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Pourquoi une armature des joints est-elle nécessaire ?

L’armature des murs de maçonnerie à l’aide d’un fil d’acier encastré dans les joints de mortier est assez courante. L’armature des joints peut être utilisé pour de nombreuses applications, notamment pour le contrôle de la fissuration, la résistance au cisaillement, l’armature de la maçonnerie en damier et la résistance à la flexion (pour résister à la flexion horizontale hors du plan). De nombreux malentendus persistent au sein des communautés de conception et de spécification en ce qui concerne le renforcement par fil de fer des joints de lit, en ce qui concerne l’endroit où il est nécessaire, l’espacement, la taille, le type et le niveau de protection contre la corrosion. Cet article clarifie pour les concepteurs et les entrepreneurs les exigences à inclure dans un devis descriptif et celles à inclure dans d’autres documents contractuels, tels que les plans de structure.

Une partie intégrante de notre série sur les devis descriptifs pour la maçonnerie

Des recommandations accompagnées d'explicatifs sur la manière dont elles ont été formulées. Nous tenons à remercier le comité technique de l’AEMQ pour son soutien pour la traduction de ce document. Cliquez ici pour voir la série complète.

Avis de non-responsabilité

Les informations présentées sont destinées à des fins éducatives pour les concepteurs, les prescripteurs ou les entrepreneurs. Il ne s'agit pas d'un avis technique formel, car les projets de maçonnerie peuvent comporter des détails et des considérations qui sont propres à un projet particulier et qui peuvent dépasser le cadre du contenu de cette page.

Recommandations

Lors de la spécification de l’armature pour les joints de lit, il est recommandé de toujours utiliser des armatures de type échelle pour la maçonnerie en blocs de béton. Afin d’éviter les situations où l’armature des joints interfère avec l’armature verticale, l’armature des joint de type treillis ne devrait pas être spécifiée avec des murs munis de barres d’armature verticales. La protection contre la corrosion n’est pas nécessaire pour l’armature des joints de lit, sauf si la maçonnerie est exposée à l’environnement extérieur (murs extérieur à simple paroi, parement) ou à un environnement potentiellement corrosifs (certains environnements industriels). Dans ces situations, l’article 4.11.3.2 de la norme CSA S304-14 indique que l’armature des joints doit avoir la même protection contre la corrosion que celle qui serait exigée pour les attaches selon la norme CSA A370-14 Connecteurs pour la maçonnerie.

Discussion

Les devis descriptifs doivent toujours transmettre les exigences essentielles du projet à l’entrepreneur en maçonnerie. Cependant, le devis ne devrait pas donner des détails nuancés, qui varient selon le calcul ou la conception, et qui pourraient contredire les plans architecturaux ou structuraux. L’armature des joints de mortier, tout comme les attaches à maçonnerie, ne devraient pas être installée à la discrétion seule de l’entrepreneur en maçonnerie. Son usage et son emplacement doit être déterminé à partir d’une analyse de conception et les détails devront être indiqués dans les plans structuraux ou architecturaux. Une exception, cependant, s’applique dans le cas de l’armature des joints pour les appareils en damier (ou autre patrons décoratifs pour lesquels le chevauchement des éléments de rangs successifs sera de moins de 50 mm) qui nécessitent une armature horizontale des joints continue avec un espacement vertical maximum de 400 mm. Dans tous les autres cas, l’armature des joints n’est incluse que pour répondre aux besoins de la conception, tels que déterminés par l’architecte ou l’ingénieur.

Veiller à ne pas introduire de conflits avec d'autres documents contractuels

Voici un exemple de devis potentiellement problématique qui fournit des informations de conception spécifiques pour l’armature des joints :

3.03 INSTALLATION

.1 Éléments de maçonnerie en béton intérieurs :

.1 Fil d’acier de 4,75 mm de diamètre, armature de joint de type treillis, galvanisé à chaud, espacé verticalement à 600 mm (tous les trois rangs).

