Attache et support de l'armature

Introduction au chapitre

L'attache et le support de l'armature constituent une étape cruciale dans la mise en place du ferraillage. Un armature mal attachée ou mal supportée peut entraîner des déplacements pendant le coulage du béton, compromettant ainsi la position structurale des barres et la durabilité de l'ouvrage. Ce chapitre couvre l'ensemble des connaissances théoriques et pratiques requises pour l'examen Sceau rouge, incluant les types d'attaches, les supports, les tolérances dimensionnelles, les calculs de dépassement et les exigences du Code canadien du bâtiment (CNB) et des normes CSA.

2. Rôle et principes fondamentaux de l'attache

2.1 Pourquoi attacher l'armature?

L'attache des barres d'armature remplit trois fonctions essentielles :

8.Maintien de la position : empêcher le déplacement des barres pendant le coulage et la vibration du béton.

9.Assemblage structural : assurer la continuité mécanique aux intersections et aux recouvrements.

10.Protection contre la corrosion : garantir le respect des enrobages minimaux prescrits.

Une armature mal attachée peut se déplacer de plusieurs centimètres, réduisant la hauteur utile (d) de la section et compromettant la capacité portante de la poutre ou de la dalle.

2.2 Principes de base d'une bonne attache

Solidité : l'attache doit résister aux efforts de manutention, au piétinement des travailleurs et à la poussée du béton frais.

Rapidité d'exécution : le temps d'attache est un facteur de productivité majeur sur un chantier.

Économie de matériau : utiliser le fil de ligature de calibre approprié sans excès.

Compatibilité : le fil doit être compatible avec l'acier d'armature (pas de corrosion galvanique).

2.3 Types de fils de ligature

Type de fil	Calibre (AWG)	Diamètre (mm)	Utilisation typique
Fil recuit noir	16	1,6	Usage général, attaches simples
Fil recuit noir	15	1,8	Attaches doubles, armature lourde
Fil recuit noir	14	2,0	Armature très lourde, colonnes
Fil galvanisé	16	1,6	Environnements corrosifs, acier inoxydable
Fil inoxydable	16	1,6	Acier inoxydable, environnements marins

Le fil recuit noir est le plus courant. La recuisson rend le fil malléable, permettant un pliage facile et un serrage efficace. Le fil galvanisé est utilisé lorsque l'armature est exposée à l'humidité avant le coulage ou dans des environnements corrosifs.

2.4 Outils d'attache

Pince à ligaturer manuelle : outil de base, permet un contrôle précis du serrage.

Pince automatique (pistolet à ligaturer) : augmente la productivité de 3 à 4 fois, idéal pour les grandes surfaces de dalles.

Crochet de ferrailleur : utilisé pour les attaches en torsion (twist).

Pince coupante : pour couper le fil excédentaire.

3. Techniques d'attache

3.1 Attache simple (snap tie)

L'attache simple consiste à croiser le fil en diagonale sur l'intersection de deux barres et à le torsader d'un demi-tour à trois quarts de tour. Cette technique est rapide mais offre une résistance limitée. Elle convient pour les armatures légères (barres ≤ 15M) dans les dalles et les murs.

Procédure :

31.Couper un morceau de fil de 300 à 450 mm de longueur.

32.Plier le fil en deux autour de l'intersection.

33.Croiser les extrémités en diagonale.

34.Torsader avec la pince jusqu'à serrage ferme (ne pas trop serrer pour éviter de fragiliser le fil).

35.Rabattre les extrémités pour éviter qu'elles percent le coffrage ou blessent les travailleurs.

3.2 Attache double (wrap and snap tie)

L'attache double fait un tour complet autour de l'intersection avant la torsion. Elle offre une résistance supérieure et est utilisée pour les armatures moyennes (20M à 25M) et les zones à forte densité d'armature.

3.3 Attache en huit (figure-eight tie)

L'attache en huit enlace les deux barres perpendiculairement, formant un motif en huit. Cette technique est utilisée pour les colonnes et les poutres profondes où la stabilité est critique. Elle empêche le glissement latéral des barres.

