Comprendre la précontrainte : le béton

Le béton, le béton armé et le béton précontraint se comportent différemment. La comparaison des comportements de ces trois matériaux permet de comprendre l’originalité de l’invention d’Eugène Freyssinet. Cette comparaison est menée sur la structure la plus simple : la poutre droite posée sur deux appuis ainsi schématisée :

Poutres en béton

Le béton

Comportement d’une poutre en béton pur

a) la poutre repose sur son coffrage. Son poids est reparti également ; elle ne se déforme pas.

poutre sur coffrage

b) la poutre repose sur deux appuis, placés près des extrémités. Elle doit supporter son propre poids et s’incurve vers le bas.

poutre sur deux appuis

 

La partie supérieure de la poutre se raccourcit : elle est soumise à une compression.
La partie inférieure de la poutre s’allonge: elle est soumise à un effort de traction

On peut comparer la situation de la poutre à celle d’un arc en bois dont les fibres face à la corde tendue sont comprimées. Cette compression peut se traduire par des boursouflures de l’écorce. Les fibres opposées sont en revanche soumises à des tractions d’autant plus fortes que l’arc est plus incurvé. Si ces tractions sont trop fortes, l’arc se brise.

Le béton, à l’inverse du bois et de l’acier, résiste mal à traction.

Lorsqu’on applique des charges sur la poutre, les déformations s’accentuent, de même que les tractions dans la partie inférieure et les compressions dans la partie supérieure.

poutre déformation

Le béton ne supporte pas cette augmentation des efforts de traction. La rupture survient brutalement.

poutre rupture

En revanche le béton résiste bien à la compression. La fissure n’apparaît pas dans la partie supérieure de la poutre qui est comprimée, mais dans la partie inférieure qui est tendue.


Le béton pur n’est pas utilisé pour réaliser des poutres.