Concevoir Et Construire en Acier

Mmentos acier

Concevoir et

Construireen acierMarc Landowski Bertrand Lemoine

Collection

http://topographi.blogspot.com/

Collection

Mmentos acier

Concevoir et construireen acierMarc Landowski Bertrand Lemoine


Ralisation

Building & Construction Support 19 avenue de la Libert L-2930 Luxembourg www.constructalia.com www.arcelor.com

Auteurs Marc Landowski Bertrand Lemoine Direction ditoriale Cedam / Bertrand Lemoine 130, avenue de Versailles F-75016 Paris France Coordination ditoriale Eve Jouannais Conception graphique Joseph Dfossez

Nous remercions pour leur relecture attentive et leurs corrections judicieuses : agence Dubosc et Landowski, Thierry Braine-Bonnaire, Jean Dalsheimer, Grard Delassus, Jean-Louis Gauliard, Patrick Le Pense, Pierre Quaquin, Bruno Thret, Loc Thomas, Aurlien Trutt.

Tous droits de reproduction, de traduction et dadaptation rservs pour tous pays. Arcelor, Luxembourg, 2005 ISBN : 2952331804

Nous remercions galement pour leur contribution : Louis Fruitet, les ditions du Moniteur, les ditions Parenthses, les ditions Publimtal, les Presses polytechniques et universitaires romandes, lOtua, les socits Arcelor Sections Commercial, Haironville, PAB, Lafarge pltre, Profil du Futur, Ugine & ALZ.


(Avant-propos)Concevoir et construire sont les phases essentielles et complmentaires de lacte de btir assures par les matres duvre, architectes et ingnieurs, et les entreprises. Leurs savoir-faire, leurs comptences, leurs cultures doivent saccorder pour produire une architecture de qualit, qui rponde au mieux aux pratiques et exigences des usagers et sinsre durablement dans un environnement donn. Concevoir et construire se font avec des matriaux et chacun dentre eux a ses spcificits tant sur le plan conceptuel que technique, mcanique et formel. Matriau de structure, mais aussi de plancher, de faade, de couverture, de cloisonnement, damnagement, lacier peut tre partout prsent dans un difice et ce des degrs trs divers, en gros uvre comme en second uvre, suivant le dsir des concepteurs et des clients. Il reprsente un choix dterminant ds la conception, structurel notamment, qui exige rigueur et prcision mais qui donne matrise du projet, libert de cration et choix de solutions adaptes. Construire avec de lacier relve de la filire composite. Cest un matriau dont la prparation et la mise en forme se fait en grande partie en atelier et dont les lments arrivent sur le chantier prts tre monts et associs dautres matriaux. La logique de la construction avec lacier est une logique dassemblage, o lossature se fait par points porteurs de type poteaux-poutres, sur lesquels viennent se greffer les lments de planchers, denveloppe et de partitions. L aussi, lanticipation des choix techniques permet de tirer parti au mieux des possibilits architecturales du matriau. Lacier relve dun univers bien spcifique avec ses familles de produits, longs ou plats, ses profils froid, ses pices moules, forges ou mcanosoudes, ses poutres, poutrelles et poteaux en forme de H de I, de U, etc. Suivant le projet, la structure sera plane, spatiale ou encore suspendue, haubane Elle pourra tre mixte, en acier-bton, ou tout acier, souvent associe des faades en verre, des panneaux de bois, de bton, de pltre Elle peut tre forme darcs, de poutres cintres, de poutres en treillis, de poutres alvolaires, de tubes et tre associe des planchers secs ou mixtes. Les portes peuvent tre grandes, sans point dappui intermdiaire, etc. Lacier se prte toutes sortes de mises en uvre et offre une gamme importante daspects. On peut mme dire quil existe des aciers puisque lacier inoxydable par exemple na pas la mme composition que lacier au carbone, et que ceux-ci se dclinent en de multiples nuances. Dans cet ouvrage de la collection Mmentos acier sont abords de manire synthtique et didactique tous les aspects importants de la construction en acier. Les qualits mcaniques de ce matriau, les possibilits techniques et formelles quil offre sont prsentes et largement illustres de dessins et de photographies, avec le souci constant de faire de ce manuel un outil daide la conception la fois simple et pratique, utile aux professionnels et aux tudiants.


1 LE MATRIAU ACIERLes produits longs Les produits plats

68 10

2 LE COMPORTEMENT MCANIQUE DE LACIER 3 LA CONCEPTION GNRALE DE LA STRUCTURELes efforts appliqus la structure La stabilit de louvrage La descente de charges La note de calcul

12 1819 23 28 29

4 LES LMENTS DE LA STRUCTURELes poutres en treillis et les fermes Les cadres articuls et les portiques Les arcs et les catnes Les structures spatiales Les structures tendues et haubanes Les ossatures lgres Les assemblages

3034 36 39 40 44 48 49

5 LES PLANCHERSLes dalles bton Les dalles sur bacs acier Les dalles avec bacs collaborants Les planchers secs

5455 56 57 60

6 LES FAADESLe contrle des ambiances La composition de la faade Les types de faade Les faade rideau et faade panneau Les bardages Les points singuliers

6263 65 67 69 72 74


(Sommaire)

7 LES COUVERTURESLes toitures-terrasses pente nulle Les toitures-terrasses plates ou rampantes Les toitures inclines ou cintres Les typologies de couverture

7677 78 79 81

8 LES AMNAGEMENTS INTRIEURS ET LA SERRURERIELes cloisonnements La plafonds La serrurerie

8485 87 88

9 LA PROTECTION CONTRE LA CORROSIONLes revtements mtalliques Les peintures Les aciers inoxydables Les aciers patinables

9091 92 94 95

10 LA PROTECTION CONTRE LINCENDIELe comportement des structures La protection des structures

9699 101

11 LE DVELOPPEMENT DURABLE ANNEXESLa fabrication de lacier Bibliographie Crdits iconographiques

106 109109 111 112


1 LE MATRIAU ACIER

Lacier est un matriau issu de la rduction du minerai de fer ou du recyclage de ferrailles. Le fer est un lment trs rpandu dans lcorce terrestre dont il reprsente 5 % mais on ne le trouve pas ltat pur. Il est combin avec dautres lments et ml une gangue terreuse. La rduction de cet oxyde e ncessite lemploi dun combustible : du charbon de bois jusquau XVIII sicle, puis du charbon de terre. Le mtal ainsi obtenu est de la fonte qui contient 96 % de fer et 3 4 % de carbone et partir de laquelle on produit de lacier. Lutilisation de lacier dans la construction remonte la fin du XIX sicle, bien que les mtaux ferreux soient connus depuis environ quarante sicles. Auparavant on employait la fonte qui peut se mouler facilement mais se rvle cassante et impossible forger. Il faut donc lassembler laide de boulons, de vis ou de clavettes. On est progressivement pass, partir des annes 1840, de lusage de la fonte celui du fer puddl, la fonte tant affine industriellement pour obtenir du fer pur, plus souple et plus facile laminer, percer et forger. Le principe des rivets poss chaud a permis de disposer dun mode dassemblage universel et facile mettre en uvre. Cest une cinquantaine dannes plus tard que lacier a pu tre produit de faon industrielle et simposer ainsi partir des annes 1890 comme le matriau de la construction mtallique, avec des caractristiques physiques bien suprieures au fer grce la prsence de traces bien doses de carbone et dautres lments chimiques. Lassemblage sest dabord fait avec des rivets, puis, partir des annes 1930, par la soudure ou le boulonnage. La sidrurgie na cess de perfectionner les qualits de ses aciers. La masse volumique de lacier est de 7850 kg/m3. Un mtre cube dacier pse donc prs de 8 t.e