.2 Éléments de maçonnerie en béton exposés à l’extérieur :

.1 Fil de d’acier 4,75 mm de diamètre, armature de joint de type treillis, en acier inoxydable ou protection contre la corrosion équivalente de niveau 3, espacé verticalement à 600 mm (tous les trois rangs).

.3 Parement de briques en argile cuite :

.1 Fil d’acier de 3,65 mm de diamètre, armature de joint de type échelle, acier inoxydable ou protection contre la corrosion équivalente de niveau 3, espacé verticalement à 600 mm

La discussion suivante examine les cas dans lesquels une armature des joints peut être nécessaire, ainsi que les caractéristiques suivantes que l’on trouve couramment dans la devis : taille, type, protection contre la corrosion et espacement.

Exigences de diamètre pour l'armature des joints

L’article 8.1 de la norme CSA A371-14 stipule que les fils métalliques utilisés pour l’armature des joints doivent avoir un diamètre minimum de 3,0 mm et un diamètre maximum de la moitié de l’épaisseur du joint ou 5 mm (retenant la valeur la plus faible). Deux diamètres de fils sont d’usage courants dans l’industrie, soit 3,65 (armature standard) ou 4,75 mm (armature heavy duty). Dans la plupart des cas, il est préférable de spécifier l’armature des joints standard (3,65 mm) puisqu’elle est plus facile à couper et à installer quand on la compare à l’armature heavy duty. L’armature de 4,75 mm est plus difficile à installer puisqu’elle est plus rigide et à cause de son diamètre plus important par rapport à l’épaisseur des joints de mortier. Le diamètre de l’armature des joints nécessaire dépend de la conception. En général, lorsqu’un renforcement par fil de joint de lit est nécessaire pour contrôler les fissures (par exemple, sur de très grandes longueurs de mur entre les joints de mouvement, autour des ouvertures, ou comme requis dans les maçonneries à empilement ou à motif décoratif), un fil de taille normale (3,65 mm) doit être utilisé. Le besoin pour l’armature heavy duty s’avère typiquement afin de répondre aux exigences normatives prescrites pour le rapport de l’aire de l’armature nécessaire pour le calcul de la résistance sismique pour l’effort tranchant dans le plan des murs porteurs. Cette armature doit donc être déterminée par le concepteur et indiquée clairement dans les documents contractuels.

Types d'armature des joints

Il existe divers produits brevetés qui ont la fonction de l’armature des joints, cependant les types les plus communs sont les fils standards, l’armature en échelle, et l’armature en treillis. Lorsqu’une armature à deux tiges est nécessaire, l’armature de type échelle devrait être prescrite dans la plupart des cas.

Armature à tige unique

Le fil standard se trouve souvent dans les cas où une tige simple d’armature est nécessaire comme armature des joints. Selon l’article 8.1.2 de la norme CSA A371-14, dans le cas d’une paroi faite d’éléments de maçonnerie pleins d’au plus 90 mm d’épaisseur, on peut utiliser une seule tige pour l’armature. Cette tige doit être noyée dans le joint de lit, au centre de l’élément, selon une tolérance de 13 mm en plus ou en moins. Dans tout autre cas, par exemple pour les blocs de béton creux, une armature à deux tiges est nécessaire pour la maçonnerie.

Type échelle ou type treillis?

Lorsqu’une armature à deux tiges est nécessaire, l’un de deux types peut être prescrit, soit le type treillis ou le type échelle. Le nom de ces deux types de systèmes d’armature correspond à la manière par laquelle les tiges transversales sont fixées (voir ci-dessous):

Renforcement des joints de type treillis avec des attaches pour la fixation des placages. Non recommandé en raison de l’interférence potentielle avec la mise en place de barres d’armature verticales.

Renforcement des joints en forme d’échelle avec des attaches pour la fixation des placages. Recommandé – n’interfère pas avec le placement des barres verticales

Quel type de produit dois-je utiliser ?

Les treillis peuvent poser des problèmes, mais vous ne pouvez pas vous tromper avec le type échelle.

