Barre de renforcement en fibre de verre
Barre pultrudée en verre S dans une matrice vinylester. Ne se corrode pas, n'est pas magnétique et pèse environ le quart de l'acier.
Caractéristiques en un coup d'œil
FSGR et FSGS sont des barres en polymère renforcé de fibres de verre, obtenues par pultrusion à partir de stratifil continu de verre S dans une matrice vinylester, livrées nervurées ou lisses en Ø 6–32 mm. La résistance à la traction de fiche technique est de 950 MPa et le module de traction de 47 GPa, caractéristiques de traction essayées selon ASTM D7205 ; les barres sont également fabriquées et essayées selon GB/T 26743-2011. À 2,1 g/cm³, la barre pèse environ le quart de l'acier de même diamètre, ne présente aucun risque de corrosion par les chlorures, la carbonatation ou les alcalis, et n'est ni conductrice ni magnétique.
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Models | FSGR (ribbed) / FSGS (smooth) |
| Diameter | Ø 6 / 8 / 10 / 12 / 14 / 16 / 20 / 22 / 25 / 28 / 32 mm |
| Fibre | S-glass continuous roving, min 70% by weight |
| Resin Matrix | Vinyl-ester |
| Tensile Strength | 950 MPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Tensile Elastic Modulus | 47 GPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Elongation at Break | 2.1% (ASTM D7205) |
| Density | 2.1 g/cm³ (about 1/4 of steel) |
| Corrosion | Non-corrosive — immune to chloride, carbonation and alkali attack |
| Electromagnetic | Non-conductive, non-magnetic |
| Packaging | 6 m and 12 m straight bars; bent shapes to order |
| Shelf Life | 2 years from manufacture, stored flat and out of direct sunlight |
Où il s'emploie
Ouvrages maritimes et côtiers
Murs de quai, appontements, digues et dalles en zone de marnage, là où le chlorure atteint les armatures et décide de la durée de service de l'ouvrage.
Tabliers de ponts et corniches
Des éléments qui prennent les sels de déverglaçage chaque hiver. Le sel arrive toujours ; il n'y a simplement rien à attaquer dans la barre.
Usines chimiques, stations d'épuration et de dessalement
Cuves, canaux et dalles au contact d'eaux de process agressives, là où le seul enrobage de béton n'allait jamais protéger l'acier pendant la durée de vie de calcul.
Salles d'IRM, postes électriques et massifs de radars
Des endroits où l'acier est tout bonnement interdit. La barre n'est ni conductrice ni magnétique : elle ne déforme aucun champ et ne véhicule aucun courant.
Fenêtres de percement de tunnel (soft eye)
Voiles provisoires qu'un tunnelier doit traverser en les coupant. Le GFRP se coupe au tunnelier là où l'acier ne se coupe pas : c'est pour cela que le soft eye est armé avec.
Ouvrages définitifs à longue durée de vie
Tout élément dont la durée de vie est limitée par la corrosion et non par la résistance — et pour lequel une réparation ultérieure coûterait plus cher que ne coûte la barre aujourd'hui.
Guide de choix
| Modèle | Surface | À choisir quand |
|---|---|---|
| FSGR | Nervurée — nervures en relief le long de la barre | Le choix par défaut pour l'armature de structure. Les nervures développent une adhérence mécanique avec le béton par engrènement, exactement comme une barre d'acier à haute adhérence. Des formes façonnées sont disponibles, pliées en usine sur commande. |
| FSGS | Lisse — ronde nue, telle que sortie de la pultrusion | Quand l'adhérence n'est pas l'action déterminante, ou quand on veut une surface ronde propre pour la manutention ou pour un traitement de surface appliqué sur chantier. Les caractéristiques mécaniques sont identiques à celles de la FSGR. |
| Face à l'armature en acier | GFRP (FSGR / FSGS) | Ce que cela change pour vous |
|---|---|---|