Les familles dacierOn distingue les aciers dits aciers au carbone des aciers inoxydables. Lacier au carbone est aujourdhui fabriqu par deux grandes filires dimportance peu prs gales : la filire fonte, o lon rduit du minerai de fer dans un hautfourneau avant passage au convertisseur pour transformer la fonte en acier, et la filire lectrique, o lon traite directement des ferrailles (voir La fabrication de lacier en annexe). Dans les deux cas lacier est mis nuance dans une station daffinage. Lacier inoxydable est quant lui produit uniquement partir de la filire lectrique. Les aciers de construction contiennent en gnral de 0,1 1 % de carbone. Les additions sont variables : manganse, silicium, molybdne, chrome, nickel, titane, tungstne... En fonction de ses composants lors de la mise nuance et des traitements thermiques subis par les alliages lors de leur laboration, lacier aura des rsistances mcaniques variables. Il existe plus de 3 000 nuances dacier.

Exemples de types dacier Acier inoxydable austnitique : acier alli avec 17 % minimum de chrome, 7 % minimum de nickel, plus ventuellement du molybdne, du titane, du niobium... Acier inoxydable ferritique : acier alli avec 17 % 28 % de chrome, 0,1 % maximum de carbone, ventuellement du molybdne Acier inoxydable martensitique : acier alli avec 12 17 % de chrome, 0,1 1 % de carbone, ventuellement du molybdne, du nickel, du soufre Acier autopatinable (Corten, Indaten, Paten...) : acier faiblement alli avec un faible pourcentage de cuivre, du nickel et du chrome.

. . . .

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Les formes de produitsPour obtenir leur forme de finition et leurs caractristiques mcaniques les aciers courants dans la construction sont : lamins : ce sont les produits les plus couramment utiliss dans la construction mtallique. Les demi-produits sont dforms successivement au travers des laminoirs constitus par des cylindres qui compriment et tirent la masse relativement mallable en raison de sa temprature encore leve. Ltape ultrieure possible est le laminage froid. Ce procd est principalement utilis pour faonner des tles minces qui sont ensuite galvanises et/ou pr-laques ; tirs ou trfils : par tirage ou trfilage ( chaud ou froid) on amne un produit dj lamin une section plus rduite et une plus grande longueur pour former des barres ou des fils. On distingue ds lors : les produits longs (poutrelles, palplanches, cbles, fils, ronds bton...), obtenus par laminage chaud, tirage ou trfilage ; les produits plats (tles, bardages, profils minces, profils creux...) qui subissent en gnral un laminage froid supplmentaire, lexception des tles de forte paisseur. Il existe aussi dautres procds moins courants de fabrication de pices telles que le forgeage, le moulage...

Laminage de poutrelles.

La classification des produitstant donn la vaste gamme de produits en acier offerte aux concepteurs, la ncessit dune rglementation des produits sidrurgiques apparat vidente, concernant le produit (forme, dimensions, aspect et tat de surface) mais aussi sa mise en uvre. Actuellement, lheure est la transition des normes nationales aux normes europennes. La norme europenne comporte toujours les deux lettres EN (EuroNorme) prcdes pour chaque pays par celles son sigle national (par exemple : NF pour la France, DIN pour lAllemagne, BS pour la Grande-Bretagne) ; viennent ensuite de un cinq chiffres. La norme indique les exigences techniques, les procds dlaboration, ltat de livraison, la composition chimique, les caractristiques mcaniques et technologiques, ltat de surface. Nous retiendrons deux types de normes : les normes dfinissant les nuances dacier ; les normes spcifiques aux produits accompagnes de leur tolrance.

Laminage chaud dune bobine dacier.

Laminage froid dun bardage.

Exemples de normes franaises NF EN 10025 : rgit la fabrication des produits lamins chaud en acier de construction. NF EN 10088 : pour les aciers inoxydables dusage gnral. NF EN 10034 : sur les tolrances dimensionnelles des poutrelles IPE.

. . .

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(a d e g

Les produits longsb c

)

On distingue plusieurs sous-familles de produits longs. Certains sont directement fabriqus dans les usines sidrurgiques et sont disponibles en stock sur catalogue.

Les lamins marchandsf

Ce sont les ronds, les carrs, les ronds bton, les plats, les cornires (L), les fers en T, les petits U Tous ces produits ont une section pleine.

h

Les poutrellesLes poutrelles lamines peuvent avoir diffrentes sections, en I, en U, ou en H. Elles conviennent aussi bien pour les poteaux que pour les poutres et sont fabriques en diffrentes nuances dacier (en gnral 235 ou 355 Mpa), y compris dacier haute limite dlasticit (460 Mpa). Les longueurs maximales varient de 18 33 m suivant le profil. Il existe diffrentes gammes suivant les pays : europenne, britannique, amricaine, japonaise...

Lamins marchands : a : rond plein b : carr plein c : hexagone d : plat e : cornire ailes gales f : cornire ailes ingales g : fer en T h : petit U ou UPN.

Les poutrelles en ILes poutrelles en I sont de deux sortes : IPN : poutrelles en I normales. Les ailes sont dpaisseur variable, ce qui entrane des petites difficults pour les attaches ; IPE : poutrelles en I europennes. Les ailes prsentent des bords parallles, les extrmits sont angles vifs (seuls les angles rentrants sont arrondis). Les IPE sont un peu plus onreux, mais plus commodes et sont dusage courant.

Poutrelle IPN Les hauteurs vont de 80 600 mm.

Poutrelle IPE Les hauteurs vont de 80 750 mm.

Les poutrelles en UIl existe aussi deux sortes de profils, les UPN, les UAP et les UPE. De la mme faon, les UPE prsentent des ailes bords parallles et tendent supplanter les UPN, moins commodes mettre en uvre. Les hauteurs vont de 80 400 mm.Poutrelles HEA, HEB et HEM.

