2.4. DISTINCTION ENTRE FISSURATION SOUS CHARGES
ET FISSURATION SOUS DÉFORMATIONS
IMPOSÉES
Il est en effet logique que des fissures apparaissent dans
toute partie de la structure où les contraintes résultant des
charges atteignent ou dépassent la résistance à la
traction du béton. A l'exception d'éléments de
béton armé sollicités en traction pure, la fissuration des
structures en béton armé est en général peu
importante sous l'effet des charges. L'armature requise pour satisfaire aux
exigences de sécurité est normalement suffisante pour limiter
l'ouverture des fissures à des valeurs acceptables, pour autant que les
règles constructives habituelles soient respectées
(diamètre, espacement, enrobage et armature minimale dans les zones peu
ou pas sollicitées) et pour autant que le mécanisme de ruine
adopté pour le dimensionnement ne s'écarte pas trop de
l'état réel des sollicitations en service. Ce qui est notamment
le cas des structures fléchies pour lesquelles la théorie de
plasticité est appliquée de manière raisonnable en
limitant les redistributions de sollicitations de 10 à 20% au
maximum.
Parmi les déformations imposées, il peut
être utile de faire la distinction entre :
- Les déformations intrinsèques
(retrait thermique, retrait hydrique, fluage), dues à un
phénomène interne à l'élément
considéré; dans un tel cas, le risque de fissuration peut
être considérablement réduit - voire éliminé
- grâce à une composition appropriée du béton.
- Les déformations extrinsèques
(variations climatiques, tassements différentiels des appuis ou des
fondations), dues à un phénomène externe à
l'élément considéré; dans ce cas, le recours
à des bétons améliorés (le béton à
hautes performances) ne s'avère guère efficace pour
réduire la fissuration, ces bétons ayant un comportement moins
ductile (module plus élevé, fluage et par conséquent
relaxation plus faibles).
2.5. DIVERSES CAUSES ET PÉRIODE D'APPARITION DES
FISSURES
La fissuration qui est un phénomène hasardeux
peut être causée par des facteurs physiques tels que le retrait ou
les variations de température ou par des facteurs mécaniques
directement liés au chargement. Une fissuration non prise en
considération lors de la conception de la structure et donc non
contrôlée peut provoquer des effondrements et donc provoquer des
pertes humides et des dégâts
La figure 2.4 donne une vue d'ensemble des causes de
fissuration du béton frais et du béton
durci
Figure 2.4 : Causes de fissuration du béton
frais et du béton durci [35].
L'apparition de fissures dans les structures en béton
est un phénomène courant et difficilement évitable, les
causes d'apparition des fissures sont nombreuses et fort diverses comme
indiqué au tableau 2.1. Cependant il est parfois difficile de discerner
la vraie raison à l'origine de certaines fissures. Il est utile de faire
la distinction entre les fissures suivantes :
? Les fissures précoces: apparaissant
sur le béton frais, immédiatement ou quelques heures seulement
après le bétonnage ; cas (a) et (b) du tableau 2.1.
Ces fissures ont des causes générales
liées aux variations dimensionnelles du béton:
- Avant la prise c'est le ressuage
- Pendant la prise c'est le retrait
plastique
- Après la prise c'est la contraction thermique
- Et l'auto-dessication (phénomène important
seulement à faible rapport E/C).
Ces causes correspondent à des conditions
particulières liées aux conditions de fabrication et de mise en
oeuvre qui codéterminent la fissuration. Les principales sont :
- Pour le ressuage, les obstacles au tassement
- Pour le retrait plastique, c'est plutôt le vent et les
températures élevées.
- Et pour la contraction thermique, l'épaisseur des
pièces.
Ces fissures sont d'autant plus préjudiciables à
la durabilité qu'elles sont précoces car, se produisant avant que
l'armature ne joue pleinement son rôle. Elles sont alors souvent
ouvertes.
? Les fissures d'origine
mécanique : apparaissant sur le béton en voie de
durcissement (quelques jours ou semaines après le bétonnage) ou
déjà durci (quelques mois ou années après la
construction) ; ces fissure sont la conséquence de l'apparition de
sollicitations excédant la contrainte de déformation du
béton ou sa résistance à la traction ; cas (c) et (d)
du tableau 2.1.
? Les fissures d'origine physico-chimique :
apparaissant quelques années après la construction,
elles sont la conséquence de phénomènes de gonflement dus
à des réactions chimiques (corrosion des armatures,
réaction alcali-granulats) ou à des effets physiques (gel de
l'eau dans les pores du béton) qui peuvent entraîner une
fissuration et un éclatement superficiel du béton
d'enrobage ; cas (e), (f) et (g) du tableau 2.1.
Tableau 2.1 : Tableau résumant les
différentes causes et périodes d'apparition des
fissures
et indiquant l'utilité de
l'armature passive pour en limiter les conséquences.
|
Causes
|
Période d'apparition
|
Utilité d'une armature passive
|
|
a
|
Tassement du béton frais
|
quelques heures
après le bétonnage
|
aucune
|
|
b
|
Retrait plastique
|
aucune
|
|
c
|
Déformations imposées
|
Retrait thermique
|
quelques jours après le bétonnage
|
oui
|
|
Retrait hydrique
|
endogène
|
quelques jours après le bétonnage
|
oui
|
|
de dessiccation
|
quelques mois ou années
|
oui
|
|
Tassement des fondations
|
selon nature du sol
|
oui
|
|
Température, variations climatiques
|
durant l'utilisation
|
oui
|
|
d
|
Charges (poids propre, permanentes, variables)
|
durant l'utilisation
|
oui
|
|
e
|
Corrosion de l'armature
|
quelques années
après la construction
|
aucune
|
|
f
|
Réactions chimiques (alcali-granulats)
|
aucune
|
|
g
|
Gel
|
-
|
aucune
|
| 
