Les aciers d'armature : cours de CAP Maçon

Tu as vu dans les chapitres précédents les granulats, les liants, les mortiers, les bétons, puis les blocs et les briques. Il reste une question que tout maçon se pose devant une poutre ou une semelle : comment un matériau aussi dur que le béton peut-il quand même casser ? La réponse tient en un mot : les aciers d'armature.

Dans ce cours, tu vas apprendre ce qu'ils sont, pourquoi on les place, comment on les lit sur un plan, comment on les façonne et on les met en place, et comment on les protège. Ce sont des gestes que tu feras sur chaque chantier de gros œuvre, et ce sont des points évalués au CAP.

Une image aide à comprendre. Prends une barre de pâte à modeler bien dure. Écrase-la : elle résiste. Tire dessus ou plie-la : elle se déchire vite. Le béton se comporte un peu comme cette pâte dure : il encaisse l'écrasement, mais il supporte mal l'étirement. Les barres d'acier jouent le rôle de la partie qui retient quand on tire.

Retiens les deux mots importants de cette définition.

Faiblement carboné : l'acier contient peu de carbone. C'est la nature du métal utilisé pour ces barres ⁴.

Nervurée : la barre n'est pas lisse. Ses reliefs servent à créer une meilleure adhérence avec le béton ⁴. Sans accroche, la barre pourrait glisser dans le béton au lieu de travailler avec lui. Quand tu passes la main sur une barre neuve, tu sens ces reliefs : c'est voulu.

Les barres sont fabriquées par les aciéries ⁴. Elles existent en plusieurs diamètres, qui vont de 6 à 50 millimètres ⁴. Retiens la plage complète, de 6 à 50 mm : c'est le plan qui précise quel diamètre utiliser à quel endroit.

Le béton est un matériau très résistant en compression, c'est-à-dire quand on l'écrase. En revanche, il est faible en traction (quand on l'étire) et au cisaillement (quand deux parties voisines glissent l'une sur l'autre) ⁴. Pour corriger ce déséquilibre, on place dans la masse du béton des barres d'armature, chargées de reprendre ces efforts là où le béton est faible ⁴.

Le même raisonnement vaut pour la maçonnerie. Avec ses joints en mortier, elle souffre des mêmes faiblesses que le béton. Pour l'améliorer en traction, on peut glisser des barres d'armature dans les vides des éléments de maçonnerie ⁴.

L'idée de renforcer un ouvrage avec du métal est ancienne. Le mot « armature » désignait autrefois l'ensemble des pièces de fer servant à arrêter ou à fortifier un ouvrage ⁴. Avant le béton armé, la pierre armée permettait à un ouvrage maçonné de mieux résister en flexion grâce à des tirants métalliques intégrés dans la pierre ⁴. Cette technique a été abandonnée au profit du béton armé ⁴.

L'idée d'associer une armature métallique et du béton est attribuée à Joseph Lambot, avec sa barque en ferciment ⁴. Retiens surtout le principe : un matériau qui résiste à l'écrasement, associé à un métal qui retient quand on tire. C'est ce principe qui s'applique aujourd'hui dans tes fondations et tes poutres.

Dans le référentiel du CAP Maçon, les armatures apparaissent dans plusieurs compétences et connaissances. Voici comment les lire pour savoir ce que tu dois maîtriser.

Le référentiel précise le contexte : tu travailles à partir de plans et sur instructions, pour réaliser le coffrage, les armatures et les autres ouvrages d'un chantier ¹. Tu n'inventes donc pas le ferraillage : tu le lis, tu le réalises, et tu le contrôles.

Pour des châssis d'armatures simples, comme ceux des fondations et des poutres, les critères d'évaluation portent sur plusieurs points ¹ :

• les diamètres ;
• les quantités ;
• la position ;
• le sens de pose des aciers et des cages.

Ces quatre mots sont ceux que tu dois avoir en tête à chaque fois que tu poses un châssis.

Avant de couper la moindre barre, tu travailles sur papier. Le référentiel cite deux documents que tu dois savoir utiliser : le plan d'armatures et la nomenclature ¹. Le plan montre où vont les aciers et comment ils sont assemblés. La nomenclature est la liste des pièces à préparer : elle te dit combien de barres, de quel diamètre et de quelle forme.

Façonner, c'est donner à la barre sa forme finale : la couper à la bonne longueur, la plier si le plan le demande. Le référentiel demande que les armatures façonnées soient conformes ¹. Conformes à quoi ? Au plan et à la nomenclature : tu ne choisis ni le diamètre, ni la forme.

Une fois les pièces façonnées, tu les assembles en châssis (pour une semelle, par exemple) ou en cages (pour une poutre), puis tu les mets en place dans le coffrage. Le référentiel évalue cette mise en place pour des châssis d'armatures simples comme ceux des fondations et des poutres ¹.

Les armatures en attente sont celles qui dépassent d'un ouvrage coulé pour être reliées plus tard à une autre partie. Elles restent exposées au chantier pendant un moment : elles doivent donc être protégées ¹. Une barre en attente tordue, salie ou oxydée est un défaut à éviter.

L'acier peut rouiller : c'est la corrosion. Pour lutter contre elle, on trouve des barres d'armature protégées : revêtement époxy, galvanisation, acier inoxydable ⁴. Ces barres coûtent plus cher à l'achat, mais elles diminuent nettement le coût global sur toute la durée de vie de l'ouvrage ⁴. Autrement dit, payer plus au départ évite des réparations coûteuses plus tard.

Sur le chantier, tu agis aussi à ton niveau : protège les armatures en attente comme le demande le référentiel ¹, et ne laisse pas des barres stockées dans la boue ou sous la pluie pendant des semaines. Pose aussi des cales sous et sur les côtés des aciers : elles garantissent l'enrobage, c'est-à-dire l'épaisseur de béton qui entoure et protège l'acier.