Les poutrelles HE (gamme europenne)Elles se dcomposent en trois sries : HEA, HEB et HEM, suivant lpaisseur relative de leur me et de leurs ailes. Leur section sinscrit approximativement dans un carr (la semelle a une largeur sensiblement gale la hauteur du profil jusqu 300 mm de hauteur). Les ailes prsentent toujours des bords parallles. Les hauteurs varient de 100 1100 mm (jumbos). Les profils HEA, les plus lgers, prsentent le meilleur rapport performance/poids en gnral et sont donc les plus utiliss. La progression des trois sries est intressante techniquement et architecturalement pour des composants en pro-

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longement : poteaux dun btiment tages dont la section peut varier progressivement en fonction des efforts. Du fait de lutilisation des mmes trains de laminage, les trois profils de mme hauteur prsentent la mme dimension intrieure entre ailes. Les paisseurs ne varient que vers lextrieur. Il existe aussi des poutrelles HL ( trs larges ailes), HD (poutrelles-colonnes) et HP (poutrelles-pieux).

Demi-poutrelles IPE et HE.

Les demi-poutrellesLe dcoupage des poutrelles I et H suivant laxe longitudinal a de multiples utilisations : sections T, membrures de poutres...

Les poutrelles dissymtriquesCe sont des poutres reconstitues composes soit dun T et dune large semelle infrieure soude (dnommes IFB, pour Integrated Floor Beam), soit formes dun H dont la semelle infrieure a t largie par adjonction dun plat (dnomme SFB, pour Slim Floor Beam). Grce leur aile infrieure largie, elles sont particulirement adaptes pour la pose de planchers prfabriqus, de coffrages en acier permettant dincorporer la dalle dans la hauteur de la poutrelle, soit encore pour la pose de dalles alvolaires en bton prcontraint.

Poutrelle dissymtrique IFB.

Les palplanchesCes produits sont raliss directement au laminage ou partir de tles profiles. La section en U ouvert est la plus courante et les palplanches sont solidarises les unes aux autres par un joint double recouvrement. On utilise des parois en palplanches pour contenir la pousse de talus, pour la construction de murs de quais et de ports, la protection des berges, la mise en place de blindages de fouilles et de batardeaux, ldification de cules de pont, des parois de parkings souterrains...

Palplanches.

Cbles et fils machineLe fil machine est obtenu par trfilage et tirage. En construction, il sert fabriquer des cbles. Les fils en inox peuvent aussi tre tresss ou tisss pour fabriquer des mailles de dessins varies, employes comme parements, crans, garde-corps, faux-plafond,...

Exemple de fils dinox tisss.

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(Profil nervur.

Les produits plats

)

Les tles et les larges platsLes tles sont fabriques sous forme de bobines. Elles sont livres en largeurs standards ou la demande, mais les largeurs sont en gnral limites 1 800 mm. Lpaisseur ne dpasse pas 16 20 mm pour les tles lamines chaud et 3 mm pour les tles lamines froid. Celles-ci peuvent tre mises en forme par profilage, pliage ou emboutissage.

Les tles nervuresCe sont des tles minces que lon nervure par profilage froid laide dune machine galets. Les tles nervures sont issues de bobines galvanises et souvent prlaques. Les applications concernent les produits denveloppe (bardage), de couverture (bac, support dtanchit) et de plancher (bac pour plancher collaborant ou coffrage perdu), ainsi que les panneaux sandwich incorporant des matriaux isolants.

Les profils creuxLes tubes de construction sont appels profils creux . Ils sont fabriqus en continu partir de tles minces ou moyennes replies dans le sens de leur longueur. Les soudures sont longitudinales pour les profils creux de petits et moyens diamtres (jusqu 400 mm), hlicodales pour les diamtres plus importants jusqu 1 000 mm environ. Ils sont dans ce cas toujours ronds. Aprs soudage, la surpaisseur est rabote pour obtenir une surface extrieure lisse. Les profils creux dits de forme sont en gnral forms partir de tubes ronds : ils peuvent tre carrs, rectangulaires, hexagonaux, elliptiques, voire demi-elliptiques. On fabrique aussi par extrusion des tubes sans soudure capables de plus fortes paisseurs. Les longueurs standards sont de 6 15 m.

a

b

c

d

Profils creux : a : tube de section rectangulaire b : tube circulaire c : tube de section carre d : tube de section hexagonale.

Les plaquesOn parle de plaques lorsque lpaisseur dpasse 20 mm. On peut obtenir des plaques jusqu 400 mm dpaisseur et 5 200 mm de largeur. Les plaques sont principalement utilises pour la grosse chaudronnerie ou pour les ouvrages dart. Leur assemblage par soudure peut tre complexe. Il existe aussi des plaques paisseur variable pour les ouvrages dart.

Les profils mincesProfils minces forms froid : profil sigma, C, U et Z.

Les tles minces galvanises (dpaisseur infrieure 5 mm) peuvent tre profiles froid pour raliser des profils minces. De sections trs diverses, les

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profils minces sont utiliss en serrurerie, en menuiserie mtallique et en ossatures lgres : pannes de charpente, ossatures de murs ou de cloisons, de faux plafond... Lgers et maniables, ils peuvent sassembler par vis autotaraudeuses.

Les autres produitsLes pices moulesIl sagit de pices aux formes complexes qui sont difficilement ralisables par soudure et que lon coule dans des moules rfractaires. Leur utilisation ne se justifie que par un effet de srie ou par leur taille, comme des nuds dassemblage rptitifs.

Les pices forgesCette technologie concerne les pices pleines (bielles, poteaux) de grandes dimensions qui sont obtenues par faonnage chaud au moyen de presses hydrauliques de grande puissance.

Pice moule pour les poteaux de la gare TGV du plateau dArbois, prs dAix-en-Provence, France.

Les pices mcanosoudesCes pices dattache complexes sont composes partir dlments standards (plats, cornires, profils) souds entre eux. Elles constituent une alternative conomique aux pices moules.

Pied de poteau mcanosoud.

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2 LE COMPORTEMENT MCANIQUE DE LACIERToute structure subit des sollicitations ou actions extrieures qui provoquent des dformations, mais aussi des efforts internes, savoir les contraintes. Les contraintes sont principalement de cinq natures diffrentes : la traction ; la flexion ; la compression et le flambement ; le cisaillement ; la torsion. Il reste par ailleurs dautres phnomnes mcaniques ou efforts extrieurs prendre en compte : la rsistance la rupture fragile (rsilience) ; la fatigue.Diagramme charge-dformation de lacier montrant le comportement rel de lacier (Schaper, 1994). Cf. Bibliographie [10, p.11].

Enfin, certaines sollicitations particulires sont prendre en compte : les variations de temprature ; les sollicitations dynamiques.

10 9 8 7 6 5 4 3Charge en t

La tractionIV

Phase lastiqueV III II IIIa ISoumise une traction suivant sa section, une barre en acier sallonge uniformment jusqu une certaine limite, appele limite dlasticit. Il y a rversibilit du phnomne : si la charge est supprime, la barre dacier reprend sa dimension initiale (loi de Hooke). Cest la phase dite lastique (phases I et II sur le diagramme).

