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De la pierre armée au béton armé
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Odile Mary
 Armatures de fer de l’église Sainte-Geneviève à Paris (Le Panthéon), 1770. |
Les propriétés du fer étaient connues des architectes depuis l’Antiquité. Si le fer est peu apparent dans les constructions, c’est que le risque de corrosion est si fort qu’on a très tôt caché ce fer dans des logements soigneusement taillés dans la pierre où il était scellé avec du plomb fondu. La réflexion sur la solidité des matériaux qui s’est développée à partir du XVIIIe siècle amène des utilisations remarquables comme ces armatures des linteaux du Panthéon dont on a fait remarquer qu’en 1770, elles étaient déjà celles d’une poutre de béton armé.
 William Le Baron Jenney, Fair Store, Chicago, 1880-1891. Détail de la construction en charpente d’acier ignifuge. |
Un siècle plus tard, l’industrie a considérablement amélioré les propriétés du métal. À Chicago on fait encore venir le ciment d’Europe et sa proportion est faible dans le système développé par Le Baron Jenney, créateur des gratte-ciel. Le grand incendie de Chicago de 1871 a marqué les esprits. La reconstruction compense la cherté des terrains par la multiplication des niveaux. L’acier a remplacé la fonte, trop cassante et vulnérable en cas d’incendie. Il permet des compositions extensibles de poutres profilées en  . On remarque la colonne verticale centrale qui réunit quatre poutres en en les rivant à trois plaques ; la plaque centrale s’interrompt au passage d’une poutrelle horizontale qui traverse la colonne. Des équerres assurent des départs horizontaux perpendiculaires. Dans l’espace entre deux poutrelles horizontales viennent se glisser des briques (hourdis). Sur le dessus de ce plancher, une chape de mortier nivelle l’ensemble ; elle noie des conduites de gaz mais laisse affleurer la face supérieure des tasseaux sur lesquels est fixé un parquet de bois dur. Sur le dessous du plan, une couche de plâtre isole la structure (le plâtre résiste bien au feu). La colonne est également protégée avec soin dans une enveloppe ignifuge.
 François Hennebique, assemblage monolithique en béton armé, breveté en 1892. |
Après plus de dix ans de recherches personnelles, privées, un constructeur français autodidacte, François Hennebique, conçoit un système d’armature monolithique du béton.
Jusqu’à son initiative, on savait couler des poutres performantes mais la discontinuité du ferraillage entre les éléments des planchers posait de sérieux problèmes. Hennebique utilise des barres de métal de section cylindrique qui peuvent se recourber et s’accrocher les unes aux autres. De même, il coude les barres de renforcement et ajoute des boucles en étrier aux différentes articulations. On voit sur le dessin des « ouvertures » explicatives qui interrompent la continuité du plancher pour laisser voir le trajet des fers normalement invisibles car sérieusement enrobés de béton. Au premier plan, dans la poutrelle qui traverse de gauche à droite, le fer supérieur poursuit sa course à l’horizontale à travers la poutre centrale qui « monte » vers la gauche ; le fer inférieur sort en oblique de la poutrelle qu’il lie au plancher avant de se relever dans la partie droite : la partie trapézoïdale entre ces deux fers est renforcée par les deux étriers verticaux. Au tout premier plan on voit les fers en attente qui sortent de la dalle et de la poutre et qui assureront la liaison avec la prolongation éventuelle de ces éléments. Il en va de même pour le pilier vertical au centre de l’image avec ses quatre fers verticaux renforcés par des étriers carrés : les fers seront solidement fixés à ceux du reste du pilier.
 Le Corbusier, structure de l’unité Dom-Ino, 1915. |
La grande fiabilité de la structure de François Hennebique permet au Corbusier de la réinterpréter pour cette unité de maison « Dom-Ino ». Le premier avantage est qu’il n’y a pas de murs : on peut laisser ouvert, transparent, semi-opaque ou opaque à volonté. Le second avantage est que les piliers, seuls porteurs, ont une emprise très faible sur la surface des planchers et s’accommodent d’importants porte-à-faux : l’espace du plan est libre pour tout aménagement souhaité. L’espace devient un matériau essentiel comme la lumière ou le sol.
La fiabilité qui résulta de la cohérence monolithique des piliers et des planchers inspire au Corbusier l’idée de villes sur pilotis (1915). L’idée est de réduire au maximum l’occupation du sol, au lieu de vivre dans les tranchées des rues : vivre dans la lumière. Enfin, s’il n’est pas possible d’éviter de couvrir le sol, on peut le restituer en le recréant sur la terrasse de l’immeuble.
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