le principe de précontrainte

Le béton est un matériau fortement résistant à la compression et à l’inverse très peu en traction et par conséquent peu résistant en flexion. C’est pour améliorer la résistance en traction (flexion) qu’il a été imaginé d’y incorporer des armatures en acier (« béton armé »). Le béton précontraint va encore plus loin en ne permettant au béton de ne travailler qu’en compression.

Il s’agit du principe de la précontrainte. Elle consiste à soumettre initialement le béton à des contraintes permanentes de compression destinées à compenser les forces de traction qui seront appliquées à la structure sous les sollicitations en service. Les forces de flexion ne viendront alors qu’en déduction de la force de la précontrainte initiale. Le béton est alors employé au mieux de ses possibilités. La précontrainte est réalisée au moyen de systèmes de câbles tendus puis ancrés aux extrémités, dont le tracé est rectiligne ou ondulé suivant la répartition des sections tendues dans l’élément en béton de la structure.

C’est Eugène FREYSSINET qui, en 1928 déposa le premier brevet, eut l’idée de ce procédé, lequel allait révolutionner l’art de construire.

La précontrainte sous toutes ses formes existe depuis longtemps. Elle est naturelle dans les arcs, voûtes, ou provoquée comme les cercles de tonneau, les roues de bicyclette, les roues de chariots, la corde et l’arc, le verre trempé, la scie à bois…

Les premiers ponts en béton précontraint ont été réalisés par précontrainte extérieure au béton au moyen de câbles.

On peut par ailleurs citer quelques ouvrages ou structures remarquables :

• 1908-1910 L’arche d’essai réalisée par E. Freyssinet à Moulins dans laquelle le tirant reprenant la poussée de l’arche est précontraint, a permis la construction d’un premier d’une série de trois ponts au-dessus de l’Allier d’un genre identique en béton précontraint
• 1924 Les voûtes de Polyvestre dans le Var avec des tirants prétendus
• 1935 Les premiers tuyaux préfabriqués précontraints
• 1941 Le pont de Luzancy
• 1946 Les pistes précontraintes d’Orly

La précontrainte est réalisée comme évoqué au moyen de câbles constitués de torons (ou fils au début) en acier haute résistance contenus dans des conduits. Les conduits sont soit des gaines nervurées en acier insérées dans le béton de la structure ou des tubes selon les applications pour réaliser la précontrainte intérieure au béton, soit des conduits en plastique (nervurés pour la précontrainte intérieure) ou des tubes en plastique pour la précontrainte extérieure au béton. La précontrainte est soit adhérente c’est-à-dire avec un produit de remplissage des conduits et de protection contre la corrosion des câbles de type coulis de ciment ou non adhérente lorsque l’injection est réalisée au produit souple (cire, graisse, gel).

Types d’ouvrages précontraints :

Ponts à poutres, ponts-dalles, ponts à poutres préfabriquées, ponts construits par encorbellement, par poussage, ponts suspendus, ponts à haubans, réservoirs, enceintes de confinement nucléaire, poteaux, tuyaux, dalles de planchers, tirants de voûtes, tirants d’ancrages, portiques, radiers, réparations de structures, etc.

Voici deux exemples simples :

Roue de bicyclette Les rayons prétendus empêchent un écrasement des rayons (prétendus) et de la jante (précomprimée).

Poutre en sucre
« La poutre en sucre » (ou d’éléments assemblés entre eux), maintenue comprimée depuis les extrémités Il faut une force Q de plusieurs Newtons pour effondrer la poutre

*Représente la force due à la gravité subie par une masse d’un kilogramme

Techniques de manutention associées

Manutention lourde à haute technicité

Comme pour l’activité de précontrainte, les manutentions lourdes à haute technicité doivent être réalisées par du personnel hautement qualifié, ayant suivi également tous les modules de formation internes dispensés par l’entreprise dans le cadre de cette activité. Elles font appel à l’utilisation de systèmes hydrauliques complexes couramment utilisés en précontrainte, avec pilotage manuel ou avec asservissement par automate programmable. Elles mettent souvent en œuvre des produits, procédés ou des systèmes qui sont utilisés dans l’activité précontrainte, qui peuvent le cas échéant avoir subis des adaptations.

Identification professionnelles fntp afférentes

Les activités couvertes par le SEDIP et le SNFIJEES se retrouvent dans la Nomenclature des Travaux Publics (Référentiel FNTP) sous les identités professionnelles suivantes :

• 711 Précontrainte
• 7141 Manutention de haute technicité (Ripage, poussage, hissage, vérinage)
• 715 Haubans, câbles et suspentes
• 7161 Appareils d’appui
• 7162 Joints de dilatation
• 7253 Remplacement et réparation des joints de dilatation sur chaussées
• 7255 Remplacement des appareils d’appui par vérinage
• 7277 Réparation et renforcement des structures par précontrainte additionnelle