Lors de la spécification de l’armature des joints pour les briques d’argile perforées ou les blocs de béton non armés, l’armature de type treillis peut être utilisée. L’armature des joints en treillis est fabriquée en fixant les tiges transversales aux tiges longitudinales en formant un angle aigu afin de former un treillis. Les tiges transversales interfèrent donc avec l’installation de barres d’armature verticales dans les alvéoles des éléments puisqu’elles traversent la maçonnerie en croisant le centre des alvéoles.

La spécification d’une armature en treillis dans des murs de maçonnerie qui seront également armés verticalement créera des difficultés pour la mise en place de l’armature verticale. Les pratiques courantes de construction verront l’installation des barres d’armature après la construction du mur. Si les tiges transversales de l’armature des joints traverse les alvéoles, il sera extrêmement difficile d’installer les barres d’armature verticales et il est fort probable que les barres finissent à l’extérieur de la zone prescrite (compte tenu des tolérances applicables) Dans certains cas, l’entrepreneur en maçonnerie coupera les tiges transversales afin de faciliter la mise en place des barres d’armature verticales. Toutefois, cette pratique est déconseillée par le CMDC.

Afin d’éviter les situations où l’armature des joints interfère avec l’armature verticale, l’armature des joint de type treillis ne devrait pas être spécifiée avec des murs munis de barres d’armature verticales.

Il n’existe aucune distinction structurale reconnue entre l’armature des joints en treillis et en échelle. L’avantage de l’utilisation d’armature en échelle est que les tiges transversales sont perpendiculaires aux parois de face des éléments de maçonnerie. Les tiges transversales peuvent donc être disposées de façon à reposer sur, ou près des âmes transversales. Ceci assure qu’ils n’interfèreront pas avec le positionnement de l’armature verticale. Afin d’éviter la possibilité de conflits sur les chantiers, l’armature des joints de type échelle devrait toujours être prescrite pour les travaux de maçonnerie en blocs de béton.

Exceptions : lorsque l'usage de treillis est acceptable

Étant donné que les barres d’armature verticales ne sont pas facilement ou généralement placées dans les éléments de maçonnerie en briques d’argile ou en blocs de béton de 10 cm, il est possible d’utiliser une armature des joints de type treillis. Lorsque des blocs de béton creux ou demi-pleins de 15 cm, 20 cm, 25 cm ou 30 cm sont utilisés, il convient de n’utiliser que des armatures de type échelle dans les joints de mortier. Il s’agit de l’approche la plus sûre en raison de la possibilité pour ces éléments de contenir des barres d’armature verticales. Toutefois, une armature des joints de type treillis peut être acceptable avec ces types d’éléments lorsqu’ils ne sont pas armés verticalement.

Protection contre la corrosion

Outre dans les parements de maçonnerie, la grande majorité de l’armature des joints de mortier pour la construction en maçonnerie ne requiert aucune protection additionnelle contre la corrosion, c’est-à-dire que l’acier ordinaire est acceptable et préférable.

Généralement, l’armature des joints de mortier (treillis et échelles) sont fabriqués de façon à être d’une largeur de 40 mm en moins de la largeur de l’élément de maçonnerie correspondant. Ceci a comme résultat un enrobage de mortier de 20 mm. La norme CSA A371-14 indique les exigences pour l’enrobage pour tout types d’armature dans les assemblages de maçonnerie Sauf lorsque requis pour les murs de parement, les murs extérieurs à une seule paroi, les murs de fondation, ou les poteaux et poutres intérieures, toute armature avec un diamètre inférieur à celui d’une barre d’armature 20M et sans protection contre la corrosion, requiert seulement un enrobage de 20 mm à partir de la face exposée.

