COFFRAGE ET FERRAILLAGE

OPTION CONSTRUCTION – 2ÈME ANNÉE

Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC.

Préliminaire

Objectifs du cours

Ce cursus a pour ambition de forger une maîtrise technologique et pratique des deux piliers du béton armé : le coffrage et le ferraillage. Il s’agit de former des techniciens capables de traduire les plans d’exécution en ouvrages conformes, en maîtrisant les méthodes de façonnage du moule temporaire qu’est le coffrage, ainsi que les règles de mise en place du squelette d’acier que sont les armatures. La finalité est de garantir la qualité géométrique, la résistance mécanique et la pérennité des structures en béton. 🏗️

Approche Pédagogique

Privilégiant une démarche qui suit la logique du chantier, l’enseignement s’articulera autour de l’étude successive de l’enveloppe (le coffrage) puis de l’ossature (le ferraillage). Chaque concept sera ancré dans la réalité constructive par des schémas de principe, des détails d’exécution et des études de cas concrets. Des exemples variés, allant du coffrage d’un ouvrage d’art sur la rivière Kasaï à la supervision du ferraillage d’un immeuble à Kinshasa, permettront d’illustrer la diversité des défis techniques et de souligner l’importance cruciale du respect des règles de l’art.

Compétences Visées

Au terme de cette année, l’élève détiendra les compétences suivantes :

• Concevoir : Définir et justifier les choix technologiques pour la réalisation d’un coffrage simple, en sélectionnant les matériaux et les méthodes d’assemblage appropriés.
• Exécuter : Détailler la séquence des opérations de montage, de réglage (aplomb, niveau, contre-flèche) et de décoffrage pour les éléments de base d’une structure.
• Traduire : Décoder un plan de ferraillage complexe pour en extraire les informations nécessaires au façonnage (coupe, cintrage) et à l’assemblage des cages d’armatures.
• Valider : Effectuer le contrôle qualitatif et quantitatif du travail réalisé avant le bétonnage, en s’assurant de la parfaite conformité aux plans d’exécution et aux tolérances admises.

Modalités d’Évaluation

L’évaluation des acquis se fera de manière continue et diversifiée. Des épreuves écrites permettront de vérifier la maîtrise de la terminologie et la compréhension des technologies. Des exercices pratiques de lecture de plans et d’établissement de bordereaux d’aciers mesureront les compétences d’analyse. Enfin, une mise en situation professionnelle simulée, sous la forme d’un projet de synthèse, évaluera la capacité de l’élève à articuler l’ensemble des savoirs et savoir-faire pour préparer et contrôler les phases de coffrage et de ferraillage d’un ouvrage simple. 📝

Partie I : La Technologie du Coffrage

Cette première partie est entièrement dédiée à l’étude du moule temporaire qui donne sa forme au béton : le coffrage. Elle aborde les matériaux utilisés, les techniques d’assemblage et les méthodes de mise en œuvre pour les différents types d’ouvrages, depuis les fondations jusqu’aux structures plus complexes comme les escaliers.

Chapitre 1 : Fondamentaux du Coffrage

Ce chapitre introduit les notions de base, les matériaux et les outils indispensables à la réalisation de tout coffrage, en insistant sur les qualités requises pour garantir un ouvrage conforme et de qualité.

1.1. Rôle et Qualités d’un Bon Coffrage

Garant de la forme et de l’aspect final de l’ouvrage, le coffrage remplit une triple fonction essentielle : contenir la poussée du béton frais, en assurer la géométrie parfaite et en définir l’état de surface. Sa conception impose donc de satisfaire à des exigences de rigidité, d’étanchéité, et d’efficacité lors du montage et du démontage.

1.2. Les Matériaux du Coffrage

Pour répondre à ces exigences, le coffreur-boiseur dispose d’une palette de matériaux variés. Le bois et ses dérivés (planches, panneaux) constituent la solution traditionnelle et polyvalente, tandis que les systèmes métalliques (banches, modulaires) apportent productivité et réemploi sur les grands chantiers.

1.3. L’Outillage du Coffreur-Boiseur

La maîtrise de l’outillage, qu’il soit manuel (scie, marteau, fil à plomb) ou électroportatif, est une condition sine qua non de la qualité du travail. Une attention particulière sera portée aux règles de sécurité qui encadrent leur utilisation.

