# Béton armé > L'acier en traction, le béton en compression - Date: v. 1848 - Époque: Âge industriel - Domaine: [Construction & cités](https://lastcodex.org/fr/domains/building/) - Palier: V (Âge électrique) - Difficulté: 3/5 - URL: https://lastcodex.org/fr/inventions/reinforced-concrete/ Le béton armé est un béton dans lequel sont noyées des barres d'acier, placées là où la pièce sera tirée. Le béton reprend la compression et l'acier la traction : une poutre ou une dalle plate peut ainsi franchir une ouverture là où le béton seul ou la pierre se fendraient. ![Béton armé · L'acier en traction, le béton en compression](https://lastcodex.org/_astro/plate.DQ6rqABL_26zle8.webp) ## Légende 1. Dalle de plancher 2. Poutre 3. Étriers 4. Armatures principales dans la face tendue 5. Poteau et ses cadres 6. Semelle de fondation ## Ce que c'est Le béton résiste très bien à l'écrasement et très mal quand on le tire : sa résistance à la traction vaut environ le dixième de sa résistance à la compression. Une poutre en béton seul se fissure, comme un linteau de pierre, sur sa face inférieure tendue sous une charge modeste. C'est pourquoi les bâtisseurs romains franchissaient les vides avec des arcs, des voûtes et des coupoles, des formes qui travaillent presque entièrement en compression. Le béton armé place de l'acier là où la pièce s'allonge. Les barres logées en bas d'une poutre reprennent la traction, le béton situé au-dessus la compression. Le couple se coule en dalles, poutres, poteaux, semelles, murs, réservoirs et ponts. ## Comment ça marche Sous la charge, une poutre fléchit : le dessus se raccourcit, le dessous s'allonge et s'ouvre en fissures fines comme des cheveux, et dès lors ce sont les barres du bas qui tiennent. Au-dessus des appuis intermédiaires d'une poutre continue, et dans un porte-à-faux, la face tendue est en haut : les armatures principales passent alors en haut. Une dalle portée sur ses quatre côtés fléchit dans les deux sens et reçoit un treillis ; une dalle qui porte dans un seul sens reçoit quand même des barres plus légères en travers, contre les fissures de retrait. Près des appuis, la poutre a aussi tendance à se fendre en biais ; des boucles fermées de barre plus fine, les étriers, traversent ces fissures et y sont resserrées. Les poteaux sont surtout comprimés, et des cadres autour de leurs barres verticales empêchent celles-ci de s'écarter vers l'extérieur. L'association tient pour trois raisons. L'acier et le béton se dilatent presque autant à la chaleur, de l'ordre de 10 à 12 millionièmes par degré Celsius. Les nervures laminées sur les barres modernes s'accrochent au béton et transmettent l'effort de l'un à l'autre. Enfin, l'eau des pores du béton est très alcaline, vers pH 12,5 à 13, ce qui couvre l'acier d'une fine pellicule d'oxyde qui arrête la rouille. ![L'angle cassé d'une vieille poutre en béton, son enrobage tombé, laissant voir une barre nervurée rouillée juste sous la surface](https://lastcodex.org/_astro/v1.CtVqwh2n_NVTYS.webp) _La rouille gonfle en se formant et fait sauter le béton trop mince au-dessus de la barre._ Cette protection dure autant que l'enrobage, le béton situé à l'extérieur des barres. Le gaz carbonique de l'air le neutralise lentement par carbonatation, et le sel de mer ou de déneigement y fait entrer des chlorures. Quand l'un ou l'autre atteint l'acier en quantité suffisante, en présence d'humidité et d'oxygène, la barre rouille. La rouille occupe plusieurs fois le volume de l'acier qu'elle remplace : elle fissure l'enrobage et le fait éclater par plaques. Ces épaufrures commencent là où l'enrobage est mince ou poreux. Le code américain ACI 318 demande environ 38 mm d'enrobage sur les petites barres à l'extérieur, et 75 mm pour un béton coulé contre la terre. Le béton précontraint va plus loin : des fils d'acier à haute résistance, tendus puis ancrés dans le béton, compriment la pièce à l'avance. Sous la charge, sa face inférieure ne subit que peu ou pas de traction, ce qui permet des poutres plus longues et plus minces. ## Comment le fabriquer Il s'agit ici d'un petit linteau préfabriqué, pour une ouverture de 0,9 m au plus dans un muret de jardin, sous quelques rangs de blocs seulement, sans plancher ni toiture. Tout élément qui porte des personnes ou une partie de bâtiment, linteau de maison compris, ou dont la chute pourrait blesser quelqu'un, doit être calculé par un ingénieur selon les règles locales, ou acheté sous forme de produit certifié. **Faire le moule.