| Corrosion | Aucune — insensible aux chlorures, à la carbonatation et aux alcalis | C'est toute la raison d'y venir. Là où la corrosion de l'acier décide de la durée de service — milieu marin, sels de déverglaçage, eaux usées, dessalement — ce mode de ruine n'existe tout simplement pas. |
| Poids | 2,1 g/cm³ contre 7.85 pour l'acier | Environ le quart du poids au mètre. Moins de monde pour la mettre en place, un fret moins cher, et une barre de 12 m qu'un seul ouvrier porte. |
| Résistance | 950 MPa en traction (fiche technique) contre 400 MPa de limite d'élasticité de l'acier | Plus du double du chiffre annoncé — mais lisez le tableau de calcul ci-dessous avant de vous en servir. Les coefficients du code en prélèvent une grosse part. |
| Rigidité | 47 GPa contre environ 200 GPa pour l'acier | C'est là que l'on se fait avoir. Avec à peu près le quart du module de l'acier, ce sont en général la flèche et l'ouverture de fissure qui gouvernent le dimensionnement, pas la résistance. |
| Ductilité | Élastique linéaire jusqu'à la rupture, 2,1% d'allongement — pas de palier d'écoulement | Le GFRP ne plastifie pas : les sections sont donc normalement dimensionnées en rupture par compression (le béton s'écrase en premier) plutôt qu'en rupture par traction. Le taux d'armature équilibré est d'environ 0.0078 contre 0.0335 pour l'acier (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). |
| Électromagnétisme | Non conductrice, non magnétique | Salles d'IRM, postes électriques, massifs de radars et d'antennes, signalisation ferroviaire — des endroits où l'acier est tout bonnement interdit. |
Les deux modèles sont livrés en barres droites de 6 m et 12 m ; les façonnages sont pliés en usine sur commande car le GFRP ne se plie pas sur chantier — la résine est déjà polymérisée. La durée de stockage est de 2 ans à compter de la fabrication, barres à plat sur des appuis, décollées du sol et à l'abri du soleil direct.
Les valeurs de cette page sont des caractéristiques matériau tirées de notre fiche technique, pas des valeurs de calcul. Le béton armé de GFRP se dimensionne selon ACI 440.1R / ACI 440.11 ou l'équivalent local, et le code applique des réductions que la fiche technique ne montre pas — voir le second tableau ci-dessous. La TDS le dit sans détour : les notes de calcul doivent être certifiées par un ingénieur agréé indépendant.
Diamètres de barres et valeurs de calcul
Diamètres de barres et poids d'expédition
| Ø de barre (mm) | Section nominale (mm²) | GFRP (kg/m) | Acier de même Ø (kg/m) | Barre de 12 m (kg) | N° de barre ASTM le plus proche (Ø nominal) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 28.3 | 0.059 | 0.222 | 0.7 | #2 (6.3 mm) |
| 8 | 50.3 | 0.106 | 0.395 | 1.3 | — |
| 10 | 78.5 | 0.165 | 0.617 | 2.0 | #3 (9.5 mm) |
| 12 | 113.1 | 0.238 | 0.888 | 2.9 | #4 (12.7 mm) |
| 14 | 153.9 | 0.323 | 1.208 | 3.9 | — |
| 16 | 201.1 | 0.422 | 1.578 | 5.1 | #5 (15.9 mm) |
| 20 | 314.2 | 0.660 | 2.466 | 7.9 | #6 (19.1 mm) |
| 22 | 380.1 | 0.798 | 2.984 | 9.6 | #7 (22.2 mm) |
| 25 | 490.9 | 1.031 | 3.853 | 12.4 | #8 (25.4 mm) |
| 28 | 615.8 | 1.293 | 4.834 | 15.5 | #9 (28.7 mm) |
| 32 | 804.2 | 1.689 | 6.313 | 20.3 | #10 (32.3 mm) |
La section est la section circulaire nominale πd²/4 ; la masse est calculée avec la masse volumique de fiche technique 2,1 g/cm³ (acier à 7.85 pour comparaison). À utiliser pour le fret et la manutention, pas pour le calcul — la spécification ASTM des barres GFRP attribue sa propre section nominale à chaque numéro de barre, et la section de calcul doit venir du certificat d'usine des barres que vous recevez réellement. Les numéros de barre ASTM de la dernière colonne sont la désignation la plus proche par diamètre nominal ; la section nominale ASTM de ce numéro diffère de πd²/4 de notre barre métrique.