2 1 0 0 5 10 15 20 26Dformation en %

Phase plastiqueAu-del de la limite dlasticit, lallongement de la barre augmente mme si la charge volue peu, puis passe par une phase de dformation plastique o une partie de lallongement demeure permanent si la charge diminue. Ce phnomne est appel crouissage. Lallongement demeure permanent (phases III et IV).

E = module dlasticit I: limite de proportionalit II : limite dlasticit III et IIIa : limite suprieure et infrieure dcoulement IV : charge ultime V: charge la rupture allongement la rupture NB : Valeur pour une barre en acier de 2,24cm2 de section.

Phase de ruptureAprs une phase dallongement, la charge diminue car la section dacier diminue. Ce phnomne est appel striction . Il y a alors rupture de la barre, la dformation totale est appele allongement la rupture (phase V).

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Dans une construction, les pices de charpente sont conues et calcules pour rester la plupart du temps dans le domaine lastique. La limite dlasticit 2 pour un acier ordinaire est de 235 Mpa (235 N/mm ) ou de 355 Mpa. Pour un acier haute limite dlasticit, cette valeur peut slever 460 Mpa, voire 690 Mpa (aciers thermomcaniques).F

La flexionConsidrons une poutre horizontale appuye ses deux extrmits et supportant un poids plac au milieu de sa porte. La force extrieure F exerce sur la poutre par la charge quelle supporte est perpendiculaire son axe longitudinal. Elle gnre ce quon appelle une flexion ou un moment flchissant.compression

fibre neutretraction

La poutre se dforme pour produire une raction qui quilibre le systme. Contrairement la traction o la section du matriau est soumise une contrainte uniforme, la flexion exerce de part et dautre de la fibre neutre des contraintes variables et de signes opposs. La face suprieure de la poutre se raccourcit sous un phnomne de compression et la face infrieure sallonge sous un phnomne inverse de traction. La variation des contraintes de la face suprieure la face infrieure, de la compression la traction, dfinit un axe dquilibre appel axe neutre dans lequel la contrainte est nulle. La matire au voisinage de cet axe joue un rle ngligeable dans la rsistance de la poutre. En revanche, la matire au voisinage des faces extrieures de la section est la plus sollicite. Elle joue donc un rle essentiel dans la rsistance de la poutre. La gomtrie de la section des poutres et des poteaux est directement issue de ces constatations. Elle conduit concentrer la matire dans les parties les plus loignes de laxe neutre. La rsistance de la poutre dpendra donc de la caractristique gomtrique suivante de la section : le module de flexion, savoir le rapport du moment dinertie de la poutre sur la distance de la fibre neutre lextrmit de la section, soit I/v. Plus le module de flexion est grand, meilleure est la rsistance la flexion. Les profils en I sont directement issus de cette considration. Sous leffet dun chargement en flexion lme sert carter laile suprieure entirement comprime de laile infrieure entirement tendue. noter que les dformations de la poutre en flexion sont lies linertie et que cest souvent le critre de dformation et non celui de rsistance qui est prpondrant dans la dtermination des sections en construction mtallique.

Flexion gnre par leffort F : la partie suprieure de la poutre est comprime, la partie infrieure est tendue.

Optimisation de la section dune poutre flchie : de la section rectangulaire au profil en I.

a) Section rectangulairepartie comprime

parties peu sollicites

partie tendue

b) Section montrant les parties sollicites en flexion. La poutre est peu sollicite au voisinage de laxe neutrea le

me

c) Profil optimis en I

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La compression et le flambementLes dformations dues la compression ne jouent pas toujours un rle dterminant sur les lments de structure verticaux. En revanche, un phnomne dinstabilit appel flambement apparait partir dune certaine charge et en fonction du rapport existant entre la section et la hauteur de llment considr. Le flambement est une forme dinstabilit propre aux lments comprims lancs tels que les poteaux, colonnes, barres comprimes.2L

encastr une seule extrm t

1/2 L

L

encastr ses deux extrmits

articul ses deux extrmits

Le flambement est possible suivant les deux axes principaux de la section de llment. Si les conditions dappuis sont les mmes selon ces deux axes, le flambement se fera suivant laxe prsentant linertie la plus faible. Comme pour les phnomnes de flexion, la section de la barre comprime va jouer un rle dterminant pour le choix du profil conomique. Le profil idal du point de vue du flambement sera donc le tube rond, profil creux dont la matire est conomise au maximum et dont linertie est maximale dans toutes les directions. Les profils en H permettent aussi une bonne rpartition de la matire.

Les trois types principaux de flambement suivant le type de liaison de la barre ou du poteau. La longueur de flambement varie entre 1/2 L et 2 L suivant les cas.

Le cisaillement ou effort tranchantExemples de profils creux et de profils ouverts pour des poteaux.

Lanalyse des contraintes de compression, de traction et de flexion ne suffit pas pour dcrire compltement le comportement des matriaux.

Schmas dcomposant la traction et la compression dans une poutre flchie et montrant le phnomne de cisaillement longitudinal et transversal.

Ftio n

c

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on si m co

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tr

En effet, si on considre une poutre comme un empilement de strates, celles-ci ont tendance glisser les unes par rapport aux autres sous leffet de la flexion. On peut dcrire le mme phnomne si lon dcoupe la poutre en strates assembles verticalement. La flexion simple saccompagne ainsi dun cisaillement horizontal et dun cisaillement vertical. Le cisaillement est plus important au droit des appuis car il augmente avec la variation de la flexion. Le cisaillement vertical, ou effort tranchant, peut sinterprter comme un effort rsultant de deux forces parallles de sens opposs.

ac tio n

fissures

prof l 1

renforts dans lme du profil

La torsionAu cas o le point dapplication dune force se trouve en dehors dun plan passant par laxe neutre dun lment de structure, une autre sollicitation est gnre : la torsion. Ceci correspond leffet dun couple de forces dont laxe de rotation et laxe neutre de la poutre sont confondus. Lexprience et la thorie montrent que les profils creux sont plus rigides en torsion que les profils ouverts. Il est prfrable dviter de faire travailler les ossatures en torsion.

La rsistance la rupture fragile Lapprciation de la rsistance de lacier au choc se fait par un essai conventionnel dit de flexion par choc sur prouvette bi-appuye , que lon appelle essai de rsilience . Plus le niveau dnergie ncessaire pour rompre lprouvette est important, plus lacier est rsistant. Lnergie augmente quand la temprature augmente. Le phnomne dit de rupture fragile est susceptible de se produire lorsquil y a un dfaut, une fissure, ce qui arrive plus frquemment quand le produit est dune paisseur suprieure 10 mm. Il peut aussi apparare lorsque la temprature sabaisse, exception faite des aciers inoxydables. Afin de rduire ce risque, il faut videmment utiliser des aciers conformes aux normes. Mais il faut aussi pour les dtails constructifs assurer un changement progressif des paisseurs, meuler les pieds de cordon de soudure, en bref, assurer une meilleure circulation des efforts sans changement brusque de direction, pour viter des concentrations de contraintes.

