la conformité de la pose en coffrage.

Afin d’obtenir des armatures conformes, il faut se référer à certaines normes, textes réglementaires ou encore Eurocodes (textes européens).

En voici quelques-uns :

• NF EN 10080 : Aciers pour l’armature du béton
• NF A 35-080-1 et 2 : Aciers pour le béton armé.

Pour le béton armé, la principale norme est la NF EN 1992-1-1.

L’AFCAB (Association Française de Certification des Armatures du Béton) gère également des certifications concernant les cycles des armatures, de la production des aciers jusqu’à la pose des armatures en coffrage.

Voici les principales certifications :

• La Certification NF – Aciers pour béton armé ;
• La Certification NF – Armatures ;
• La Certification AFCAB – Dispositifs de raboutage ou d’ancrage des armatures du béton ;
• La Certification AFCAB – Boîtes d’attentes pour béton armé ;
• La Certification AFCAB – Pose des armatures du béton.

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Sources :

• Infociments ;
• Cimbéton ;
• Dico BTP Editions Eyrolles.