Chevillage en béton fissuré

La bonne cheville au bon endroit

Le béton résiste très mal à la traction. C’est pourquoi, lorsqu’il est soumis à ce type de contraintes, le béton fissure.

Il existe différents types de fissuration. Celles que nous appellerons accidentelles qui sont liées au retrait, à la sédimentation, etc… et celles que nous appellerons structurelles : conformément au modèle des bielles et tirants de l’Eurocode 2, un élément de béton armé soumis à de la flexion ou à de la traction fissure.

Les chevilles sont concernées par la présence de fissures car dans les cas de fissuration évolutive dans un élément de béton, il y a une grande probabilité pour que celle-ci intercepte la position de la cheville, en raison notamment :

Des efforts supplémentaires apportées au béton liés à la précontrainte et au chargement de l’ancrage ;
Du trou de la cheville qui apporte un champ de concentration de contraintes.

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Quel est l'impact d'une fissure sur une cheville ?

La réaction d’une cheville à la présence d’une fissure peut être de 2 types différents :

Soit la cheville a été testée et est approuvée pour le béton fissuré ;
Soit la cheville n’est pas approuvée pour une utilisation dans du béton fissuré.

Dans le premier cas, la résistance limite ultime sera simplement réduite par rapport à la même cheville installée dans un béton non-fissuré.

Tandis que dans le second cas, la rupture pourra être prématurée.

Le schéma ci-contre présente les courbes de charge – déplacement d’une cheville à contrôle de couple testée en traction dans du béton fissuré et non-fissuré.

Quelle est la différence entre une cheville approuvée ou non pour le béton

A première vue, rien ne différencie une cheville approuvée pour le béton fissuré d’une cheville qui ne l’est pas.

Néanmoins, les chevilles approuvées sont issues de nombreuses recherches et développements, ont passé des quantités d’essais, de tests et bénéficient en général d’une meilleure qualité d’acier. Elles représentent donc un coût qui peut être majoré. Ainsi, à diamètre équivalent, une cheville approuvée (de type HST3) sera environ 50% plus chère qu’une cheville non approuvée (de type HSA).

Chevilles à verrouillage de forme Chevilles à expansion et goujons

Quels sont les risques encourus

Cas 1

Le dimensionnement considère une zone de béton fissuré ;
La zone de béton est fissurée.

Dans ce cas, il n’y a pas de risques. Les deux hypothèses correspondent.

Cas 2

Le dimensionnement considère une zone de béton non-fissuré ;
La zone de béton n’est pas fissurée.

Dans ce cas, il n’y a pas de risques. Les deux hypothèses correspondent.

Cas 3

Le dimensionnement considère une zone de béton fissuré ;
La zone de béton n’est pas fissurée.

Il y a ici un risque de surdimensionnement : la cheville calculée sera plus grosse que nécessaire, ce qui pourra avoir un impact non seulement sur le prix de la fixation mais aussi sur le dimensionnement des platines, de l’espacement des poteaux, des distances aux bords, etc…

Cas 4

Le dimensionnement considère une zone de béton non-fissuré ;
La zone de béton est fissurée.

Il y a ici un risque de rupture de la fixation. A titre d’exemple, la résistance à la rupture en traction pure d’une platine de 4 chevilles de type HST3 M12 sera d’environ 5,5 tonnes dans un béton C20/25 non-fissuré, alors qu’elle ne sera que de 4 tonnes dans le même béton mais fissuré.

Comment savoir si je suis en présence de béton fissuré ou non ?

L’Annexe C de l’ETAG 001, qui est le document de référence dans le dimensionnement des chevilles, mentionne qu’il faut considérer le béton comme fissuré sauf si nous pouvons démontrer le contraire.

Néanmoins, les recommandations professionnelles du CISMA fournissent quelques exemples de structures simples dans lesquelles sont indiquées les zones de béton fissuré ou non.

Pour résumer, le tableau ci-dessous présente les cas pour lesquels le béton doit être considéré comme fissuré ou non :

Ouvrages ou parties d'ouvrage support d'ancrage	Béton non fissuré	Béton fissuré
Elément fléchi (dalle, longrine, poutre, panne) : - en béton armé - en béton précontraint*	X	X
Mur extérieur de bâtiment : - non armé - en béton armé*	X	X
Mur intérieur de bâtiment	X
Poteau de rive ou d'angle Poteau intérieur	X	X
Dallage radier		X
Zone de clavetage d'une construction réalisée à base d'éléments préfabriqués		X
Extrémités d'éléments fléchis (ex. : nez de balcon en porte à faux)	X
Cuvelage	X

^{*Dans le cas où le poseur ne peut pas avoir la connaissance de la nature du béton (précontraint, armé), ce béton sera considéré comme fissuré.}Note : sur prescription du bureau d'études , le classement peut être modifié (cas par exemple de poteau intérieur participant au contreventement des bâtiments)