Différences entre le coffrage glissant et le coffrage grimpant

Le coffrage glissant est un système de coffrage qui s’élève de manière contrôlée pendant que le bétonnage se poursuit ; le coffrage grimpant, en revanche, est déplacé vers le niveau de coulage suivant une fois que le béton a acquis une résistance suffisante. La différence fondamentale entre les deux méthodes réside dans le fait que la production avance de manière continue ou par levées.

Dans les structures élevées en béton armé, la bonne méthode est déterminée en évaluant ensemble la hauteur, la géométrie, la disposition du béton et des armatures, la logistique du chantier et le planning des travaux. Dans les projets où un voile ou fût long et répétitif en béton armé doit être élevé en peu de temps, le coffrage glissant cesse souvent d’être simplement une alternative et devient la méthode exigée par l’ouvrage.

Qu’est-ce que le coffrage glissant ?

Le coffrage glissant est une méthode de construction dans laquelle le coffrage se déplace vers le haut par petites étapes contrôlées au moyen de vérins hydrauliques pendant que le bétonnage se poursuit. Le béton est mis en place par couches depuis la partie supérieure du coffrage ; lorsqu’il sort de la partie inférieure du coffrage, il doit avoir atteint une consistance et une résistance au jeune âge suffisantes pour conserver sa propre forme.

Le cycle de démontage, de transport et de remontage effectué après chaque phase de coulage n’existe pas en coffrage glissant. Le fût peut ainsi être élevé de manière continue avec beaucoup moins de joints de construction horizontaux.

Pour cette raison, le coffrage glissant se distingue particulièrement dans les ouvrages suivants :

Cheminées en béton armé
Silos en béton armé à une ou plusieurs cellules
Tours d’élévateur, d’expédition et de process
Gaines et noyaux de bâtiments
Piles de ponts et de viaducs de grande hauteur
Fûts verticaux longs et répétitifs en béton armé

À mesure que la hauteur et les travaux répétitifs augmentent, le coût d’installation se répartit sur un volume de production plus important et l’avantage de temps lié au fonctionnement continu s’accroît. Dans notre article séparé, nous expliquons plus en détail pourquoi le coffrage glissant se distingue dans les structures élevées en béton armé.

Quelles géométries peuvent être réalisées avec le coffrage glissant ?

Le coffrage glissant n’est pas une méthode réservée uniquement aux structures circulaires à diamètre constant. Lorsque la géométrie, le système de coffrage et le plan d’exécution sont conçus ensemble, différentes sections peuvent être construites en coffrage glissant :

Sections cylindriques et circulaires : Cheminées, réservoirs, gaines et corps de silos
Sections coniques : Cheminées en béton armé dont le diamètre et l’épaisseur de paroi diminuent avec la hauteur
Sections rectangulaires et caissons : Tours d’élévateur, tours d’expédition et noyaux de bâtiments
Sections multicellulaires : Groupes de cellules reliées entre elles par des voiles communs
Sections polygonales et spéciales : Poteaux, noyaux et éléments porteurs industriels spécifiques au projet
Sections à variation progressive : Élargissements, rétrécissements et transitions d’épaisseur de paroi pour lesquels une solution d’ingénierie est développée à l’avance

Le projet de cimenterie Kaluga 8500 TPD est l’un des exemples les plus marquants de cette diversité. Dans le projet, quatre silos à ciment de 24 mètres de diamètre et 70 mètres de hauteur, un silo à farine crue, huit silos de distribution de clinker, un silo multicellulaire, un bâtiment d’élévateur rectangulaire et des poteaux triangulaires à l’intérieur du silo à farine crue ont été construits en coffrage glissant. Alors que le volume total de travaux en coffrage glissant a atteint environ 110.000 mètres carrés, les travaux se sont poursuivis également pendant les mois d’hiver ; sur le chantier, la température est parfois descendue au-dessous de -20 °C.

Nous expliquons plus en détail la relation entre la géométrie du silo, les pressions horizontales des matériaux et la méthode de construction dans notre article consacré à la construction de silos en béton armé à haute capacité.

Un autre exemple montrant qu’une section rectangulaire ne constitue pas un obstacle au coffrage glissant est la tour d’expédition Eti Bakır Siirt Madenköy de 83 mètres de hauteur. Bien que la structure, qui comporte un grand nombre d’ouvertures de fenêtres, s’élargisse vers le 66. mètre environ, elle a été réalisée en utilisant le coffrage glissant grâce à une conception spéciale du coffrage et à une ingénierie de détail.

Ces exemples montrent que l’applicabilité est déterminée moins par la forme de la section que par la nature de la variation géométrique, l’ingénierie de détail et l’expérience d’exécution.

Qu’est-ce que le coffrage grimpant ?

En coffrage grimpant, le système reste fixe pendant le bétonnage. Une fois que le béton a atteint la résistance au jeune âge requise, le coffrage est séparé de la surface et déplacé vers le niveau de coulage suivant. La structure s’élève sous forme de levées et de cycles de coulage prédéterminés.