1.4. Les Techniques d’Assemblage des Panneaux

Au cœur du savoir-faire du boiseur, les techniques d’assemblage par clouage et sciage permettent de confectionner des « peaux » de coffrage. La qualité de ces panneaux déterminera directement la planéité et l’aspect des surfaces en béton.

Chapitre 2 : Le Coffrage des Infrastructures

Ce chapitre se concentre sur la réalisation des coffrages pour les éléments de fondation, première étape de la construction du gros œuvre, qui exige une grande précision dans son implantation.

2.1. Le Coffrage des Semelles Isolées

Abordant les fondations ponctuelles, cette section détaille la méthode de coffrage des semelles sous poteaux. L’accent est mis sur la précision de l’implantation et la robustesse du calage pour résister aux forces du bétonnage.

2.2. Le Coffrage des Semelles Filantes

Pour les fondations linéaires sous murs, l’étude se porte sur l’assemblage de panneaux pour former des coffres continus. La garantie d’un alignement parfait et d’une largeur constante est ici primordiale.

2.3. Techniques d’Étaiement et de Brêlage

Afin de contrer la poussée du béton frais, différentes méthodes de stabilisation des coffrages sont explorées. L’utilisation d’étais et de brêlages assure l’indéformabilité du moule pendant le coulage.

2.4. Le Décoffrage des Éléments de Fondation

Respecter les délais de prise du béton avant toute opération est crucial. Ce point examine les méthodes de décoffrage et les précautions à observer pour préserver l’intégrité du béton jeune.

Chapitre 3 : Le Coffrage des Éléments Verticaux

Ce chapitre aborde la technologie des coffrages pour les poteaux et les murs, des structures qui nécessitent une maîtrise parfaite de la verticalité et une grande résistance à la pression hydrostatique du béton.

3.1. Le Coffrage des Poteaux Rectangulaires

La confection d’un coffrage de poteau performant passe par une succession d’étapes rigoureuses, de l’assemblage des faces au serrage par des tiges ou des serre-joints, qui seront ici détaillées.

3.2. Introduction au Coffrage des Murs Banchés

Utilisée pour les grands voiles de béton, comme les murs de soutènement le long des collines de Matadi, la technique du mur banché est présentée. Elle consiste à couler le béton entre deux parois de coffrage de grande dimension.

3.3. L’Assurance de la Verticalité (Mise d’Aplomb)

Une verticalité parfaite est non négociable pour les éléments porteurs. L’apprentissage de la mise d’aplomb à l’aide du fil à plomb ou du niveau à bulle constitue une compétence fondamentale du coffreur.

3.4. Le Contrôle et la Stabilité des Coffrages Verticaux

Pour garantir la sécurité et la conformité, des dispositifs de stabilisation tels que les étais tirant-poussant sont indispensables. Leur rôle et leur mise en place sont ici analysés en détail.

Chapitre 4 : Le Coffrage des Éléments Horizontaux

Ce chapitre est consacré aux structures qui supportent les étages : les poutres et les dalles. Leur coffrage implique la mise en place d’une structure de soutien temporaire appelée étaiement.

4.1. Le Coffrage des Poutres

La réalisation du coffrage d’une poutre se décompose en plusieurs éléments : le fond de moule et les joues latérales. Leur assemblage précis conditionne la section finale de la poutre.

4.2. Le Coffrage des Dalles Pleines

Former le support d’une future dalle en béton armé requiert la mise en place d’un plancher de coffrage continu. Cette surface doit être parfaitement plane, horizontale et étanche.

4.3. La Technique de l’Étaiement

Sous le coffrage des poutres et des dalles se dresse une véritable forêt d’étais. Les principes de cette structure provisoire, de la répartition des charges à son contreventement, sont ici explorés.

4.4. La Notion de Contre-flèche

Afin d’anticiper la déformation naturelle d’une poutre sous son propre poids et les charges, une bonne pratique consiste à donner une légère courbure inverse à son coffrage. Ce principe, dit de la contre-flèche, est ici expliqué.

Chapitre 5 : Le Coffrage des Structures Complexes

Ce chapitre aborde le coffrage d’ouvrages qui combinent plusieurs éléments ou qui présentent des formes géométriques particulières, exigeant une plus grande maîtrise technique.