Du chiffre de la fiche technique au chiffre de calcul (ACI 440.1R-15)
| Facteur d'environnement CE | ffu de calcul (MPa) | Limite sous charge permanente (MPa) | Sur un pli à 90°, rb/db = 4 (MPa) | Limite pour les cadres d'effort tranchant (MPa) | Part des 950 affichés |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.8 | 760 | 152 | 380 | 188 | 80% |
| 0.7 | 665 | 133 | 333 | 188 | 70% |
CE 0.8 correspond au béton non exposé au sol et aux intempéries, CE 0.7 au béton exposé (Table 6.2). La résistance de calcul vaut ffu = CE × ffu* (Eq. 6.2a), notre valeur de fiche technique de 950 MPa étant prise comme ffu* (une valeur de fiche technique, pas une valeur garantie par diamètre — voir la note de contrôle qualité). La contrainte permanente cumulée à la fatigue est plafonnée à 0.20 ffu pour la fibre de verre (Table 7.4.1, coefficient de sécurité déjà inclus). Un pli à 90° conserve 0.50 ffu pour rb/db = 4 (Eq. 6.2.1). Les cadres d'effort tranchant sont limités par un plafond de déformation de 0.004, soit ffv = 0.004 Ef (Eq. 8.2d).
Lisez ensemble les deux dernières colonnes du second tableau : une barre annoncée à 950 MPa est limitée à 133 MPa sous charge permanente dans un élément exposé une fois les coefficients du code appliqués — environ le septième du chiffre affiché. Ce n'est pas un défaut du produit, c'est ainsi que l'on dimensionne le GFRP partout, et tout fournisseur qui vous sort le grand chiffre sans ce contexte ne vous rend pas service. Le dimensionnement de la section et les vérifications de flèche et d'ouverture de fissure appartiennent à l'ingénieur du projet.
Poser l'armature GFRP en six étapes
Commandez les façonnages avec les barres
Le GFRP ne se plie pas sur chantier. La résine est polymérisée ; forcer un pli fissure la matrice et la barre perd sa résistance sans forcément paraître endommagée. Cadres, crochets et barres façonnées sont pliés en usine : les formes et les quantités doivent donc être arrêtées à la commande, pas sur le chantier.
Stockez à plat et à l'ombre
Gardez les fagots sur des appuis plats, décollés du sol, à l'abri des chocs et d'une exposition UV prolongée. La durée de stockage est de 2 ans à compter de la fabrication, avec un stockage correct. Traîner les barres sur une dalle mange les nervures, et ce sont les nervures qui créent l'adhérence.
Coupez, ne soudez et ne chauffez jamais
Coupez à longueur au disque abrasif ou à la lame à denture fine ; portez des lunettes et un masque anti-poussière, et suivez la SDS pour la manipulation des poussières de verre. Les bouts coupés n'ont pas besoin d'être obturés contre la corrosion — il n'y a rien à corroder dans la barre — mais gardez-les hors de la zone d'ancrage, là où la longueur d'adhérence complète compte.
Ligaturez au plastique ou au fil revêtu
Utilisez des clips plastique ou du fil revêtu. Un fil d'attache en acier nu au contact de la barre annule une partie de la raison pour laquelle vous avez choisi le GFRP, et des cales ou distanciers en acier réintroduisent un chemin de corrosion en plein dans la zone d'enrobage. Utilisez des supports en plastique ou renforcés de fibres.
Respectez l'enrobage et le recouvrement
Le GFRP développe son adhérence autrement que l'acier : les recouvrements sont généralement bien plus longs, et ACI 440.1R recommande des longueurs d'ancrage de l'ordre de 20–100 diamètres de barre selon l'enrobage et le diamètre (Eq. 10.3a). Ne reprenez pas par habitude une longueur de recouvrement d'acier — tirez-la du calcul GFRP de votre section.
Coulez et contrôlez comme d'habitude
Mise en place, vibration et cure sont les mêmes que pour du béton armé d'acier. Comme la barre flotte — elle pèse le quart de l'acier — vérifiez que les appuis et les ligatures tiennent réellement la position avant et pendant le coulage.
Questions fréquentes
L'armature GFRP remplace-t-elle l'acier un pour un ?
Non, et tout fournisseur qui prétend le contraire vous vend un problème. La barre est plus résistante que l'acier mais environ quatre fois moins rigide, et elle n'a pas de palier d'écoulement. Cela change l'état limite qui gouverne : ce sont généralement la flèche et l'ouverture de fissure qui commandent, les sections se dimensionnent en rupture par compression plutôt que par traction, et le taux d'armature équilibré vaut environ 0.0078 contre 0.0335 pour l'acier (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). La section doit être redimensionnée selon ACI 440.1R / ACI 440.11 ou l'équivalent local, pas substituée.
Pourquoi la résistance de calcul est-elle si inférieure à 950 MPa ?