Le coffrage grimpant permet d’effectuer des mesures après chaque coulage, de réajuster le coffrage et de préparer les armatures et les pièces incorporées. En contrepartie, chaque levée génère un cycle distinct et un joint de construction horizontal.

Quels sont les types de coffrage grimpant ?

Les applications de coffrage grimpant de SİBA peuvent être considérées en deux grands groupes selon la manière dont l’unité de coffrage est déplacée vers le niveau suivant.

Coffrage grimpant déplacé à la grue

Le coffrage et la plateforme de travail sont hissés au niveau supérieur par grue une fois que le béton a acquis une résistance suffisante. C’est une solution économique pour les structures de faible et moyenne hauteur si une capacité de grue suffisante est disponible sur le chantier.

Les poteaux de bâtiments de préchauffeur dans les cimenteries figurent parmi les domaines d’application typiques de cette méthode. Les liaisons poutres-dalles, les pièces incorporées et le besoin de contrôle après chaque coulage rendent, dans de nombreux cas, le coffrage grimpant non hydraulique plus approprié.

Coffrage grimpant auto-élévateur hydraulique

Le système s’élève au moyen de vérins hydrauliques en utilisant les ancrages et les rails sur la structure. Les panneaux de coffrage et les plateformes peuvent être déplacés ensemble ; le besoin de grue diminue. Le béton est toujours coulé par levées, et le coffrage se déplace après que le béton a acquis une résistance suffisante.

Les tours de refroidissement hyperboliques sont des structures extrêmement particulières en raison de leurs grands diamètres, de leurs coques minces en béton armé et de leurs courbures continuellement variables sur la hauteur. Le maintien des tolérances géométriques à chaque niveau exige un réajustement régulier des surfaces de coffrage et une progression de la production avec des mesures continues.

Dans ces structures, le coffrage grimpant hydraulique n’est pas seulement une alternative utilisée à la place du coffrage glissant ; c’est une méthode de construction contrôlée qui répond directement aux besoins de la géométrie hyperbolique. Les quatre tours de refroidissement hyperboliques que SİBA a construites à la centrale thermique Afşin–Elbistan B constituent des exemples importants de cette application.

Le fait que le système de levage soit hydraulique ne fait pas, à lui seul, de la méthode un coffrage glissant. Le point distinctif est de savoir si le coffrage progresse de manière continue pendant que le bétonnage se poursuit ou s’il est déplacé vers la levée suivante après le coulage terminé.

Quelle est la différence entre le coffrage glissant et le coffrage grimpant ?

Mode de production : Le coffrage glissant se déplace de manière continue pendant que le bétonnage se poursuit. Le coffrage grimpant, en revanche, est déplacé vers le niveau supérieur entre des coulages de béton terminés.

Joints de construction : En coffrage glissant, le nombre de joints de construction horizontaux est fortement réduit. En coffrage grimpant, un joint de construction se forme entre chaque levée et doit être planifié.

Types d’ouvrages adaptés : Le coffrage glissant se distingue dans les fûts en béton armé longs, continus et répétitifs. Le coffrage grimpant convient aux structures qui progressent par étapes, comportent de nombreuses liaisons ou nécessitent un contrôle après chaque coulage.

Géométrie : Le coffrage glissant peut être appliqué à des sections constantes ou variant d’une manière prévisible à l’avance. Le coffrage grimpant offre un avantage dans les géométries qui nécessitent un réajustement des surfaces de coffrage à chaque niveau de coulage.

Organisation du travail : Le coffrage glissant exige une organisation de chantier ininterrompue et hautement disciplinée. Le coffrage grimpant progresse avec des cycles de coulage planifiés et permet des arrêts contrôlés.

Avantage principal : Le principal avantage du coffrage glissant est la vitesse et la continuité de production. Le coffrage grimpant, quant à lui, offre une flexibilité géométrique et la possibilité d’un contrôle détaillé à chaque étape de coulage.

Le coffrage grimpant se distingue pour les faibles hauteurs et les structures nécessitant un contrôle après chaque coulage ; le coffrage glissant se distingue pour l’achèvement de fûts élevés et continus avec moins de joints de construction. Pour les très hautes cheminées, les structures de stockage à haute capacité et les gaines, si la géométrie s’y prête, le coffrage glissant est la méthode à privilégier.

Pourquoi le coffrage glissant exige-t-il une discipline d’exécution élevée ?

Une fois le coffrage glissant lancé, le béton, les armatures, les pièces incorporées, les mesures, les traitements de surface et la logistique des matériaux avancent simultanément. Dans la plupart des projets, l’exécution s’étend sur 24 heures par jour, par équipes. Un retard dans l’acheminement du béton, une panne d’équipement ou des armatures non prêtes peuvent affecter l’ensemble de la production. Pour cette raison, l’approvisionnement, les équipements de secours, l’organisation des équipes, les mesures et les scénarios d’arrêt doivent être planifiés à l’avance.

L’expérience ne consiste pas seulement à faire fonctionner le système ; elle consiste aussi à savoir lire ensemble le comportement du béton, du coffrage, des armatures et de l’équipe, afin de détecter un écart avant qu’il n’affecte la production.

