Les ingénieurs préfèrent les fibres synthétiques au treillis métallique dans le béton

Le contrôle des fissures dans les structures en béton armé est depuis longtemps un point central de l'ingénierie. Traditionnellement, le treillis soudé en acier a été largement utilisé dans les coulées de béton sur les planchers métalliques comme renforcement secondaire pour minimiser les fissures. Cependant, les progrès de la science des matériaux ont positionné les fibres synthétiques - en particulier les macrofibres synthétiques - comme une alternative plus sûre, plus économique et plus efficace. Cet article examine les avantages des fibres synthétiques dans les structures en béton, les compare au treillis métallique traditionnel et évalue leurs performances en termes de sécurité, de coût et d'efficacité de la construction.

La méthode conventionnelle pour construire des dalles de béton sur des planchers métalliques implique des poutres en acier structurel et un platelage métallique comme plate-forme de support, suivi du coulage du béton. Le treillis soudé en acier est intégré dans le béton pour contrôler le retrait précoce et les fissures de contrainte thermique. Bien que le treillis métallique fournisse un renforcement secondaire (non structurel) pour limiter la propagation des fissures et améliorer la durabilité, il présente des limites inhérentes :

• Risques pour la sécurité : Le treillis métallique présente des dangers lors de la manipulation, de la coupe et de l'installation, les bords tranchants augmentant le risque de lacérations et de blessures par perforation pour les travailleurs.
• Installation à forte intensité de main-d'œuvre : Le processus de pose et de fixation du treillis métallique pour maintenir le positionnement pendant le coulage du béton ajoute de la complexité et des coûts de temps.
• Contrôle limité des fissures : Le treillis métallique traite principalement les fissures de surface, avec une efficacité minimale contre les fractures plus profondes. Les tailles de grille et les diamètres de fil fixes restreignent davantage les performances optimales.
• Vulnérabilité à la corrosion : L'exposition à l'humidité accélère la rouille, compromettant l'efficacité du renforcement et réduisant la durée de vie de la structure.

Les macrofibres synthétiques, fabriquées à partir de matériaux polymères, offrent une résistance, un module et une résistance à la corrosion élevés. Lorsqu'elles sont mélangées au béton, elles améliorent la résistance aux fissures, les performances aux chocs et la durabilité. Les principaux avantages par rapport au treillis métallique sont les suivants :

• Résistance supérieure aux fissures : Le réseau de fibres tridimensionnel disperse les contraintes internes, inhibant l'initiation et la croissance des fissures. La résistance à la traction et le module élevés des macrofibres améliorent la capacité de charge, réduisant la largeur et la fréquence des fissures.
• Durabilité améliorée : Contrairement à l'acier, les fibres synthétiques résistent à la corrosion, maintenant l'intégrité structurelle tout en réduisant la perméabilité du béton aux agents nocifs.
• Résistance aux chocs améliorée : Les fibres absorbent l'énergie cinétique, empêchant la propagation rapide des fissures sous des charges dynamiques - essentiel pour les ponts, les tunnels et les structures à fort trafic.
• Économies de coûts et de temps : Le mélange direct dans le béton élimine l'installation manuelle du treillis, réduisant les heures de travail et rationalisant la logistique. Les fibres légères réduisent également les dépenses de transport.
• Sécurité sur le lieu de travail : Les fibres souples et flexibles éliminent les risques de blessures associés aux bords en acier tranchants, améliorant les dossiers de sécurité sur site.

Les fibres synthétiques sont reconnues par les principales organisations de normalisation, notamment le Steel Deck Institute (SDI), Underwriters Laboratories (UL), ASTM International et l'American Concrete Institute (ACI). Leurs directives valident les performances des fibres et les protocoles d'application, garantissant une fiabilité technique.

Les dalles de plancher de grande hauteur et les tabliers de pont utilisent de plus en plus de fibres synthétiques pour remplacer le treillis métallique. Les projets documentés démontrent des améliorations mesurables du contrôle des fissures, de la longévité et de la rentabilité tout en accélérant les délais de construction.

Les fibres synthétiques représentent une avancée transformationnelle dans le renforcement du béton, offrant une résistance aux fissures, une durabilité et une efficacité opérationnelle inégalées. Au fur et à mesure que la science des matériaux progresse, leur adoption s'étendra probablement, offrant des solutions plus sûres et plus durables pour les défis de la construction moderne.