Les principales inventions d’Eugène Freyssinet

1907

Pont de Préréal sur Besbre

Les conduites d’eau de l’Oued Fodda



Pont de Préréal sur Besbre (Allier) - Invention du décintrement des arcs par interposition de vérins à la clé ou aux naissances.

1917

Invention de la mise en place du béton par vibration mécanique.

1921

Invention du cintre léger en bois cloué, réutilisable.

1928

Invention de la Précontrainte (par fils adhérents) – brevet de base 1928.
Une poutre en béton précontraint par fils adhérents est une poutre dont le béton est coulé dans des coffrages où des fils d’acier tendus ont été disposés. Lorsque le béton est suffisamment durci, on relâche les fils d’acier qui transmettent leur tension au béton. On obtient ainsi une poutre en béton précontraint.

Brevet 1928 - fabrication des pièces en béton armé

Brevet 1928 - fabrication des pièces en béton armé






C’est une précontrainte par prétension, les fils d’acier étant tendus AVANT coulage du béton.

1929

Invention du traitement thermique des bétons.

1936

Invention du Vérin plat.

Le vérin plat est un élément métallique que l’on insère dans l’ouvrage qu’on veut mettre en précontrainte et que l’on gonfle en introduisant un liquide sous pression. Un gonflement de quelques centimètres peut se traduire par des compressions considérables. Le vérin plat permet d’assurer la précontrainte d’ouvrages posés sur le sol malgré le frottement entre sol et béton qui s’oppose à la contraction de ce dernier

Applications multiples : des pistes d’aviation - Orly, Alger – ont été mises en précontrainte par vérins plats.

Les vérins plats ont été par la suite utilisés pour décintrer de grandes structures en béton : Pont de Gladesville (Australie), Vélodrome de Montréal (Canada).

Vérin platVérin plat2

Vérin plat dessin

 

1939

Invention du système de précontrainte par vérin hydraulique de tension et Cône d’Ancrage en Béton fretté.

Ancrage BetonVérin Tension

Ancrage en béton pour 12 fils d’acier de 5 mm

Vérin de mise en tension des fils d’acier

O_filsAcier

Fils d’acier bloqués dans les ancrages

Eugène Freyssinet invente et brevette en 1939 le système des câbles à fils parallèles mis en tension par des vérins spéciaux et bloqués par des cônes d’ancrage. La mise au point et la fabrication des pièces eurent lieu pendant la guerre.

Eugène Freyssinet : « Au début de la guerre, en septembre 1939, j’ai réalisé le progrès le plus décisif des moyens de mise en tension des armatures survenu depuis 1928, par la création d’organes permettant l’ancrage de groupe de fils tendus, en utilisant le phénomène d’auto-blocage à l’intérieur des cônes ».

Shéma de fonctionnement du vérin de mise en tension Freyssinet

Shéma de fonctionnement du vérin de mise en tension Freyssinet

Les fils d’acier sont enfilés dans l’ancrage constitué d’un corps creux en béton armé comportant un trou conique – le cône femelle – et d’un mandrin conique cannelé, également en béton armé – le cône mâle -.

Les fils d’acier sont mis en tension simultanément à l’aide du vérin et bloqués tendus dans le cône femelle par le cône mâle.

Les fils ont ainsi transmis leur tension à l’ouvrage par l’intermédiaire de l’ancrage.

Avantages du système

  1. la mise en tension se fait en s’appuyant sur la matière même qu’on cherche à comprimer. Les appuis extérieurs indispensables à la précontrainte par fils adhérents, les moules rigides ou les culées, ne sont plus nécessaires.
  2. le système câbles à fils parallèles, cône d’ancrage, vérin de mise en tension, permet d’obtenir des compressions élevées du béton, modulables pendant la construction. La précontrainte par fils adhérents ne connaît pas cette souplesse. Lorsque les fils sont relâchés, leur tension est reportée une fois pour toutes au béton. Aucun réglage ultérieur n’est possible.
  3. les câbles de précontrainte peuvent être longs ou courts, rectilignes ou curvilignes, être disposés à l’intérieur ou à l’extérieur de l’ouvrage.

Le système permet la précontrainte des ouvrages de toutes sortes et de toutes dimensions. Il peut être utilisé pour assembler et solidariser des éléments juxtaposés.

Ancrage béton 1939 (capacité 20 t)Ancrage acier 1960 (capacité 150 t)

Ancrage béton 1939 (capacité 20 t)


Ancrage acier 1960 (capacité 150 t)


Ancrage de la Société V.S.L., 1965Ancrage K de la Société Freyssinet, 1972

Ancrage de la Société V.S.L., 1965

Ancrage K de la Société Freyssinet, 1972 (capacité 200 t)

Il laisse à l ingénieur une grande liberté dans la position et l’intensité de la précontrainte qu’il veut développer.

Câbles à fils parallèles + cônes d ancrage + vérins de mise en tension : le système inventé par Eugène Freyssinet en 1939 était promis à un grand avenir et fut utilisé dans la plupart des grands ouvrages en béton précontraint construits depuis cette date dans le monde : enceintes de centrales nucléaires, plates-formes offshore, ponts, réservoirs, silos.

Ce procédé de précontrainte par « post-tension » - les câbles sont en effet mis en tension après durcissement du béton - a connu au fil du temps une progression de la résistance des câbles, des systèmes d’ancrage et de la puissance des vérins, en liaison avec l’accroissement de la taille des ouvrages à mettre en précontrainte.

Les fils d’acier ont été remplacés par des torons également en acier à la fin des années 50. Le toron est un produit industriel constitué le plus souvent d’un ensemble de 7 fils : 6 fils torsadés autour d’un fil rectiligne.

Clavettes de la Société FreyssinetAncrage béton 1939 et ancrage métallique 1975

Clavettes de la Société Freyssinet

Ancrage béton 1939 et ancrage métallique 1975
(capacités 20 t et 800 t)

A partir de 1965, le système cône mâle / cône femelle à été abandonné progressivement au profit de l’ancrage à clavettes. Chaque toron est coincé dans l’ancrage par une clavette.


Brevet ancrage béton 1939

brevet1939


Le brevet demandé en 1939 ne fut accordé qu’en 1947 du fait de la guerre.

L’histoire des grands ouvrages en béton précontraint depuis 1939 se confond pratiquement avec l’histoire de ce procédé.

1941

Invention de la construction des ponts par voussoirs préfabriqués.

Assemblage des voussoirs en éléments de poutres

Assemblage des voussoirs en éléments de poutres

Le pont de Luzancy-5

Le pont de Luzancy





Invention de la poutre de lancement permettant la construction des ponts sans cintre et sans appuis entre piles (pose de voussoirs et de poutres préfabriquées).