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23/02/2018 | Solutions

Le Béton précontraint, une histoire de performances…

En 1923, l’ingénieur français Eugène Freyssinet termine deux hangars à Orly destinés à abriter avions et dirigeables. Les arches formant le squelette de cette construction sont spectaculaires : elles s’élèvent à 60 mètres et ont une portée de 90 mètres. Avant leur destruction en 1944, ces deux bâtiments symboliseront l’union entre les évolutions techniques des ponts et chaussées et celles, plus stylistiques, du Bâtiment. Pourtant, la créativité de Freyssinet ne doit pas faire oublier la plus grande part de son génie. En effet, Il est avant tout l’inventeur d’une technique qui permit au béton de relever les grands défis de la construction contemporaine. 

De l’intuition à la théorie

Freyssinet, ingénieur observateur et persévérant, a étudié longtemps le comportement du béton et a fini par identifier ses principales limites. Constatant que ce matériau s’altérait sous l’effet d’une charge élevée, il imagina un procédé préservant ses propriétés physiques : une armature qui, préalablement mise sous tension, exerce une force permanente sur le béton et maintient sa cohésion. Cette théorie du précontraint s’illustre par une démonstration célèbre dans les écoles d’architecture : Une rangée de livres, maintenue aux deux extrémités par deux mains fermes et soulevée d’un seul tenant, ne chute pas ! Brevetée en 1928, la technique du précontraint connaitra alors un succès international.

 

Du génie civil vers le Bâtiment

Largement employée dans le génie civil, cette technique libèrera la réalisation des ouvrages d’art.  Elle permettra notamment aux tabliers des ponts d’atteindre des portées inédites. Ses qualités seront également très appréciées dans le bâtiment ; allégeant les structures, elle favorisera en outre l’utilisation d’éléments préfabriqués. Poutres et poutrelles précontraints sont aujourd’hui fréquemment mises en œuvre dans tous types de chantiers. Des grands bâtiments tertiaires aux maisons individuelles, les éléments précontraints apportent aux constructions résistance et durabilité.

Béton précontraint, planchers poutrelles et maisons individuelles

La « démocratisation » de la maison individuelle apparait à la seconde moitié du XXème siècle. Ce phénomène en marge de l’Architecture proprement dite fait appel à des produits industriels. Standardisées et économiques, les nouvelles constructions ne peuvent se passer d’éléments préfabriqués. Les poutrelles en béton armé trouvent naturellement leur place dans ce nouveau concept de la « maison pour tous ». Devenu depuis le modèle dominant, la « maison de constructeur » surpassera même l’habitat collectif en termes de logements construits par an.

La standardisation imposant souvent de s’affranchir des particularités des terrains, on estime aujourd’hui que près de la moitié des maisons individuelles est construite sur vide sanitaire. Outre les aspects techniques, la salubrité et le confort induits par cette technique plaident également en faveur d’une désolidarisation du sol et des planchers bas. Les planchers au-dessus des vides sanitaires sont massivement constitués de poutrelles en béton précontraint, apportant ainsi le maximum de portée et de résistance mécanique. Les poutrelles sont intercalées de hourdis coffrant en polystyrène expansé et reçoivent une dalle de béton qui complète le plancher. Cette technique à peine plus complexe qu’un radier classique supprime les interactions indésirables entre le plancher et le sol.

Les planchers poutrelles et la performance énergétique des maisons individuelles

Les règlementations successives ont progressivement fait évoluer les approches thermiques. La RT 2012 par exemple a introduit notamment la notion de performance énergétique globale pour les bâtiments. Cette donne a élargi les stratégies d’isolation des maisons individuelles. Au lieu d’être contraint à des résistances thermiques figées pour chaque type de paroi, on pouvait compenser un peu des faiblesses dans une zone de déperdition par une isolation plus importante dans une autre. Dans la pratique, beaucoup des résistances thermiques prescrites par la RT2005 restèrent en usage sous l’empire de la RT2012. Cela était essentiellement dû à des contraintes techniques qui rendaient difficiles les surcroits d’épaisseur. Seule zone déperditive pouvant facilement accepter des isolants plus épais, le plancher bas des vides sanitaires facilita la conformité des constructions avec la nouvelle règlementation. Les entrevous en polystyrène expansé assurant le coffrage de la dalle compression intégrèrent alors la fonction thermique et permirent d’atteindre les exigences nouvelles, sans augmenter les épaisseurs d’isolation des murs et des toitures.

L’entrevous PSE, valeur ajoutée thermique des planchers poutrelles

Depuis plusieurs années, le réflexe Polystyrène est incontournable dans les chantiers de maisons individuelles. Le vide sanitaire s’étant largement répandu, l’usage des poutrelles en béton précontraint s’est imposé en faisant également valoir des avantages thermiques incontestables. Les performances isolantes d’un plancher poutrelles sont 2 à 3 fois supérieures à celles d’un radier isolé. Le mérite en revient uniquement au Polystyrène expansé qui constitue la matière des entrevous isolants. En effet, la faible conductivité du matériau et l’épaisseur des languettes d’un HOURDIBOX, par exemple, confèrent aux planchers des résistances thermiques allant jusqu’à 6,6 m².K/W. Après avoir relevé les défis techniques et économiques de la maison individuelle, les poutrelles en béton précontraint ont également été des vecteurs de l’innovation thermique. Toutefois, en la matière, elles doivent l’essentiel de leurs performances à un indispensable élément coffrant, l’entrevous en Polystyrène Expansé.

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