3.4 Attache de soulèvement (lift tie)

Utilisée pour les cages d'armature pré-assemblées qui doivent être levées par grue. L'attache de soulèvement est renforcée par des tours supplémentaires de fil et parfois par des attaches métalliques spéciales.

3.5 Attache en chaîne (continuous tie)

Pour les longues files de barres parallèles (murs, dalles), l'attache en chaîne utilise un seul fil continu qui zigzague entre les intersections. Cette méthode est économique mais moins rigide que les attaches individuelles.

4. Supports d'armature

4.1 Fonction des supports

Les supports (ou cales) maintiennent l'armature à la hauteur requise pour garantir l'enrobage minimal prescrit par les normes. Un enrobage insuffisant expose l'acier à la corrosion et réduit la résistance au feu. Un enrobage excessif réduit la hauteur utile de la section.

4.2 Types de supports

Type de support	Matériau	Utilisation
Cale en béton	Béton préfabriqué	Dalles sur sol, fondations
Cale en plastique	Polypropylène	Dalles, murs, enrobages 20-75 mm
Support en fil métallique (bar chair)	Acier galvanisé ou inoxydable	Dalles, poutres, colonnes
Support continu (continuous bar chair)	Acier	Longues portées, dalles épaisses
Support à tête (high chair)	Acier	Dalles épaisses, armature supérieure
Support en U (U-chair)	Acier	Poutres, armature supérieure
Support à ressort (spring chair)	Acier	Murs, armature verticale

4.3 Espacement des supports

L'espacement maximal des supports dépend du diamètre des barres et de l'épaisseur de la dalle. Le tableau suivant donne les valeurs typiques pour des dalles coulées sur sol :

Diamètre de barre	Épaisseur de dalle (mm)	Espacement maximal (mm)
10M	≤ 150	750
10M	150-250	600
15M	≤ 150	900
15M	150-250	750
20M	≤ 200	1200
20M	200-300	900

Pour les dalles suspendues, l'espacement est généralement réduit de 25 à 30 %.

4.4 Supports pour armature supérieure

L'armature supérieure d'une dalle (armature de retrait ou armature négative) doit être supportée par des supports à tête (high chairs) ou des supports en barres continues. La densité de ces supports doit être suffisante pour empêcher l'affaissement sous le poids des travailleurs et du béton.

Règle pratique : pour une dalle de 200 mm d'épaisseur avec armature supérieure 15M, utiliser des supports à tête espacés de 900 mm dans les deux directions.

4.5 Supports pour armature de colonnes

Les barres verticales des colonnes doivent être maintenues en position à l'aide de cales en plastique ou de supports en fil fixés aux étriers. L'espacement vertical des supports ne doit pas dépasser 1,2 m.

5. Tolérances et exigences du Code

5.1 Tolérances de position

Le Code canadien du bâtiment (CNB) et la norme CSA A23.1 (Béton : constituants et exécution des travaux) prescrivent les tolérances suivantes :

Paramètre	Tolérance
Enrobage nominal	± 10 mm (si enrobage ≤ 75 mm)
Enrobage nominal	± 15 mm (si enrobage > 75 mm)
Espacement des barres	± 15 mm
Position verticale dans les dalles	± 10 mm
Position horizontale dans les murs	± 15 mm
Hauteur utile (d)	± 10 mm

5.2 Enrobages minimaux (CSA A23.1, tableau 16)

Élément	Enrobage minimal (mm)
Béton coulé sur sol (dalle sur sol)	75
Béton exposé aux intempéries (murs, poutres)	50
Béton non exposé aux intempéries (intérieur)	40
Béton exposé à l'eau ou au sol	75
Béton préfabriqué (intérieur)	25
Béton préfabriqué (extérieur)	40
Colonnes (intérieur)	40
Colonnes (extérieur)	50

5.3 Recouvrements (CSA A23.1, article 12.5)

La longueur de recouvrement (chevauchement) des barres dépend du diamètre, de la qualité de l'acier, de la classe d'exposition et de la distance entre les barres.