5.1. L’Assemblage Poutre-Poteau (Nœuds de Portique)

Point de rencontre des efforts dans une ossature, le nœud poutre-poteau représente un défi technique pour le coffreur. La bonne exécution de cette intersection complexe est vitale pour la solidité de la structure.

5.2. L’Implantation et le Contreventement des Structures

Au-delà du coffrage d’un seul élément, la mise en place d’un ensemble de portiques et de poutres de rive est analysée. Le contreventement de l’étaiement assure alors la stabilité globale de la structure provisoire.

5.3. Le Coffrage d’un Escalier Droit

La construction du moule d’un escalier est un exercice de précision. Les étapes de réalisation, du traçage à la mise en place de la paillasse inclinée et des joues de marches, sont décrites en détail. 🪜

5.4. Le Coffrage des Arcs (Cintres)

Pour réaliser des ouvrages en arc ou en voûte, une structure d’étaiement spécifique appelée cintre est nécessaire. Cette introduction à la technologie des cintres explore leur conception et leur rôle de support temporaire.

Partie II : La Technologie du Ferraillage

Cette seconde partie est consacrée au squelette d’acier qui donne au béton sa capacité à résister à la traction : le ferraillage. Elle couvre l’étude des matériaux, les techniques de façonnage des barres et les règles de mise en place des armatures pour les principaux ouvrages.

Chapitre 6 : Fondamentaux du Ferraillage

Ce chapitre pose les bases de la technologie du ferraillage, en expliquant le rôle des armatures et en présentant les outils et les documents nécessaires à leur mise en œuvre.

6.1. Rôle et Nature des Armatures

Le mariage du béton, excellent en compression, et de l’acier, performant en traction, est le principe fondateur du béton armé. Cette section explore cette complémentarité et présente les aciers lisses et à haute adhérence.

6.2. Les Différents Types d’Aciers pour Béton Armé

Une connaissance fine des caractéristiques mécaniques des aciers (limite élastique, résistance à la rupture) est nécessaire pour le technicien. Les différentes nuances disponibles sur le marché congolais sont ici passées en revue.

6.3. L’Outillage du Ferrailleur

Des outils manuels (cisaille, cintreuse) aux équipements mécaniques, la panoplie du ferrailleur est spécifique. Leur description, leur manipulation et les règles de sécurité associées sont abordées.

6.4. Lecture des Plans de Ferraillage

Traduire le langage codifié des plans d’ingénieur est une compétence essentielle. L’élève apprendra à interpréter la représentation des barres, leur repérage, leur diamètre et leur disposition. 🗺️

Chapitre 7 : Le Façonnage et l’Assemblage des Armatures

Ce chapitre décrit les opérations manuelles ou mécaniques qui transforment les barres d’acier droites en cages d’armatures prêtes à être mises en place dans les coffrages.

7.1. Les Techniques de Coupe des Aciers

Sectionner les barres d’acier à la longueur exacte définie par les plans est la première étape du façonnage. Les différentes méthodes, de la cisaille manuelle à la tronçonneuse, sont présentées en fonction des diamètres.

7.2. Les Techniques de Cintrage

Donner forme à l’acier est un art qui obéit à des règles précises. La réalisation des crochets d’ancrage, le pliage des cadres, étriers et épingles, sont des savoir-faire fondamentaux qui sont ici enseignés.

7.3. L’Assemblage des Cages d’Armatures

Pour former un squelette rigide, les différentes barres sont solidarisées par des ligatures en fil de fer recuit. Cette technique d’assemblage garantit la cohésion de la cage d’armature lors de sa manipulation.

7.4. Le Bordereau des Aciers

Document de synthèse indispensable, le bordereau de ferraillage récapitule toutes les armatures d’un ouvrage (forme, longueur, quantité). Son établissement correct est la clé pour une bonne gestion des commandes et du façonnage.

Chapitre 8 : Le Ferraillage des Fondations

Ce chapitre applique les techniques de ferraillage à la réalisation des armatures pour les différents types de fondations, qui constituent la base de la structure.