Effort tranchant au droit des appuis Schmas montrant dune part, une poutre en bton arm sur laquelle peuvent apparatre des fissurations provoques par leffort tranchant en cas de chargement vertical et, dautre part, la solution propose en construction mtallique qui consiste mettre des renforts au droit des appuis pour parer ce type de problme.

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La fatigueSoumis des efforts rpts alterns, tout matriau peut se fissurer et se rompre, alors que leffort appliqu nentrane pas de contrainte suprieure la limite de rupture. On parle de fatigue . Prenons par exemple le cas dun fil de fer que lon tord dans un sens puis dans lautre. En rptant lopration un certain nombre de fois on finit par engendrer sa rupture. Afin dviter ce phnomne, on dfinit pour les lments et assemblages soumis des efforts alterns cycliques une contrainte limite ne pas dpasser et donc les efforts maximums que lon peut appliquer. Cette contrainte limite qui a t dtermine exprimentalement, est bien infrieure la limite dlasticit. Dans le cas dune poutre qui a t conue pour rsister un moment de flexion M, elle ne rsistera pas indfiniment un moment altern dont le maximum est M. Il y aura rupture au bout dun certain nombre de cycles. Pour viter cela, le moment altern ne devra pas dpasser un maximum de 0,4 M 0,5 M.

La fatigue devient parfois le critre dimensionnant pour des ouvrages dart. Cest la cas des ponts du TGV qui sont soumis rptition des charges alternes pendant une longue dure (120 ans). Ici le viaduc de Mondragon sur le Rhne pour le TGV Mditrrane, Jean-Pierre Duval, architecte.

Les variations de tempratureComme tous les matriaux, lacier se dilate sous leffet de laugmentation de la temprature. Ce phnomne est rversible dans les conditions usuelles. Le coefficient de dilatation linaire de lacier est gal 1,22 x 10-5 /C temprature ambiante. Par ailleurs, plus la temprature est leve plus la limite dlasticit et la rsistance la traction diminuent et plus la plasticit augmente. On distingue un seuil de 500 C environ en dessous duquel les variations sont faibles, et au-dessus duquel lacier commence perdre ses capacits de rsistance mcanique. Il faut donc essayer de maintenir lchauffement des lments dans des limites tolrables, cest--dire en dessous de 500 C, et viter de trop brider la structure.

Dilatation dune poutre Pour une pice mtallique de 12 m de longueur, une augmentation de temprature de 30 C provoque lallongement suivant : 1,22 x 10-5 x 30 x 12 = 4.4 x 10-3 m = 4,4 mm souligner que si la pice tait bride, cest--dire si la pice ne pouvait se dilater librement, une contrainte de 77 Mpa apparatrait ici.

Les sollicitations dynamiquesLes structures peuvent tre soumises des chargements variant dans le temps, gnrs par des phnomnes tels que le vent, les charges roulantes, les sismes, la houle, les mouvements de foule,... De mme quavec des charges permanentes, une structure va ragir aux excitations dynamiques.

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Le cas des sismesDans le cas particulier dun sisme, les ondes engendrent des vibrations dans le sol qui provoquent le dplacement des constructions. Les btiments vont alors sopposer leur mise en mouvement en donnant naissance des forces dinertie Fi qui sopposent au mouvement. Chaque masse m attache la structure communiquera une force dinertie : Fi = m.g, o g reprsente lacclration. Les charges sismiques doivent donc tre quilibres avec ces forces dinertie et les efforts dissips sous forme dnergie, de manire assurer lquilibre dynamique et ainsi viter toute rupture. Pour illustrer cette ide, nous pouvons prendre comme exemple le cas, pratiquement similaire, dun homme debout sur un tapis roulant larrt. Si lon met en marche subitement le tapis roulant, lhomme sera dstabilis et projet en arrire en subissant une force dinertie Fi proportionnelle sa masse. Pour comprendre les mcanismes du comportement des btiments face aux sismes, nous devons garder lesprit que la rponse du btiment dpend de ses caractristiques propres. Pour amliorer la rsistance dune construction aux sismes, il est prfrable : de minimiser laction des forces dinertie en optant pour des matriaux lgers tels que lacier ; daugmenter la capacit de raction de la structure ; damliorer la capacit de stockage et de dissipation de lnergie dans la construction, en utilisant un matriau de structure ductile et un systme hyperstatique ; de concevoir des btiments avec des lancements modrs, une symtrie selon les deux axes, un centre de gravit bas, peu de niveaux ouverts et de porte--faux importants ; dadapter la conception de la structure (souple ou rigide) aux caractristiques du sol des fondations (ferme ou meuble). Les priodes propres du btiment et du sol doivent tre les plus loignes possibles pour viter les phnomnes de rsonance.Modes doscillation horizontale des btiments tages. Au-del du mode fondamental (en haut gauche), il existe schmatiquement autant de modes doscillation quil y a dtages.

Exemples de contreventements par tirants.

Exemples de pales de stabilit triangules : contreventement en X par diagonales rigides ( gauche) ; ossature contrevente nuds rigides ( droite).

Choix du systme porteur : ossature flexible sur sol rigide ( gauche) ; ossature rigide sur sol meuble ( droite). Sol rigide Sol meuble

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3 LA CONCEPTION GNRALE DE LA STRUCTURELarchitecteLa dtermination, la hirarchisation et la rsolution des contraintes techniques seffectuent en fonction des contraintes lies au programme et dun choix architectural dtermin par larchitecte avec lingnieur. La conception originelle dun projet, fonctionnelle et esthtique, doit ncessairement intgrer une rflexion sur le type de structure envisag. Tout au long du processus de conception, larchitecte travaille gnralement en collaboration avec un bureau dtudes ou des ingnieurs-conseil spcialiss dans un domaine (structure, thermique, acoustique).

Le bureau dtudesLe travail de lingnieur spcialis en structures mtalliques consiste dterminer et tablir, en relation suivie avec larchitecte : les efforts ou actions qui sappliquent la structure ; la stabilit de louvrage mais aussi la forme structurelle optimale de louvrage. Le choix du matriau de structure est galement effectu ce moment ; les ractions aux appuis qui dcoulent des actions exerces. La descente de charges constitue le document de synthse de ce travail ; les sections requises pour chaque partie de lossature de manire assurer la scurit de la structure. La question de lassemblage est galement dveloppe. Plusieurs combinaisons defforts ou cas de charges sont envisages. La note de calcul est le document qui rassemble ces lments. Les bureaux de contrle interviennent pour vrifier les plans et les documents prsents par larchitecte et le bureau dtudes.