Formule simplifiée pour recouvrement en traction :

L_rec = 0,5 × L_d × facteur

Où :

L_d = longueur de développement (mm)

facteur = 1,3 pour les recouvrements de classe A (50 % des barres recouvertes au même endroit)

facteur = 1,7 pour les recouvrements de classe B (plus de 50 % des barres recouvertes)

Valeurs typiques de L_d pour acier 400 MPa (barres 15M à 25M) :

Diamètre	Béton 30 MPa	Béton 35 MPa
10M	300 mm	270 mm
15M	450 mm	400 mm
20M	600 mm	540 mm
25M	750 mm	675 mm
30M	900 mm	810 mm

5.4 Crochets standard (CSA A23.1, article 12.4)

Type de crochet	Angle	Longueur de développement
Crochet à 90°	90°	12 × d_b (minimum)
Crochet à 135°	135°	12 × d_b (minimum)
Crochet à 180°	180°	4 × d_b (minimum) + extension

Où d_b = diamètre de la barre.

Exemple : pour une barre 20M (d_b = 19,5 mm), un crochet à 90° nécessite une longueur de développement de 12 × 19,5 = 234 mm, arrondie à 240 mm.

6. Calculs pratiques pour l'attache et le support

6.1 Quantité de fil de ligature

La consommation de fil de ligature dépend du type d'élément et de la densité d'armature. Les valeurs suivantes sont des moyennes pour estimation :

Élément	Consommation (kg de fil / tonne d'acier)
Dalle sur sol	8 à 12
Dalle suspendue	12 à 16
Mur	10 à 14
Poutre	14 à 18
Colonne	16 à 20
Fondation	8 à 10

6.2 Nombre d'attaches par intersection

Le nombre d'attaches requis dépend de la configuration :

Configuration	Attaches par intersection
Dalle (grille simple)	1 (attache simple)
Dalle (grille double)	2 (attaches doubles)
Mur (grille simple)	1
Mur (grille double)	2
Poutre (étriers sur barres longitudinales)	1 par étrier
Colonne (étriers sur barres verticales)	1 par étrier

6.3 Calcul de la longueur de fil par attache

La longueur de fil nécessaire pour une attache simple est approximativement :

L_fil = 4 × (d_b1 + d_b2) + 150 mm

Où d_b1 et d_b2 sont les diamètres des barres à l'intersection.

Exemple : intersection de barres 15M (d_b = 16 mm) et 20M (d_b = 19,5 mm) :

L_fil = 4 × (16 + 19,5) + 150 = 4 × 35,5 + 150 = 142 + 150 = 292 mm

On arrondit à 300 mm.

6.4 Calcul de l'espacement des supports

Pour une dalle d'épaisseur h avec armature supérieure de diamètre d_b, l'espacement maximal des supports est :

S_max = (h - 2 × enrobage - d_b) / 2

Exemple : dalle de 250 mm, enrobage de 40 mm, barres 15M (16 mm) :

S_max = (250 - 2 × 40 - 16) / 2 = (250 - 80 - 16) / 2 = 154 / 2 = 77 mm

Cette valeur est théorique ; en pratique, l'espacement est dicté par les recommandations du fabricant et les charges de chantier.

7. Exigences particulières pour différents éléments

7.1 Dalles sur sol

L'armature doit être supportée par des cales en béton ou des supports en plastique à une hauteur assurant l'enrobage minimal de 75 mm.

Les supports doivent être placés à chaque intersection de barres dans les zones de forte charge.

L'armature supérieure (treillis ou barres) doit être supportée par des supports à tête espacés de 900 mm maximum.

7.2 Dalles suspendues

L'armature inférieure est supportée par des bar chairs espacés de 750 à 900 mm.

L'armature supérieure (négative) nécessite des high chairs avec des patins de répartition (continuous high chair) pour répartir la charge.

Les supports doivent être vérifiés après le piétinement des travailleurs.