8.1. Le Ferraillage des Semelles de Fondation

La disposition typique des armatures dans une semelle, qu’elle soit isolée ou filante, consiste en une ou deux nappes de barres croisées. Leur rôle est de résister aux efforts de flexion induits par la réaction du sol.

8.2. Le Ferraillage des Radiers

Pour les radiers, le ferraillage se complexifie avec deux nappes d’aciers (inférieure et supérieure) qui doivent être maintenues à bonne distance par des chaises ou des cadres spécifiques.

8.3. Les Aciers de Liaison (Attentes pour Poteaux)

Assurer une liaison mécanique parfaite entre les fondations et les poteaux est vital. Ce rôle est dévolu aux armatures en attente, dont le façonnage et le positionnement corrects sont critiques.

8.4. Le Ferraillage des Longrines

Similaire à celui des poutres en élévation, le ferraillage des poutres de fondation (longrines) est composé d’armatures longitudinales et de cadres transversaux pour résister à la flexion et à l’effort tranchant.

Chapitre 9 : Le Ferraillage des Poteaux et des Poutres

Ce chapitre aborde le ferraillage des éléments de l’ossature des bâtiments : les poteaux qui reprennent les charges verticales et les poutres qui supportent les planchers.

9.1. Le Ferraillage des Poteaux

Le squelette d’un poteau est composé d’armatures longitudinales reprenant la compression et le flambement, et d’armatures transversales (cadres, étriers) assurant le confinement du béton.

9.2. Le Ferraillage des Poutres

La disposition des aciers dans une poutre suit la logique des efforts : aciers tendus en partie basse, aciers comprimés en partie haute, et cadres pour coudre les fissures d’effort tranchant.

9.3. La Disposition des Armatures dans les Portiques

Pour garantir le bon fonctionnement d’un portique, notamment dans les régions à risque sismique comme les Kivu, la continuité des armatures et l’ancrage dans les nœuds poutre-poteau sont d’une importance capitale.

9.4. Le Respect de l’Enrobage et le Calage des Aciers

Protéger les aciers de la corrosion est une priorité absolue pour la durabilité. L’importance de l’enrobage (la distance entre l’acier et le coffrage) et l’utilisation de cales spécifiques sont ici martelées.

Chapitre 10 : Le Ferraillage des Dalles et des Escaliers

Ce chapitre traite du ferraillage des éléments de plancher et de circulation, caractérisé par des armatures réparties en nappes ou suivant des formes plus complexes.

10.1. Le Ferraillage des Dalles Pleines

Le ferraillage d’une dalle est typiquement constitué de deux nappes de barres perpendiculaires ou d’un treillis soudé, avec des renforts (chapeaux) au droit des appuis pour reprendre les moments négatifs.

10.2. Le Ferraillage des Dalles Nervurées

Dans les planchers à corps creux, très courants pour les habitations à Kananga ou ailleurs, les armatures principales sont concentrées dans les nervures de béton coulées entre les entrevous.

10.3. Le Ferraillage des Escaliers

Le squelette d’une paillasse d’escalier est constitué d’armatures principales disposées dans le sens de la pente pour résister à la flexion, complétées par des armatures de répartition transversales.

10.4. Les Armatures de Rive et de Reprise de Bétonnage

Des armatures spécifiques sont nécessaires pour chaîner les bords des dalles et pour assurer la liaison mécanique aux joints de reprise de bétonnage, garantissant ainsi le monolithisme de la structure.

Annexes

Catalogue des Outils du Coffreur et du Ferrailleur

Des fiches illustrées présenteront l’outillage spécifique de chaque métier, avec des conseils d’utilisation et de sécurité. 🛠️

Abaques de Façonnage des Aciers

Des tableaux et schémas fourniront les dimensions normalisées pour le façonnage des crochets, des cadres et des étriers en fonction du diamètre des barres.

Fiches de Bonnes Pratiques

Un recueil de fiches synthétiques rappellera les points clés à vérifier avant, pendant et après chaque opération de coffrage et de ferraillage (aplomb, niveau, enrobage, propreté).

Lexique Illustré du Chantier

Un glossaire visuel définira les termes techniques du coffrage (joue, fond de moule, étai) et du ferraillage (ligature, chapeau, étrier) pour une parfaite maîtrise du vocabulaire professionnel.