Les projets de structures en béton armé constituent un pilier essentiel de l'ingénierie moderne, offrant des solutions durables et robustes pour une gamme diversifiée d'applications architecturales et de génie civil. Depuis leur avènement au cours du 19e siècle, les techniques de construction en béton armé ont évolué de manière significative, offrant des possibilités créatives et techniques sans cesse croissantes. De la conception de gratte-ciel impressionnants aux infrastructures critiques telles que les ponts et les barrages, le béton armé est devenu un matériau de choix en raison de sa polyvalence, de sa résistance et de sa durabilité. Par conséquent, il est essentiel pour tout professionnel de la construction ou ingénieur civil de comprendre en profondeur les principes et les processus liés à la conception et à la construction des structures en béton armé.

Ce cours intitulé « Projet structures en béton armé » vise à fournir les connaissances et les compétences nécessaires pour concevoir, analyser et réaliser des structures en béton armé dans le cadre de projets d'ingénierie civils. Il permet aussi de comprendre les principes de base du comportement du béton et de l'acier, ainsi que les techniques de conception et de construction spécifiques à ce matériau.

Le cours projet structures en béton armé se divise en deux parties principales : une partie théorique et une partie pratique, offrant aux étudiants une compréhension approfondie des principes fondamentaux ainsi que des compétences pratiques nécessaires pour réussir dans ce domaine. En combinant une compréhension approfondie des concepts théoriques avec une expérience pratique de conception et d'analyse, le cours de Projet de Structures en Béton Armé prépare les étudiants à relever les défis complexes de l'ingénierie et de l'architecture dans le domaine du génie civil contemporain.

Visées d’apprentissage

La compétence visée par ce cours, dans son ensemble, est que « L'étudiant doit être capable de concevoir, analyser et dimensionner des structures en béton armé ». A l'issue de ce cours, vous serez en mesure de :

• Décrire les étapes clés impliquées dans la réalisation d'un projet de construction en béton armé.
• Identifier les principes fondamentaux de la conception des éléments constitutifs d'une structure en béton armé.
• Analyser un projet de construction en béton armé à partir d'une étude de cas.
• Appliquer les normes en vigueur pour assurer la sécurité dans la conception.
• Réaliser des calculs et le ferraillage des éléments de structure en béton armé.
• Résoudre des problèmes complexes liés à la conception des structures en béton armé.

Comme le béton armé, le béton précontraint associe béton et armatures, mais il s’en différencie de façon fondamentale dans son principe. En 1928, l’ingénieur français « Eugène Freyssinet » eut l’idée géniale qui révolutionna le monde de la construction en permettant au béton de ne travailler qu’en compression. Il venait d’inventer le béton précontraint.

Il définissait ainsi la précontrainte : « Précontraindre une construction, c’est la soumettre avant application des charges à des forces additionnelles déterminant des contraintes telles que leur composition avec celles qui proviennent des charges donne en tout point des résultantes inférieures aux contraintes limites que la matière peut supporter indéfiniment sans altération ».

La précontrainte, en effet, a pour but de soumettre le béton lors de sa fabrication à des contraintes préalables permanentes de compression. Une fois l’ouvrage en service, ce gain en compression va s’opposer aux contraintes de traction créées par les charges appliquées à l’ouvrage (poids propre, charge d’exploitation, charge climatique, etc.). Le béton, matériau qui présente une faible résistance à la traction, se trouve ainsi utilisé au mieux de ses possibilités en ne travaillant qu’en compression.

La précontrainte est appliquée au béton grâce à des câbles de précontrainte en acier. Ces câbles sont tendus par des vérins de précontrainte.

Lorsque l’on tend les câbles, ils vont par réaction appliquer un effort de compression au béton. L’intensité de la précontrainte à mettre en œuvre dépend évidemment des tractions auxquelles il faudra s’opposer et des raccourcissements instantanés et différés du béton.

La précontrainte permet la réalisation d’ouvrages soumis à des contraintes importantes (ponts ou réservoirs de grande capacité) aussi bien que d’éléments qui, tout en étant de faible épaisseur, doivent assurer des portées relativement longues (dalles-planchers, poutres). Elle est à l’origine de progrès considérables pour l’utilisation du béton dans les ouvrages d’art et les structures coulées en place ou réalisées à partir d’éléments préfabriqués.