7.3 Murs

L'armature verticale est maintenue par des supports à ressort ou des cales en plastique fixées aux barres horizontales.

L'espacement vertical des supports est de 600 à 900 mm.

Les barres horizontales sont attachées aux barres verticales à chaque intersection.

7.4 Poutres

L'armature inférieure est supportée par des bar chairs ou des blocs de béton.

L'armature supérieure (si présente) est supportée par des supports en U ou des high chairs.

Les étriers sont attachés aux barres longitudinales à chaque intersection.

7.5 Colonnes

Les barres verticales sont maintenues par des cales en plastique fixées aux étriers.

Les étriers sont espacés selon les plans ; l'espacement maximal est généralement de 300 mm en zone sismique.

Les attaches doivent être doubles pour résister aux efforts de vibration.

8. Contrôle de la qualité et inspection

8.1 Vérifications avant coulage

Avant le coulage du béton, l'inspecteur doit vérifier :

127.Position des barres : diamètre, espacement, alignement.

128.Enrobage : mesurer avec un gabarit ou un détecteur d'armature.

129.Recouvrements : longueur et position des chevauchements.

130.Attaches : nombre et type corrects, serrage adéquat.

131.Supports : espacement, type, stabilité.

132.Étriers : espacement, angle des crochets (135° en zone sismique).

133.Propreté : absence de rouille excessive, d'huile, de terre.

8.2 Tolérances d'inspection

Paramètre	Tolérance d'inspection
Espacement des barres	± 15 mm
Enrobage	± 10 mm (enrobage ≤ 75 mm)
Position des recouvrements	± 50 mm
Longueur des recouvrements	+ 50 mm / - 0 mm
Verticalité des barres de colonnes	± 10 mm par mètre

8.3 Points de contrôle critiques

Zones sismiques : les étriers doivent avoir des crochets à 135° avec une extension de 6 × d_b (minimum 75 mm).

Zones de forte corrosion : enrobage augmenté de 10 à 15 mm.

Joints de construction : l'armature doit être continue à travers le joint ou recouverte selon les plans.

9. Sécurité sur le chantier

9.1 Risques liés à l'attache et au support

Coupures : les extrémités de fil non rabattues peuvent causer des lacérations.

Perforations : les barres verticales non protégées représentent un danger de chute.

Chutes : travailler sur des armatures élevées sans protection.

Effondrement : une cage d'armature mal stabilisée peut s'effondrer.

9.2 Mesures de sécurité obligatoires

Porter des gants de protection et des lunettes de sécurité.

Rabattre toutes les extrémités de fil vers l'intérieur de l'armature.

Installer des protecteurs de barres (cônes) sur les barres verticales exposées.

Utiliser des plateformes de travail pour les zones élevées.

Vérifier la stabilité des cages avant de les libérer des supports de levage.

10. Pièges à éviter

Voici les erreurs les plus fréquentes commises par les candidats à l'examen Sceau rouge :

156.Confondre enrobage et recouvrement : l'enrobage est la distance entre la surface du béton et la barre ; le recouvrement est le chevauchement de deux barres.

157.Oublier le facteur de classe pour les recouvrements : un recouvrement de classe B (1,7 × L_d) est requis lorsque plus de 50 % des barres sont recouvertes au même endroit.

158.Utiliser le mauvais type de support : les supports en plastique ne conviennent pas pour les dalles épaisses (> 300 mm) ; utiliser des supports en acier.

159.Négliger l'espacement des supports pour l'armature supérieure : l'armature supérieure s'affaisse si les supports sont trop espacés.

160.Serrage excessif du fil : un serrage excessif fragilise le fil et peut casser l'armature en acier à haute résistance.

161.Ignorer les tolérances d'enrobage : un enrobage de 40 mm au lieu de 50 mm peut entraîner une corrosion prématurée.

162.Confondre les diamètres nominaux et réels : une barre 15M a un diamètre réel de 16 mm, pas 15 mm.

163.Oublier les crochets à 135° en zone sismique : les crochets à 90° ne sont pas acceptables dans les zones sismiques.

