Dans les années qui ont précédé la crise économique, on a assisté à un boom mondial de la construction de logements et d'infrastructures qui a conduit à un riche éventail de structures à entretenir. Au milieu du processus de redressement, et compte tenu de ce qui précède, on peut s'attendre à ce que les investissements dans la réhabilitation et l'entretien augmentent de manière exponentielle. Avec les piliers ou les pieux, les poutres sont les éléments structurels les plus utilisés dans le bâtiment et les travaux publics, n'étant pas exemptes de souffrir de leurs propres pathologies presque toujours liées à un excès de flexion, si bien qu'elles doivent souvent être renforcées et réparées. Voici 5 façons de renforcer une poutre que tout ingénieur devrait connaître.
Dans quelle situation doit-on renforcer la structure d’un bâtiment ?
En réalité, les travaux de renforcement de la structure peuvent être entamés pour solidifier une maison qui se fragilise, tout comme ils peuvent être menés pour effectuer des changements majeurs au sein de la bâtisse. Le renforcement de la structure d’un bâtiment permet de le solidifier en plus de lui ajouter de la valeur, étant donné que sa durée de vie sera prolongée. Il peut être un choix ou une nécessité ! Ainsi, il existe plusieurs situations qui requièrent un renforcement de la structure d’une habitation :
- Un agrandissement de maison, comme l’ajout d’un étage ou d’une extension qui nécessite de recalculer la répartition des charges ;
- L’installation de nouveaux éléments sur la toiture (panneaux photovoltaïques, système de ventilation lourd) ;
- Une mauvaise conception structurelle ou architecturale initiale ;
- Sinistre (inondation, incendie et séisme) ;
Dégradation d’une maison vieillissante.
Problèmes relatifs à la structure d'une maison : comment les détecter ?
Les problèmes nécessitant un renforcement de la structure sont multiples et facilement détectables. On retrouve :
- L’affaissement de maison ;
- La déformation des planchers ;
- Vibrations des planchers lors des déplacements ;
- L’apparition de fissures dans les murs et les fondations ;
- L’affaissement ou la pourriture des poutres et des solives.
Les techniques pour renforcer la structure d'un bâtiment
Quel que soit le but du renforcement de la structure de votre édifice, il est indispensable de passer par un entrepreneur spécialisé, qui grâce à son expertise va évaluer la situation, avant de vous proposer des solutions adaptées. Pour ce type de projet de rénovation, les options et les prix proposés peuvent être totalement différents, d’où l’intérêt de demander des soumissions afin de comparer les entrepreneurs. L’entrepreneur que vous aurez sélectionné devra nécessairement avoir plusieurs années d’expérience dans le renforcement des structures car il s’agit d’un domaine assez complexe. Vous devrez également vous assurer que l’entrepreneur détienne les permis et les assurances appropriées pour que la maison et ses habitants soient protégés en cas de dommages. Dans le cas où les travaux de renforcement soient liés à un problème dans la structure ou la fondation, il est indispensable d’agir vite car plus vous attendrez, plus le coût des travaux risque d’augmenter.
Renforcer la structure d’un bâtiment en remplaçant les poutres
Les poutres sont des éléments de construction allongés conçus pour résister la flexion. Elles servent à supporter les charges au-dessus du vide (poids de la construction et du mobilier) en transmettant ce poids aux piliers, aux colonnes et aux murs sur lesquels elle s’appuie. Ceci en fait un élément indispensable à la stabilité de la maison. Les poutres des maisons anciennes sont généralement en bois. De ce fait, l’endommagement et la pourriture des poutres constituent un problème récurrent dans les maisons humides. Lorsque le bois est attaqué par la moisissure, sa force de soutien s’altère avec le temps, ce qui représente un réel danger pour la structure de la maison et ses habitants. Vous n’aurez pas d’autre choix que d’entamer des travaux de rénovation dans le but de remplacer les poutres en fin de vie.
Croissance des sections
Si cela est physiquement possible, la repousse de la section est une solution immédiate et évidente qui peut résoudre un problème causé par la quantité insuffisante d'acier, calculée dans le projet ou la mise en œuvre.
Renforcement avec des feuilles
C'est une autre des solutions immédiates qui renforcera votre élément à l'extérieur en cas de problèmes causés par un déficit de capacité de flexion. Les feuilles collées fonctionneront comme un exosquelette qui absorbera l'excès de déformation que la poutre ne peut pas supporter seule. Cette technique a généralement été réalisée avec des feuilles de métal, bien qu'il soit courant, ces derniers temps, de recourir à la fibre de carbone pour effectuer cette tâche, ce qui permet d'obtenir de meilleurs résultats.
Renforcement avec des profils métalliques
Si les deux méthodes précédentes sont insuffisantes pour renforcer votre élément structurel, vous devrez recourir à des techniques plus coûteuses. Comme dans les cas précédents, l'ajout de nouveaux profils métalliques à une vieille poutre en béton, nécessitera une adhérence correcte pour un couplage optimal. Dans le cas spécifique où la poutre à renforcer a une section en T, vous pouvez utiliser un treillis métallique pour soutenir les ailes, une technique largement utilisée dans la réhabilitation des ponts.
Précontrainte externe
Une autre option très efficace est l'utilisation d'un renforcement externe précontraint. Cela donne à la poutre la contre-force nécessaire pour combattre l'excès de flexion produit. Ce système est le plus adapté pour renforcer les poutres de grands ponts, car c'est là que les charges sont les plus élevées.
Modification du régime structurel
Enfin, et bien que cela ne soit pas possible dans la plupart des situations, l'option de modifier le régime structurel est présentée. L'objectif principal sera de réduire les moments de flexion agissant dans la zone à réhabiliter, ce qui permettra d'obtenir une demande plus faible dans la section susmentionnée. Étant donné la possibilité de pouvoir appliquer cette méthode, on a trouvé 3 façons différentes de modifier la structure du faisceau.