Parce que le code l'impose, pour toute barre GFRP de tout fournisseur. La résistance de calcul est le facteur d'environnement multiplié par la résistance garantie (0.8 ou 0.7, ACI 440.1R-15 Table 6.2), et la contrainte permanente cumulée à la fatigue est ensuite plafonnée à 0.20 de cette valeur pour la fibre de verre (Table 7.4.1). Dans un élément exposé, il reste environ 133 MPa. Le tableau ci-dessus montre le calcul pour que la surprise n'arrive pas au moment du dimensionnement.
Peut-on la plier ou la couper sur chantier ?
La couper oui, la plier non. La résine est déjà polymérisée : un pli fait sur chantier fissure la matrice et la barre perd de la résistance sans forcément paraître endommagée. Tous les plis, cadres et crochets sont façonnés en usine sur commande — ce qui veut dire que la nomenclature de façonnage doit être arrêtée avant fabrication, pas ajustée sur le chantier.
Un pli affaiblit-il la barre ?
Oui, et le code le chiffre : la résistance au pli vaut (0.05 × rb/db + 0.3) × ffu, donc pour un rayon de pliage de quatre diamètres de barre, le pli ne reprend que la moitié de la résistance de calcul de la barre droite (ACI 440.1R-15 Eq. 6.2.1). Les plis doivent être vérifiés sur cette valeur réduite, pas sur le chiffre de la barre droite.
Comment se comporte-t-elle au feu ?
Moins bien que l'acier, et il faut l'évaluer au cas par cas. La matrice vinylester se ramollit près de sa température de transition vitreuse, et une fois la matrice partie la barre ne peut plus transférer d'effort dans les fibres. L'enrobage, le type d'élément et le degré coupe-feu exigé décident si le GFRP est seulement acceptable — c'est une évaluation propre au projet, faite par l'ingénieur, pas une réponse de fiche technique.
Quelle est la différence entre FSGR et FSGS ?
La surface, rien d'autre. La FSGR porte des nervures le long de la barre et développe une adhérence mécanique avec le béton par engrènement des nervures, comme une barre d'acier à haute adhérence ; la FSGS est ronde lisse, telle que sortie de la pultrusion. Fibre, résine, résistance, module et masse volumique sont identiques. Pour l'armature de structure, la barre nervurée est le choix par défaut.
Selon quelles normes est-elle fabriquée et essayée ?
Les caractéristiques de traction sont essayées selon ASTM D7205 (méthode d'essai des caractéristiques de traction des barres composites FRP) et les barres sont fabriquées et essayées selon GB/T 26743-2011. Nous ne disposons pas actuellement d'un dossier de qualification complet selon ASTM D7957 (Tg, degré de réticulation, cisaillement transversal, adhérence, absorption d'humidité, rétention après exposition alcaline) ; si votre spécification exige D7957, dites-le nous dès la demande et nous préciserons clairement les points que nous pouvons documenter. Le calcul est un autre sujet : ACI 440.1R-15 est le guide, et ACI 440.11-22 est le premier code de construction GFRP rédigé en langage prescriptif, aux côtés d'ACI 318.
Disposez-vous d'un agrément tierce partie sur ce produit ?
Non. Les barres sont livrées avec leurs propres fiches techniques, caractéristiques essayées selon les méthodes ASTM ci-dessus, plus un Mill Test Certificate et un Certificate of Analysis pour le lot. Si votre cahier des charges exige un agrément tierce partie précis, dites-le nous dès la consultation et nous vous dirons clairement si nous pouvons le satisfaire.
Documents et Téléchargements
Deux fiches techniques, une par surface
FSGR pour la barre nervurée et FSGS pour la barre lisse. Les deux portent le tableau complet des caractéristiques, avec la méthode d'essai ASTM en regard de chaque valeur.
MTC + COA à chaque expédition
Chaque lot est expédié avec un Mill Test Certificate et un Certificate of Analysis. Demandez-les à la commande si votre cahier des charges impose de les archiver.
Demander un Devis
Envoyez les diamètres, les longueurs et les quantités — et les façonnages, puisqu'ils sont pliés en usine. Un ingénieur vous répond sous un jour ouvré avec l'offre, les poids pour votre calcul de fret et les fiches techniques. Si votre section reste à dimensionner en GFRP, dites-le et nous vous indiquerons ce dont l'ingénieur aura besoin.