164.Ne pas vérifier la stabilité des cages avant coulage : le poids du béton peut déplacer une cage mal stabilisée.

165.Utiliser du fil galvanisé avec de l'acier noir : la corrosion galvanique peut se produire dans certains environnements.

11. Résumé

Point clé	Détail
Types d'attaches	Simple, double, en huit, de soulèvement, en chaîne
Fil de ligature	Recuit noir (usage général), galvanisé (corrosion), inoxydable (environnements marins)
Supports	Béton, plastique, fil métallique, high chair, U-chair, ressort
Enrobage minimal	75 mm (sol), 50 mm (extérieur), 40 mm (intérieur)
Tolérances	Enrobage ± 10 mm, espacement ± 15 mm, position ± 10 mm
Recouvrement	Classe A : 1,3 × L_d, Classe B : 1,7 × L_d
Crochets	90° : 12 × d_b, 135° : 12 × d_b, 180° : 4 × d_b
Espacement des supports	750-900 mm pour dalles, 600-900 mm pour murs
Normes de référence	CSA A23.1, CNB (Code canadien du bâtiment)

Points essentiels à retenir pour l'examen

170.L'attache maintient la position des barres et assure la continuité structurale.

171.Le fil recuit noir de calibre 16 est le plus courant.

172.L'enrobage minimal est de 75 mm pour le béton coulé sur sol.

173.Les tolérances d'enrobage sont de ± 10 mm pour les enrobages ≤ 75 mm.

174.Les recouvrements de classe B nécessitent 1,7 × L_d.

175.Les crochets à 135° sont obligatoires en zone sismique.

176.L'espacement des supports dépend du diamètre des barres et de l'épaisseur de la dalle.

177.Les supports à tête (high chairs) sont nécessaires pour l'armature supérieure des dalles.

178.La consommation de fil est de 8 à 20 kg par tonne d'acier selon l'élément.

179.La sécurité exige le rabattement des extrémités de fil et la protection des barres verticales.

12. Questions d'auto-évaluation

182.Quelle est la tolérance d'enrobage pour un enrobage nominal de 50 mm ?

Réponse : ± 10 mm (car ≤ 75 mm)

184.Quel type de support utilise-t-on pour l'armature supérieure d'une dalle de 250 mm ?

Réponse : Support à tête (high chair) en acier

186.Quelle est la longueur de développement d'un crochet à 90° pour une barre 25M (d_b = 25,2 mm) ?

Réponse : 12 × 25,2 = 302,4 mm, arrondie à 305 mm

188.Combien d'attaches par intersection pour une grille de dalle simple ?

Réponse : 1 attache simple

190.Quel est l'enrobage minimal pour un mur extérieur exposé aux intempéries ?

Réponse : 50 mm

192.Quelle est la consommation typique de fil pour une poutre ?

Réponse : 14 à 18 kg par tonne d'acier

194.Quel type de crochet est obligatoire en zone sismique ?

Réponse : Crochet à 135° avec extension de 6 × d_b (minimum 75 mm)

196.Quelle est la tolérance de position verticale dans les dalles ?

Réponse : ± 10 mm

13. Références normatives

CSA A23.1 : Béton : constituants et exécution des travaux (articles 12.4, 12.5, tableau 16)

CSA A23.2 : Méthodes d'essai et pratiques standard pour le béton

Code canadien du bâtiment (CNB) : Partie 4 (Conception structurale)

CSA G30.18 : Barres d'armature en acier (acier d'armature)

CSA S16 : Règles de calcul des charpentes en acier (pour les connexions mixtes)

Ces normes sont citées dans l'examen Sceau rouge ; il est essentiel de connaître leurs exigences principales, notamment les tableaux d'enrobage et les longueurs de développement.

Ce chapitre couvre l'ensemble des connaissances requises pour la section « Attache et support de l'armature » de l'examen Sceau rouge. Les valeurs numériques sont conformes aux normes CSA en vigueur. Pour les valeurs spécifiques à un projet, toujours se référer aux plans et devis.

Attache et support de l'armature