LES CLES DU DIMENSIONNEMENT
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Enrobage des armatures inox
Philosophie de l’enrobage selon l’Eurocode 2
Les recommandations de l’Eurocode 2 (pr EN 1992-1) en matière d’enrobage sont novatrices pour la durabilité des ouvrages. En effet, la détermination de la valeur de l’enrobage doit prendre en compte :
- la classe d’exposition dans laquelle se trouve l’ouvrage (ou la partie d’ouvrage) en référence à la norme NF EN 206-1 ;
- la durée de service attendue ;
- la classe de résistance du béton ;
- le type de système de contrôle qualité mis en oeuvre pour assurer la régularité des performances du béton ;
- la nature des armatures (acier, inox) ;
- la maîtrise du positionnement des armatures.
La valeur de l’enrobage peut être optimisée :
- dans le cas des armatures inox ;
- lorsque le béton choisi présente une classe de résistance à la compression supérieure à la classe de référence (définie par la classe d’exposition).
Enrobage minimal
L’enrobage se définit par la distance entre la surface du béton et l’armature la plus proche (cadres, étriers, épingles, armatures de peau, etc.). L’enrobage minimal est l’enrobage le plus mince permettant de satisfaire les exigences de durabilité des ouvrages soumis à la classe d’exposition X0, c’est-à-dire ne présentant aucun risque de corrosion ni d’attaque.
Avec des armatures acier, lorsque l’ouvrage est susceptible d’être exposé à des risques de corrosion, une solution classique préventive consiste à augmenter la valeur de l’enrobage, en fonction des risques potentiels. La composition du béton (teneur minimale en ciment, rapport eau/ciment) et sa compacité jouent également un rôle dans la qualité de la protection contre la corrosion.
L’enrobage minimal sert notamment à garantir la bonne transmission des forces d’adhérence. Il a un effet direct sur la période de passivité des armatures acier au terme de laquelle la corrosion s’initie puis se développe. À titre d’exemple, il est couramment reconnu que l’augmentation de l’enrobage minimal d’une valeur de 10 mm permet d’envisager des durées de vie qui passent de 50 ans à 100 ans.
L’enrobage minimal, Cmin à respecter selon les classes d’exposition, est défini dans l’Eurocode 2, section 4 (article 4412).
Il est donné par la formule :
Cmin = MAX [Cmin, b ; Cmin, dur + ∑Cdur, y – Cdur, st – ∑Cdur, add ; 10 mm]
Où :
Où :
- Cmin, b : enrobage minimal vis-à-vis des exigences d’adhérence (béton/armature).
- Cmin, dur : enrobage minimal vis-à-vis des conditions environnementales.
- ∑Cdur, y : coefficient de sécurité additionnel.
- ∑Cdur, st : réduction de l’enrobage minimal dans le cas d’utilisation d’inox.
- ∑Cdur, add : réduction de l’enrobage minimal dans le cas de protections supplémentaires.
Incidence de l’adhérence: détermination de Cmin, b
Cmin, b = enrobage minimal équivalent au diamètre de la barre dans le cas d’armature individuelle.
Cmin, b = enrobage minimal correspondant au diamètre équivalent dans le cas de paquet d’armatures. Cmin, b est majoré de 5 mm si le diamètre du plus gros granulat du béton est supérieur à 32 mm.
Incidence de l’environnement, prise en compte de la durée de vie: valeur de Cmin, dur
Cmin, dur est déterminé par la classe d’exposition et la classe liée à la structure. Il existe six classes liées à la structure (S1 à S6). Ces classes correspondent à des catégories de durée de vie des projets ; à chaque catégorie est associée une durée de vie.
Les bâtiments et les structures courantes sont classés dans la catégorie S4 : ils sont dimensionnés pour une durée de vie de 50 ans. Les ponts et les ouvrages de génie civil sont classés dans la catégorie S5 : ils sont dimensionnés pour une durée de vie de 100 ans.
Les valeurs de Cmin,dur (en mm) sont données dans le tableau n° 10.
| Cmin,dur (en mm) | Classe d’exposition | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Classe liée à la structure | XO | XC1 | XC2 XC3 |
XC4 | XD1 XS1 |
XD2 XS2 |
XD3 XS3 |
| S1 | 10 | 10 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| S2 | 10 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
| S3 | 10 | 10 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
| S4 | 10 | 15 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 |
| S5 | 15 | 20 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
| S6 | 20 | 25 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 |
| Tableau n° 10: valeur de Cmin,dur en fonction de la classe d’exposition et de la classe liée à la structure | |||||||
Enrobage minimal dans le cas d’utilisation d’armatures inox : valeur de ∑Cdur,st
L’utilisation d’armatures inox permet de réduire l’enrobage des armatures.
Le tableau n° 11 précise les valeurs Cdur,st que nous préconisons de prendre en compte pour la détermination de l’enrobage des armatures inox.
| Cdur,st | Classe d’exposition | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Classe liée à la structure | XO | XC1 | XC2 XC3 |
XC4 | XD1 XS1 |
XD2 XS2 |
XD3 XS3 |
| S1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| S2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 |
| S3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 10 |
| S4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 10 | 15 |
| S5 | 0 | 0 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 |
| S6 | 0 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
| Tableau n° 11: valeur recommandée de ∑Cdur,st pour les armatures d’inox | |||||||
=> L’utilisation d’armatures inox permet de réduire l’enrobage des armatures
Position des armatures
Le respect des tolérances sur l’emplacement des armatures est indispensable ; il nécessite la mise en oeuvre de précautions pour garantir leur position pendant toute la phase de bétonnage et de serrage.
Il existe divers modèles de cales en béton ou en plastique pour faciliter la mise en place correcte des armatures et leur maintien, qui présentent des caractéristiques adaptées à celles du béton.