Montage de la structure acier dun immeuble de bureaux. Campus Verrazano Lyon. Sud Architectes.

LentrepriseDs lors que lappel doffre est lanc sur la base de lavant-projet dtaill (APD), la consultation des entreprises se fait auprs dune entreprise gnrale ou en lots spars. Les tudes de lentreprise de construction mtallique concernent la structure qui va tre rellement construite, en passant par la prparation du travail dans les ateliers de fabrication, la phase intermdiaire de montage pour finir la structure dans son positionnement final. noter que la fabrication ne commence quaprs les tudes dexcution et les approvisionnements, et quelle ncessite la coordination de deux plannings : le planning gnral de construction du chantier, connu et matris par larchitecte et la matrise duvre dans son ensemble ; le planning de latelier de fabrication, gnralement inconnu de la matrise duvre, qui concerne lensemble des travaux destination de divers chantiers. Il y a donc un dlai prendre en compte entre le lancement des tudes pour lentreprise et le montage. Par la suite, la phase de montage est la plupart du temps trs rapide.

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(

Les efforts appliqus la structure

)

Les structures en acier qui assurent la stabilit dun btiment reprennent des charges lies trois composantes dun btiment : sa composition : les charges permanentes ; sa localisation : les surcharges climatiques et sismiques ventuelles ; son type dutilisation : les charges dexploitation. Il existe une grande diversit de rgles et de normes relatives aux actions exerces sur les structures de btiment. LEurocode 1 rglemente les actions qui sont appliques aux structures.

Charges permanentesElles comprennent le poids propre de la structure, le poids des planchers, le poids des parois intrieures minces et paisses le poids des faades, le poids de la couverture, de ltanchit Poids surfacique de divers lments lments de structure en acier (par niveau) Charpente mtallique (fermes, pannes, chevrons) Couverture acier inoxydable (compris voligeage, lattis, feuillure) Couverture tle ondule galvanise (compris voligeage) Panneaux sandwich Bardage simple peau Bardage double peau Structure secondaire Bac acier (matriau seul) Cloisons 30/60 20/40 25 15/20 12/15 8/10 20/25 8/10 8/10 10/20 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2

Charges occasionnellesIl y a aussi dautres types dactions occasionnelles ou accidentelles : les actions de nature gologique (sisme, pousse des terres) ; les chocs accidentels ; les dplacements imposs, les tassements dappui ; les efforts de prcontrainte ou de dilatation ; les charges lies des phases provisoires de montage ; les actions lies lincendie dclenches de manire accidentelle, etc. Lensemble de ces actions est valu et pris en compte par les bureaux dtudes techniques. Lentreprise en tient galement compte lors de la phase chantier.

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Charges climatiquesLe ventDaprs les rgles NV65/99, La France est divise en quatre rgions plus ou moins ventes. Les paramtres incorporer au calcul de la charge surfacique exerce par le vent sont leffet de site (site protg, normal, expos), leffet de masque, leffet des dimensions. On distingue par la suite les actions exerces lextrieur du btiment, puis les actions exerces de lintrieur. La forme de la toiture, leffet de rive, le fait que le btiment soit ouvert ou ferm et le fait quil y ait des dcrochements en lvation ou en plan influent galement sur la valeur prendre en compte localement. Pour les formes complexes, on procde des essais en soufflerie avec des modles rduits. Les rsultats obtenus permettent de faire des extrapolations sur le modle rel. Les rgles NV 65/99 seront remplaces terme dans les Eurocodes par lEN 1991-1-4 (actuellement ENV 1991-2-4).

Vent Carte des pressions dynamiques prendre en compte suivant les rgions de France, dfinies par la norme NV 65/99 (entre parenthses les valeurs pour les sites exposs) : Zone 1 : 50 daN/m2 (67,5 daN/m2) Zone 2 : 60 daN/m2 (78 daN/m2) Zone 3 : 75 daN/m2 (93,8 daN/m2) Zone 4 : 90 daN/m2 (108 daN/m2)

zone 1 zone 2 zone 3 zone 4

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La neigeSelon les rgles Neige et Vent NV65/99 et les rgles N84/95 pour les marchs publics, la charge surfacique de base de la neige varie suivant six zones gographiques. Laltitude et la pente des toitures influent galement sur la valeur prendre en compte. Les rgles N84 et NV 65 seront remplaces terme dans les Eurocodes par lEN 1991-1-3 (actuellement ENV 1991-2-3).

Neige Carte des charges de neige prendre en compte suivant les rgions de France, dfinies par la norme NV 65/99 (entre parenthses les valeurs pour les surcharges extrmes et les charges accidentelles) : Zone A : 35 daN/m2 (60) Zone B : 35 daN/m2 (60 et 80) Zone 2 A : 45 daN/m2 (75 et 80) Zone 2 B : 45 daN/m2 (75 et 108) Zone 3 : 55 daN/m2 (90 et 108) Zone 4 : 80 daN/m2 (130 et 144) Pour des altitudes comprises entre 200 et 2000 m, les valeurs de base peuvent tre majores. Dimportantes majorations doivent aussi tre appliques en montagne.

zone 1 A zone 1 B zone 2 A zone 2 B zone 3 zone 4

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Surcharges dexploitationLes surcharges dites dexploitation ou dutilisation sont values en fonction : du poids des personnes ; du poids du mobilier et des cloisonnements spcifiques ; des vhicules et de leur mouvement (dans le cas de parkings en superstructure, des ponts...). Ces charges ou ces surcharges produisent des forces qui se traduisent en actions sur la structure. Elles peuvent tre concentres ou uniformment rparties. Les valeurs des charges prendre en compte sont dtermines partir de la norme NF P 06-001. Elle sera remplace terme dans lEurocode par lEN 1991-1-1 (actuellement ENV 1991-2-1). Surcharges dexploitation uniformes Logements Bureaux Btiments scolaires (salles de classe) Btiments hospitaliers et dispensaires (chambres) Archives Btiments usage sportif Btiments usage sportif (places debout) Btiments industriels Escaliers et passerelles dans locaux industriels Parkings 150 250 250 150 500 500 600 300/500 200 250 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2

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(

La stabilit de louvrage

)Appui simple dilatation poutre sur poteau.

LquilibreLquilibre dfinit un tat et une position de la structure o lensemble des forces qui sont appliques se composent de manire ce que la force rsultante soit nulle. On distingue les actions qui sont les efforts exercs sur la structure, des ractions qui sont les efforts exercs par les appuis sur la structure. La rsultante des actions et celle des ractions doivent squilibrer, tant du point de vue des forces que de celui des moments. Lquilibre peut tre stable ou instable. Dans le cas dun quilibre stable, une modification lgre des actions exerces sur la structure entrane un changement temporaire de la position de la structure, mais celle-ci tend revenir vers sa position initiale. Cest ce type dquilibre qui concerne la conception de structure.