** Sur un sol plan, visser des planches en une caisse ouverte de 1,2 m de long et de 150 × 150 mm de section intérieure, pour que le linteau porte de 150 mm à chaque bout. Huiler les faces intérieures et caler les côtés avec des piquets pour que le béton frais ne les écarte pas. ![Un moule en bois ouvert pour un linteau, deux barres nervurées posées sur de petites cales en plastique, une truelle et une tige de piquage à côté](https://lastcodex.org/_astro/v2.B8yvTMaH_Z1tPo7e.webp) _Les barres reposent sur des cales : le béton passe dessous et les enrobe._ **Placer l'acier.** Couper deux barres nervurées de 10 mm à 1,1 m, ce qui laisse 50 mm de béton à chaque bout. Les poser sur des cales en plastique de 40 mm, à 40 mm des côtés, et les y ligaturer au fil de fer pour qu'elles ne bougent pas. Prendre des barres entières. Sur de plus grands ouvrages, on prolonge les barres en les faisant chevaucher sur une longueur fixée par le calcul, au moins 500 mm dans les dallages de maisons australiens. **Couler, serrer et faire durcir.** Gâcher le béton comme pour le ciment Portland, avec des gravillons de 10 mm au plus. Remplir en deux couches, piquer chacune autour des barres et frapper les planches pour chasser l'air. Graver une flèche sur la face supérieure : posé à l'envers, le linteau aurait son acier du côté comprimé. Le garder humide sous une bâche pendant au moins 7 jours, davantage par temps frais. **Le mettre en place.** Le linteau pèse environ 65 kg : le déplacer à deux au niveau du sol, ou avec une aide à la manutention au-dessus de la taille, et le poser sur un lit de mortier, côté acier en bas. Ne bâtir dessus qu'après environ 28 jours, quand le béton approche de sa résistance prévue. **Voir la traction à l'œuvre.** Couler trois barrettes de mortier de 50 × 50 × 500 mm, une sans armature et deux avec un fil d'acier de 4 mm à 15 mm d'une face. Au bout d'une semaine, poser chacune sur deux briques espacées de 400 mm, au sol, placer une courte planche en travers de son milieu et y empiler des briques une à une. La barrette nue casse d'un coup ; celle dont le fil est en bas se fissure par-dessous, fléchit et porte bien davantage ; essayée fil en haut, la troisième casse presque comme la nue. > **Sécurité.** Le ciment frais est très alcalin et brûle la peau contre laquelle il reste piégé : porter des gants étanches, des manches longues et des lunettes, et laver aussitôt les éclaboussures. Couper l'acier à la cisaille ou à la meuleuse uniquement avec lunettes et gants, loin de tout ce qui peut brûler. Étayer tout moule ; un coffrage qui retient du béton en hauteur relève des professionnels, car il peut s'effondrer sous le poids du béton. Pendant l'essai de charge, porter des lunettes, se tenir sur le côté et garder les pieds hors de portée de la charge. ## Histoire et évolution ![Une petite barque grise sur un étang, une partie de la coque arrachée pour montrer une grille de tiges de fer dans la coque de ciment](https://lastcodex.org/_astro/v3.NmrUX17L_1fxhAY.webp) _La barque de Lambot : une mince coque de ciment sur une grille de fer._ En 1848, Joseph-Louis Lambot fait flotter une barque de ciment sur treillis de fer sur l'étang de son domaine de Miraval, dans le Var. Il la fait breveter en 1855 et en expose une deuxième à Paris la même année ; la première est conservée au musée de Brignoles. Cette planche retient 1848, date de cette barque, l'un des premiers exemples conservés du fer et du ciment travaillant ensemble. En 1854, en Angleterre, William Boutland Wilkinson, de Newcastle, fait breveter des planchers armés de fer. Joseph Monier, jardinier à Paris, dépose le 16 juillet 1867 un brevet pour des caisses et réservoirs en ciment armé, puis d'autres pour des ponts en 1873 et des poutres en 1878. En Allemagne, Gustav Adolf Wayss rachète ses brevets et construit plus de 300 ponts en arc entre 1887 et 1891. En 1892, François Hennebique fait breveter une ossature complète de poteaux, de poutres et de dalles, réalisée par des entrepreneurs agréés. Aux États-Unis, Ernest Ransome fait breveter une barre torsadée en 1884, et l'Ingalls Building de Cincinnati s'élève sur 16 niveaux en 1903. Le pont de Salginatobel de Robert Maillart (1930) franchit une gorge suisse d'un