Principe de la construction mixte

De manière générale, une construction mixte est obtenue en associant deux matériaux de nature et de propriétés différentes pour tirer le meilleur parti possible de cette combinaison. Il existe de nombreux types de constructions mixtes. Seules sont considérées dans cet article les constructions mixtes acier-béton.

Les planchers mixtes sont généralement composés d’une dalle béton et d’une poutre en acier. L’idée est d’utiliser au mieux les avantages de ces deux éléments : le béton a de bonnes performances en compression et l’acier en traction et au cisaillement.

Quel est l’intérêt de la liaison Acier-Béton ?

Dans la construction mixte, l’adhérence entre l’acier et le béton n’existe pas naturellement. Pour pouvoir tirer le meilleur parti de l’association des deux matériaux, il est indispensable que ceux-ci travaillent solidairement. Cette connexion est obtenue au moyen d’organes de liaison, appelés connecteurs, soudés ou cloués sur la poutre métallique et dont le rôle est d’empêcher, ou du moins de limiter à des valeurs très faibles, les glissements relatifs au niveau du plan de jonction.

Dans le cas d’un plancher mixte acier béton, la dalle béton reçoit directement les charges et les transmet par flexion locale aux poutres métalliques. La dalle est donc dimensionnée pour équilibrer cette flexion locale.

En l’absence de liaison entre la dalle béton et la poutre métallique, ces dernières fléchissent de manière indépendante. Un glissement se produit à l’interface. On cumule simplement les deux inerties pour le calcul de la résistance de l’ensemble. De plus, la dalle ne participe pas à la résistance à la flexion, le béton se trouvant en zone tendu va fissurer et devenir un poids mort.

Le but de connecter les deux poutres, est de supprimer ou limiter les glissements entre la poutre en acier et la dalle en béton. On profite ainsi de l’inertie et de la résistance complète de la section : L’inertie est multipliée par huit au lieu de deux.

Un plancher à deux sections liées par des connecteurs peut supporter deux fois plus de charges et se déforme quatre fois moins qu’un plancher à deux sections superposées non liées.

Dans un plancher mixte où les éléments acier et béton sont connectés, la dalle béton est située complètement dans une zone comprimée alors que la poutre métallique est située dans la zone tendue. Les éléments acier et béton sont donc sollicités idéalement et vont contribuer pleinement à garantir la résistance et la rigidité de l’ensemble.

Auteur : Yosr JEBALI - Ingénieur Expert Hilti France