Technologie de construction - béton armé, structures et matériaux
Ce que l'épreuve évalue
L'épreuve porte sur la connaissance des matériaux (ciment, granulats, acier), la formulation du béton, les dispositions constructives du béton armé, les combinaisons d'actions et le dimensionnement élémentaire d'une poutre ou d'un poteau. Les questions de métré et de descente de charges sont fréquentes.
Matériaux et béton
- Ciment courant CPJ-CEM II 42,5 ; dosage indicatif 350 kg·m⁻³ pour un béton armé d'usage courant ; rapport E/C voisin de 0,5.
- Ouvrabilité appréciée par l'essai d'affaissement au cône d'Abrams, sur béton frais.
- Résistance mesurée par écrasement d'éprouvettes cylindriques 16 × 32 cm à 28 jours, sur béton durci : la contrainte vaut σ = F/S.
- Aciers haute adhérence HA, nuance FeE400 (limite d'élasticité 400 MPa) ; enrobage minimal imposé pour la durabilité et l'adhérence ; cure obligatoire après coulage.
Actions et calcul
- Combinaison fondamentale à l'ELU : p_u = 1,35 G + 1,5 Q (G charges permanentes, Q charges variables).
- Poutre isostatique sous charge répartie : M_max = q·l²/8 en travée, V_max = q·l/2 aux appuis.
- Descente de charges : plancher → poutre → poteau → semelle → sol d'assise.
- Section d'acier tendu : As ≈ M_u/(z·f_yd) avec f_yd = 400/1,15 ≈ 348 MPa et z ≈ 0,9d.
Exemple rédigé
Poutre simplement appuyée, portée 6,00 m, G = 8 kN·m⁻¹ (poids propre inclus), Q = 5 kN·m⁻¹. On calcule p_u = 1,35(8) + 1,5(5) = 10,8 + 7,5 = 18,3 kN·m⁻¹. D'où M_u = 18,3 × 6²/8 = 82,4 kN·m et V_u = 18,3 × 6/2 = 54,9 kN. Avec une hauteur utile d = 0,45 m : As ≈ 82,4 × 10³/(0,9 × 0,45 × 348 × 10⁶) = 5,8 × 10⁻⁴ m², soit 5,8 cm², que l'on peut réaliser avec 3 HA 16 (6,03 cm²). On vérifie ensuite l'effort tranchant et les armatures transversales.
Pièges qui coûtent des points
- Oublier d'inclure le poids propre de la poutre dans G.
- Mélanger kN·m et N·mm : convertir avant de diviser.
- Confondre charge permanente et charge d'exploitation dans la combinaison.
- Confondre essai sur béton frais (affaissement) et essai sur béton durci (écrasement).
- Négliger l'enrobage, l'ancrage des barres et la cure, qui conditionnent la durabilité.