Les liaisons entre lmentsUne partie dune structure donne est toujours relie avec un ou plusieurs autres lments, que ce soit une autre partie de la structure ou le sol. Les conditions de liaison (ou dappui) dfinissent les mouvements bloqus et par l mme les ractions qui peuvent apparatre. Il y a six degrs de libert pour une extrmit de barre dans lespace : trois degrs de translation et trois degrs de rotation. Dans le plan, il y a trois degrs de libert, deux de translation et une de rotation. Parmi les nombreux types de liaison entre les lments constructifs, on peut distinguer trois grandes familles.

Lappui simpleCe type dappui bloque une translation suivant une direction et nadmet donc que des charges suivant cette direction. Le cas le plus classique est la poutre ou le poteau qui repose sur une maonnerie avec interposition dune semelle ou dun sommier de rpartition. Lappui peut comporter une possibilit de glissement pour prendre en compte la dilatation (tels que des rouleaux). Ce type dappui est couramment utilis dans les ponts de grande porte.

Pied de poteau articul. Bien que la platine soit fixe par deux boulons, ce type dappui est considr comme articul. Cf. Bibliographie [12, p.60].

Larticulation ou la rotuleDans le plan, larticulation bloque les deux translations possibles et autorise la rotation. Llment peut pivoter autour dun axe. Larticulation exerce donc une force de raction qui est composante de deux vecteurs parallles aux deux translations bloques. Dans lespace, la rotule cylindrique permet une rotation autour dun seul axe, les cinq autres degrs de libert sont bloqus. La rotule sphrique quant elle permet les trois rotations, les trois translations tant bloques. Elle est peu utilise.

Appui articul dun poteau sur un massif en bton. Larticulation se fait au moyen dune rotule.

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poteau chancrure solive

double cornire poutre

double cornire

Assemblage articul poutre-solive.

Assemblage articul usuel poteaupoutre.

Larticulation simplifie le calcul des structures car elle empche la transmission des moments de flexion (valeur nulle du moment larticulation), facilite leur montage et permet aux structures de mieux prendre en compte les petits mouvements (dilatations, tassements diffrentiels). On classe dans la catgorie des articulations les appuis de poteaux de faible section comportant une semelle et deux boulons de scellement.

Lencastrementplaque frontale poteau plaque frontale dbordante fourrure poutre

solive poutre

Assemblage rigide poutre-solive. Cf. Bibliographie [12,p.139, 140 et 142].

Assemblage rigide usuel poteaupoutre.

Lencastrement que lon appelle aussi nud rigide interdit tout mouvement de translation ou de rotation au point dappui. Une liaison par encastrement rend solidaire les lments. Elle est plus efficace mais introduit des contraintes supplmentaires prendre en compte. Cest le cas dune poutre mtallique scelle dans un massif en maonnerie ou des assemblages par boulons (au moins quatre) ou soudures.

La stabilit dans le planPied de poteau encastr fix par quatre boulons. Cf. Bibliographie [12, p.60].

Une fois lquilibre et les liaisons dfinis, il est relativement ais dapprcier si une structure est stable ou non. Par la suite, il sera possible dapprcier si les appuis de la structure sont absolument indispensables la stabilit ou non.

TriangulationEn prenant le cas dune structure articule ferme trois lments, on est en quilibre et on remarque que le triangle est indformable dun point de vue gomtrique. En soumettant un triangle articul ses trois nuds des efforts appliqus aux nuds, il napparat que des efforts de compression et de traction au sein des barres. Il ny a pas de flexion parce que les nuds sont articuls. En prenant le cas de trois barres articules entre elles et ouvertes, cest--dire dun cadre articul, on peut dire sans le moindre calcul que la structure est instable. La triangulation est donc un moyen de stabiliser la structure et de rigidifier un plan.

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Il existe dautres moyens de rigidifier un cadre : la rigidification dun ou plusieurs nuds ; le remplissage du cadre articul.

Structures isostatique et hyperstatiqueUne structure est isostatique lorsquon a atteint le niveau minimal de degrs de libert bloqus requis pour lquilibre de la structure. En ajoutant un degr de libert supplmentaire une telle structure, on entrane son instabilit. En renforant au contraire ses conditions dappui, cest--dire en bloquant en fait un degr de libert supplmentaire, on obtient une structure plus stable que lon qualifie dhyperstatique. Plus gnralement, une structure est isostatique sil y a instabilit lorsquon articule un de ses lment ou quon en enlve un. Les appuis et liaisons dune structure isostatique se limitent alors aux seuls ncessaires. En revanche, sil y a des appuis excdentaires, la structure est hyperstatique. Cependant, en matire de structure, il ny a pas de solution parfaite mais des solutions plus appropries que dautres en fonction des situations auxquelles il convient de rpondre. La surabondance des liaisons rend le systme hyperstatique plus rigide et plus tolrant une redistribution des efforts en cas dendommagement. En revanche, toute dformation dans sa gomtrie telles que celles lies aux dilatations thermiques, aux mouvements diffrentiels des appuis, etc. , cre des contraintes supplmentaires qui se rpercutent lintrieur du systme et que celui-ci devra pouvoir prendre en compte. Les contraintes de montage peuvent aussi orienter le choix du systme.

Systmes isostatique et hyperstatique Dans le cas courant dune poutre uniformment charge, la flche dune poutre encastre ses deux extrmits (systme hyperstatique) est cinq fois plus faible que celle dune poutre simplement pose sur ses appuis (systme isostatique). Autrement dit, pour une mme quantit de matire, le systme hyperstatique est de loin le plus efficace.

La stabilit dans lespace - ContreventementAssurer la stabilit dune structure spatiale consiste la rendre stable suivant au moins trois plans, dans deux directions non parallles et suivant ses plans horizontaux. On cherche faire transiter les efforts par des plans rigides pour les faire cheminer jusquaux appuis. Parmi les diffrentes forces ou charges dynamiques qui transmettent des efforts horizontaux, on peut citer : le vent sur les faades ; les engins roulants ; les vhicules dans les parkings (les vhicules acclrent et freinent, et gnrent par consquent des efforts horizontaux) ; les sismes ; le feu.

Poutre triangule dans un pont suspendu (ici le Golden Gate San Francisco).

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panne sablire

traverse 1 2 3 montant 4

Reprsentation schmatique des diffrents systmes de panneau de contreventement : On distingue quatre types de contreventement : en faades (long pan et pignon) et en toiture (longitudinal et transversal), reprsents sur la figure principale. La rigidit en cisaillement est confre un panneau (de gauche droite) par rigidification des nuds de lossature pour crer un cadre portique (1), par un diaphragme en tle dacier (2), par un remplissage pour crer un voile en bton arm (3) ou par triangulation pour crer un contreventement en treillis (4). Cf. Bibliographie [12, p.68].