Comment la conception du béton et des armatures affecte-t-elle le coffrage glissant ?

Pour le béton de coffrage glissant, la seule résistance à la compression à 28 jours ne suffit pas. Le béton doit se mettre en place facilement dans le coffrage, remplir les espaces entre les armatures et atteindre une résistance initiale suffisante pour conserver sa forme lorsqu’il sort de la partie inférieure du coffrage.

Une prise retardée peut provoquer une dégradation de surface ; une prise trop rapide peut, elle, entraîner une adhérence au coffrage et des dommages de surface. La température, la consistance, la répartition des granulats, les adjuvants et le temps de prise doivent être surveillés ; la vitesse de glissement doit être ajustée en fonction du comportement du béton sur le chantier.

La conception des armatures est tout aussi importante. Les recouvrements, manchons mécaniques, armatures des ouvertures, ancrages et pièces incorporées doivent être détaillés de manière à ce que l’équipe d’exécution puisse suivre la vitesse du coffrage. Établir une disposition des armatures réalisable sans compromettre la sécurité structurelle est l’une des conditions fondamentales pour atteindre la vitesse visée.

Pour cette raison, le système de coffrage glissant, la formulation du béton et le projet de béton armé ne peuvent pas être considérés indépendamment les uns des autres.

Comment différents systèmes de coffrage sont-ils utilisés ensemble dans le même projet ?

Dans une installation industrielle, chaque structure ne nécessite pas le même système de coffrage. La centrale thermique Maritza Iztok East 1 le montre clairement. Dans le projet, la grande tour de refroidissement hyperbolique a été construite avec un coffrage grimpant hydraulique, tandis que les silos circulaires et deux tours d’élévateur rectangulaires ont été construits en coffrage glissant.

La réalisation des tours d’élévateur avec un coffrage grimpant aurait créé un besoin continu de grue à tour. SİBA a développé une organisation d’exécution spécifique au projet, compatible avec des grues opérant depuis le sol, afin que ces deux structures puissent être construites en coffrage glissant sans installer de grue à tour. Cette organisation, qui a éliminé le besoin de grue à tour, constituait une solution d’ingénierie spéciale développée pour la géométrie et les conditions logistiques du site de Maritza Iztok.

Le fait de résoudre sur un même site trois types de structures différents selon leurs propres besoins montre que le bon choix commence non pas par la compréhension du système, mais par la compréhension de la structure.

L’expertise de SİBA dans les systèmes de coffrage glissant, grimpant et spéciaux couvre le développement de la méthode de construction en lien avec la géométrie, la conception en béton armé, les conditions du chantier et le planning des travaux.

Conclusion

Le coffrage glissant offre moins de joints de construction, une production continue et une progression verticale élevée dans les fûts en béton armé élevés, continus et répétitifs. Cet avantage est obtenu grâce à une conception appropriée du béton et des armatures, à une ingénierie de coffrage spécifique au projet, à des mesures continues et à une organisation de chantier expérimentée.

Le coffrage grimpant, en revanche, peut constituer la solution la plus appropriée pour les faibles hauteurs, les changements brusques de géométrie et les structures spéciales telles que les tours de refroidissement hyperboliques qui nécessitent un réajustement à chaque niveau de coulage. Aucun des deux systèmes ne présente une supériorité absolue pour tous les ouvrages. L’approche de SİBA consiste à déterminer quelle méthode est nécessaire dans quelle partie de la structure et à gérer différents systèmes dans un plan de construction commun.

Questions fréquemment posées

Dans quels ouvrages utilise-t-on le coffrage glissant ? Il est utilisé pour les cheminées en béton armé, les silos à une ou plusieurs cellules, les tours, les gaines, les structures d’élévateur, les noyaux de bâtiments et les piles de pont de grande hauteur.

Quelle est la principale différence entre le coffrage glissant et le coffrage grimpant ? Le coffrage glissant se déplace pendant que le bétonnage se poursuit. Le coffrage grimpant est déplacé vers le niveau supérieur après que le béton a acquis une résistance suffisante.

Le coffrage glissant peut-il être utilisé dans des structures coniques et rectangulaires ? Oui. Avec une conception spécifique au projet, des sections coniques, rectangulaires, multicellulaires, polygonales et à variation progressive peuvent être réalisées.

Le coffrage glissant convient-il aux structures basses ? Pas toujours. Dans les projets où les coûts d’installation et d’organisation ne peuvent pas être répartis sur une hauteur suffisante, d’autres systèmes peuvent être plus économiques.

Pourquoi le béton pour coffrage glissant est-il spécialement conçu ? Le béton doit être facile à mettre en place et conserver sa forme lorsqu’il sort de la partie inférieure du coffrage. Le temps de prise et la résistance au jeune âge doivent être compatibles avec la vitesse de glissement.

Pourquoi le coffrage glissant exige-t-il une équipe expérimentée ? Le béton, les armatures, les mesures, le système hydraulique et la logistique sont gérés ensemble dans une production continue ; une erreur dans une opération peut affecter l’ensemble du système.