arc creux de 90 m, épais de 20 cm seulement à la clé. Eugène Freyssinet fait breveter la précontrainte en 1928 et s'en sert en 1934 pour sauver la gare maritime du Havre, qui s'enfonçait dans l'argile. Un rapport de Chatham House paru en 2018 estime la production mondiale de ciment à plus de 4 milliards de tonnes par an, en majeure partie pour le béton, et sa part des émissions mondiales de CO₂ à environ 8 %. ## Chiffres clés - Le béton en traction: Environ 10 % de sa résistance à la compression - Dilatation thermique: Environ 10 millionièmes par °C pour le béton, 11 à 12 pour l'acier - Eau des pores autour des barres: pH 12,5 à 13, qui protège l'acier de la rouille - Enrobage minimal (ACI 318): Environ 38 mm sur les petites barres à l'extérieur, 75 mm contre le sol - Premiers jalons: La barque de Lambot, 1848 ; premier brevet de Monier, 16 juillet 1867 ## Nécessite - [Ciment Portland](https://lastcodex.org/fr/inventions/portland-cement/): Le liant qui durcit sous l'eau (1824) - [Acier](https://lastcodex.org/fr/inventions/steel/): Du fer avec juste assez de carbone (v. 1 000 av. J.-C.) ## Sources - [Joseph Monier et l'invention du béton armé (B. Lemoine, 2023)](https://www.afgc.asso.fr/app/uploads/2026/03/JosephMONIER_InventionBeton.pdf), Association française de génie civil (AFGC) - [The Construction Industry enters the 20th Century (R. Day, 1980)](https://b-i-a-s.org.uk/wp-content/uploads/2021/01/BIAS_Journal_13_FERRO_CONCRETE.pdf), Bristol Industrial Archaeological Society Journal 13 - [The Invention of Reinforced Concrete (1848–1906) (Moussard, Garibaldi & Curbach, 2018)](https://fis.tu-dresden.de/portal/en/publications/the-invention-of-reinforced-concrete-1848--1906(8f5281e9-99eb-4cdd-9eff-3687b595367f).html), TU Dresden, in High Tech Concrete (Springer) - [Maison de Joseph Lambot à Montfort-sur-Argens](https://www.la-provence-verte.net/ot_campslasource/patrimoine-montfort-sur-argens-maison-de-joseph-lambot_1679.html), Office de tourisme Provence Verte & Verdon - [Musée des Comtes de Provence, Brignoles](https://www.la-provence-verte.net/activites/patrimoine-brignoles-musee-des-comtes-de-provence_435.html), Office de tourisme Provence Verte & Verdon - [Why is reinforced concrete used?](https://www.concrete.org/frequentlyaskedquestions.aspx?faqid=666), American Concrete Institute - [Concrete cover for members cast against earth (ACI 318-19)](https://www.concrete.org/frequentlyaskedquestions.aspx?faqid=903), American Concrete Institute - [Beam reinforcement detailing per ACI 318-19 (cover table)](https://help.idecad.com/ideCAD/beam-reinforcement-detailing), ideCAD documentation - [What stops the reinforcing steel in damp, porous concrete from corroding (usually)? (J. Broomfield)](https://www.icorr.org/?p=22054), Institute of Corrosion - [Thermal expansion and contraction of concrete](https://www.engr.psu.edu/ce/courses/ce584/concrete/library/cracking/thermalexpansioncontraction/example.htm), Penn State College of Engineering - [Principles of reinforced concrete: objective of the steel-concrete combination (W. Pauchet, 2021)](https://www.techniques-ingenieur.fr/en/resources/article/ti264/principles-of-reinforced-concrete-tba1024/objective-of-the-steel-concrete-combination-2), Techniques de l'Ingénieur - [Properties of concrete](https://www.ce.memphis.edu/1101/notes/concrete/section_3_properties.html), University of Memphis, Civil Engineering - [Concrete slab reinforcement: lapping](https://learninglab.rmit.edu.au/Toolbox/buildright/content/bcgbc4010a/10_floor_systems/03_concrete_slab_reinforcement/page_006.htm), RMIT University Learning Lab - [Ingalls Building](https://asce.org/about-civil-engineering/history-and-heritage/historic-landmarks/ingalls-building), American Society of Civil Engineers - [Alvord Lake Bridge](https://www.asce.org/about-civil-engineering/history-and-heritage/historic-landmarks/alvord-lake-bridge), American Society of Civil Engineers - [Salginatobel Bridge](https://www.asce.org/about-civil-engineering/history-and-heritage/historic-landmarks/salginatobel-bridge), American Society of Civil Engineers - [World Monument Salginatobel Bridge, technical profile](https://www.salginatobelbridge.com/s/English_Flyer.pdf), Schiers Tourism - [The Story of Eugène Freyssinet (K. 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Textes, planches et figures : CC BY-NC-ND 4.0.