Rappelons aux concepteurs que les murs de maçonnerie (par exemple, les murs de contreventement et les cloisons) sont traités comme des murs intérieurs, en ce qui à trait à la protection contre la corrosion, lorsque ceux-ci se trouvent du côté intérieur d’un mur creux et derrière la barrière d’étanchéité de l’enveloppe du bâtiment. Ces murs ne seront pas sujet à l’effet de la précipitation ou du climat extérieur tel que défini par la norme CSA A371-14. Certaines exceptions peuvent pourtant exister qui pourraient engendrer des risques de corrosion pour une maçonnerie intérieure, par exemple, dans un contexte industriel, dans un centre d’épuration des eaux, pour une fontaine décorative un une piscine, etc. Cependant, dans la plupart des cas, l’armature des joints en acier ordinaire est suffisamment protégée contre la corrosion lorsqu’elle est enrobée d’au moins 20 mm de mortier.

Dans le cas de l’armature des joints pour une maçonnerie exposée aux intempéries (parement, mur extérieur à paroi unique), on dans un environnement potentiellement corrosif (site industriel), l’article 4.11.3.2 de la norme CSA S304-14 indique que l’armature des joints doit avoir la même protection contre la corrosion que celle qui serait exigée pour les attaches selon la norme CSA A370-14. Lorsqu’une protection contre la corrosion est nécessaire, elle doit être indiquée dans les plans du projet conformément aux niveaux de protection contre la corrosion décrits dans la norme CSA A370 :

  • Niveau 1 : pas de protection contre la corrosion (acier ordinaire ou galvanisé avant la fabrication)
  • Niveau 2 : galvanisation à chaud après fabrication (les exigences, y compris l’épaisseur du revêtement, sont indiquées dans la norme CSA A370).
  • Niveau 3 : acier inoxydable (les types acceptables d’acier inoxydable sont indiquées dans la norme CSA A370)

Exigences en matière d'espacement et nécessité ou non d'une telle armature

L’espacement nécessaire pour l’armature des joints doit être déterminé par le concepteur. Il n’existe aucune exigence normative pour l’espacement de l’armature des joints qui sera convenable dans tous les cas. Puisque, dans la plupart des cas, l’armature des joints est nécessaire afin de répondre à une exigence d’aire d’armature minimum prescrite (par exemple, pour limiter la fissuration) ou bien pour résister l’effort tranchant dans le plan du mur (par exemple, une contrainte sismique), le diamètre et l’espacement requis pour l’armature des joints dépend de plusieurs facteurs possibles.

La fissuration de la maçonnerie peut être limitée, surtout pour la maçonnerie en briques ou en blocs de béton, à l’aide d’armature des joints. Dans de tels cas, les concepteurs peuvent se référer aux documents informatifs recommandés par l’insdustrie pour son usage (cliquez ici pour ouvrir dans un nouvel onglet de navigateur) et aux méthodes recommandées pour déterminer si et combien d’armature sera nécessaire Généralement, il est possible de limiter la fissuration de très longs murs de maçonnerie, ou la fissuration près des ouvertures, en installant suffisamment d’armature pour donner un rapport d’air de l’armature à l’aire de la section nette de mur de 0,002. Les exigences de calcul sismiques pour la maçonnerie porteuse et non porteuse, selon la norme CSA S304-14, peuvent aussi prescrire un rapport d’armature basé sur l’aire brute de la section. Cependant, le rapport d’aire minimum et l’espacement maximum de l’armature peuvent aussi tenir compte de la présence de poutres de chainage. De plus, le calcul de conception pour les murs porteurs pourrait dépendre de la résistance de l’armature des joints pour résister à l’effort tranchant dans le plan du mur et, dans de tels cas, des limites prescrites différentes pourraient s’appliquer selon la norme.

L’espacement de l’armature des joints ne devrait pas se trouver dans les devis. Ils devraient plutôt être déterminés par calcul durant la conception des assemblages de maçonnerie conformément aux exigences de la norme CSA S304-14 et de la norme CSA A371-14. Il existe quelques cas, y compris celui de la maçonnerie en damier, pour lesquels un diamètre ou un espacement commun à tous les murs pourrait être nécessaire ou justifiable. Cependant, dans plusieurs cas, si l’armature des joints est exigée dans le devis sans répondre à un objectif précis du calcul de conception, elle représentera des surcouts inutiles pour le projet.

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