Sur un chantier, le bois et le béton se croisent en permanence : ma charpente repose souvent sur des fondations ou un chaînage en béton armé. Le béton armé est tout simplement du béton dans lequel on noie des armatures en acier. Le béton encaisse très bien la compression mais casse à la traction, l'acier fait l'inverse. En les associant, on obtient un matériau qui résiste aux deux, idéal pour les fondations, poteaux, poutres et dalles. Breveté au XIXe siècle, il est devenu la base de la construction moderne. Je vous explique sa composition, ses matériaux et son principe, avec le regard d'un artisan qui voit ce que donne un béton bien fait, et un béton bâclé.
Quelle est la différence entre le béton et le béton armé ?
Le béton seul résiste très bien à la compression, c'est-à-dire à l'écrasement, mais très mal à la traction, c'est-à-dire à l'étirement. Dès qu'une structure est tendue (le dessous d'une poutre, par exemple), le béton seul fissure. L'acier, lui, résiste parfaitement à la traction. Le béton armé combine les deux : du béton renforcé par des armatures en acier. Le résultat encaisse compression et traction, et gagne en résistance au feu, à l'humidité et aux mouvements de terrain. C'est cette association qui rend possibles les ouvrages que le béton seul ne pourrait pas tenir.
Quel est le principe du béton armé ?
Le principe est simple à comprendre une fois qu'on a en tête la mécanique. Prenez une poutre qui soutient un plancher : sous la charge, sa partie basse est tendue, sa partie haute est comprimée. On place donc les aciers principaux dans la zone tendue, en partie basse, là où le béton seul céderait. L'acier reprend la traction, le béton la compression, et l'ensemble travaille en équilibre. C'est ce calcul de placement des armatures qui fait toute la solidité de l'ouvrage, et c'est précisément pour ça qu'il relève d'un professionnel sur les éléments porteurs.
Quelle est la composition du béton armé ?
Le béton armé associe un béton et des armatures en acier (carbone ou inox), de diamètre courant 6 à 40 mm. Le béton lui-même se compose de ciment, de granulats (gravier et sable), et d'eau. Un dosage domestique courant tourne autour de 25 kg de ciment, 75 kg de gravier, 50 kg de sable et 10 litres d'eau, mais le dosage exact dépend de l'usage. Les armatures sont disposées dans le coffrage avant que le béton frais ne soit coulé et ne les enrobe entièrement. Cet enrobage complet est capital : un acier qui affleure rouille et fait éclater le béton.
Les outils nécessaires pour fabriquer le béton armé
Pour un petit ouvrage en autoconstruction, voici l'outillage de base :
- Une bétonnière, pour un mélange régulier.
- Une pelle, pour mélanger et répartir.
- Une brouette, pour transporter le béton.
- Un seau, pour doser les matériaux et transporter de petites quantités.
- Un tuyau d'arrosage, pour l'eau de gâchage.
Les matériaux indispensables pour le fabriquer
La qualité finale dépend étroitement de la qualité des matériaux. Voici les quatre composants du béton, plus les aciers.
Ciment
Le ciment est une poudre grise à base de calcaire. Mélangé à l'eau, il cristallise et durcit, assurant la liaison de l'ensemble. C'est le liant qui fait tenir granulats et sable. Sa qualité et son dosage conditionnent la résistance du béton.
Pierre concassée (gravier)
Le granulat apporte la structure du béton. Plusieurs roches conviennent : le gravier courant donne un bon résultat pour un usage domestique, le granite, plus résistant et insensible au gel, est idéal en extérieur, le calcaire reste moins résistant au gel et donc à éviter dehors. En Auvergne, avec nos hivers d'altitude, le choix d'un granulat résistant au gel n'est pas un détail.
Sable
Le sable comble les vides entre les granulats. On utilise un sable de construction, aux grains de 0,1 à 5 mm. Un sable trop chargé en impuretés fragilise le béton. Les professionnels travaillent avec des granulats conformes aux normes en vigueur (granulats pour bétons hydrauliques), gage de régularité.
Eau
L'eau déclenche la prise du ciment. Comptez environ 12 à 17 litres pour les éléments structurels selon le dosage. Elle doit être propre, sans terre ni saleté. Trop d'eau affaiblit le béton, c'est l'erreur classique : un béton trop liquide est plus facile à couler mais bien moins résistant une fois sec.
Fers à béton
Les armatures se déclinent en trois rôles : les aciers principaux, qui reprennent les efforts dans les zones tendues, les aciers transversaux (cadres, étriers), qui encaissent les efforts tranchants et de torsion, et les aciers de montage, qui maintiennent l'ensemble en place pendant le coulage. Leur disposition précise est calculée selon les charges.
La mise en œuvre du béton armé
La fabrication d'un ouvrage en béton armé suit cinq étapes, dans l'ordre : la conception des armatures (ferraillage calculé), la formulation du béton (dosage adapté), le coffrage (le moule qui donne la forme), le coulage (mise en place du béton frais autour des aciers), et le décoffrage (retrait du moule après prise). Chaque étape compte. Un ferraillage mal calculé, un coffrage qui fuit ou un coulage incomplet, et l'ouvrage est compromis.
Comment fabriquer du béton armé soi-même ?
Pour un petit ouvrage non porteur (une dalle de cabanon, un plot, une bordure), un bricoleur soigneux peut s'en sortir : ferraillage simple, béton dosé à la bétonnière, coffrage propre, coulage en enrobant bien les aciers, et patience pour le séchage. En revanche, pour tout élément structurel (poutre, linteau, dalle porteuse, fondation de maison, mur de soutènement), le dimensionnement des armatures doit être calculé par un professionnel, maçon ou bureau d'études. La sécurité des occupants en dépend, ce n'est pas un domaine où improviser.
L'essentiel à retenir
Le béton armé tire sa force de l'alliance du béton, résistant à la compression, et de l'acier, résistant à la traction. Sa qualité repose sur de bons matériaux (ciment, granulats adaptés au gel, sable propre, eau propre, dosage maîtrisé) et sur un ferraillage correctement placé et bien enrobé. Pour un petit ouvrage décoratif, l'autoconstruction est envisageable. Pour tout élément porteur, faites calculer et exécuter le ferraillage par un maçon professionnel. Un béton armé bien conçu traverse les décennies sans broncher, un béton mal armé fissure et met en danger toute la structure.