Du fait que le vent est laction de type horizontal qui est la plupart du temps prpondrante, les dispositifs de stabilit sont aussi appels dispositifs de contreventement. Si la question de la stabilit est en gnral trs bien perue pour ce qui concerne les charges ou actions verticales, il en va tout autrement pour ce qui est des charges horizontales. En pratique, par mesure de scurit, on prvoit toujours au moins deux dispositifs de contreventement dans deux plans verticaux non parallles. Le contreventement vertical peut se faire par des voiles en bton arm ou par des pales de contreventement. Le contreventement horizontal est ralis par les planchers, les toitures ou par des poutres au vent. Les contreventements verticaux doivent tre situs imprativement tous les tages de manire permettre aux efforts horizontaux de redescendre jusquaux fondations. Cependant, ils ne sont pas ncessairement superposs. En construction mtallique, le dispositif de contreventement est en gnral ralis par la stabilisation ou la rigidification de llment de base qui est le cadre articul. Trois types de procd permettent de rendre indformable un cadre.

Contreventement par des croix de Saint-Andr. Foyer SNCF, Paris 12e. Dubosc et Landowski architectes.

Le remplissage du cadre par un lment rigide dans son planDans le cas dun contreventement vertical, il peut sagir dun mur en bton ou en maonnerie li la structure mtallique. Dans le cas dun contreventement horizontal, ceci peut correspondre une dalle de plancher en bton.

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La triangulation par des diagonalesLinstallation dans un cadre dune diagonale permet de le rigidifier. Pour assurer la stabilit du panneau dans les deux sens, il conviendra de tenir compte de la rsistance la compression de la diagonale (profil creux par exemple) ou de disposer une autre diagonale inverse dans le mme panneau (contreventement en croix de Saint-Andr). Toute forme de triangulation est admissible si les barres travaillant en compression rsistent au flambement. Dans le cas dun contreventement en croix de Saint-Andr, on peut utiliser des lments plus fins travaillant en traction (cbles par exemple). Par extension, lorsquune faade de btiment est soumise un effort perpendiculaire de vent, elle noffre en gnral pas de rigidit hors de son propre plan. Cest donc par le biais de structures secondaires, horizontales ou verticales, souvent en treillis que lon appelle poutres au vent, que lon retransmet cet effort aux plans rigides de contreventement.

Systme de stabilit. Les treillis sont constitus de barres qui forment des triangles. Les axes des barres concourantes au mme nud doivent se couper en un seul point. Cf. Bibliographie [10, p.228].

La rigidification dun ou plusieurs nudsCette option est utilise pour les contreventements verticaux. On parle alors dun portique, assemblage rigide de deux poteaux et dune poutre (voir chapitre 4). Un exemple de rigidification consiste mettre en place sur des tages superposs des portiques multiples . Lutilisation de goussets ou de demi-triangulations permet de rigidifier les assemblages. Une structure spatiale intressante nuds rigides est le tabouret, lment auto-stable dossature constitu de quatre poteaux et de quatre poutres sur un tage. Des tabourets peuvent tre superposs sur plusieurs tages.

Stabilit par des pales de contreventements verticales et horizontales. Cf. Bibliographie [12, p.117]. Tabouret auto-stable.

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(N3

La descente de chargesZone reprise par lappui B2

)

La descente de chargesOn rappelle que les actions sont les forces et couples lis aux charges exerces sur la construction. Les ractions sont les efforts qui apparaissent au niveau des appuis pour assurer lquilibre et les sollicitations sont les efforts internes qui sollicitent la structure. Une descente de charges consiste valuer toutes les forces qui transitent dans la structure porteuse du btiment, jusquau niveau des appuis et des fondations. ce niveau, les appuis ont des degrs de libert qui sont bloqus et qui gnrent donc des ractions. Les quations de lquilibre des forces et des moments permettent de dterminer les ractions lorsque la structure est isostatique.

neige

vent

N2

N1

R A2 B2ract ons de l'appui

C2

A1

B1

C1

A2

C2

A3

B3

C3

A

B

C

Exemple : La structure verticale B2 prend les charges des planchers et de la couverture suivant la surface dlimite autour de B2 (en hachur sur le dessin). Ces charges comprennent le poids propre des structures primaires et secondaires dans ce quadrilatre, les charges dexploitation, le poids de la neige, les efforts au vent transmis horizontalement et verticalement. Les autres structures verticales A, B1, B3 et C se rpartiront le reste des charges, auquel sajoutera le poids de la faade. Lappui tant encastr, il reprend les charges horizontales du vent compte tenu du bras de levier entre la rsultante de ces efforts et lappui. On notera quil apparat un moment flchissant au droit de lappui. Les ractions aux appuis ou encore les efforts cumuls au niveau de lassise du btiment permettront de dterminer les dimensions des fondations.

B2

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(

La note de calcul

)Les Eurocodes font lobjet de plusieurs chapitres : - lEurocode 1 dfinit les bases de calcul et les actions sur les structures ; - lEurocode 2 fournit les rgles de vrification des structures en bton ; - lEurocode 3 fournit les rgles de vrification des structures en acier ; - lEurocode 4 fournit les rgles de vrification des structures mixtes acier-bton ; - les Eurocodes 5 9 fournissent respectivement les rgles pour les constructions en bois, en maonnerie, les fondations, les constructions parasismiques et les constructions en alliage daluminium.

Les rgles et normes de conception et de calcul en France appliques actuellement ltude des projets de construction en acier sont les rgles CM66 et leur additif de 1980. La nouvelle rglementation europenne des Eurocodes est aujourdhui galement applicable, complte par les Documents dapplication nationale (DAN) qui en prcisent les paramtres. Une fois que les diffrentes actions susceptibles de sappliquer sont dtermines, la rglementation prvoit un certain nombre de combinaisons dactions. En outre, les actions sont multiplies par des coefficients de pondration. Ceuxci sont en gnral suprieurs ou gaux 1. Des coefficients sont galement appliqus aux valeurs de rsistance des matriaux. Par ce moyen sont pris en compte : la possibilit que les actions aient des valeurs plus dfavorables que les valeurs caractristiques calcules ; les imperfections dans la ralisation des structures ; les incertitudes sur la rsistance des matriaux

tat limite ultime (ELU)Cet ensemble de combinaisons est destin assurer la scurit de la construction. Ltat limite ultime est atteint dans les cas suivants : perte dquilibre de la structure ; formation pour tout ou partie de la structure dun mcanisme de ruine ; instabilit de forme ; rupture dun lment ; dformation plastiques excessives. Pour cet tat limite on procde une vrification relative aux contraintes : la stabilit densemble doit tre vrifie sous leffet des combinaisons les plus dfavorables des actions pondres ; dans chaque lment, les contraintes maximales pondres doivent tre infrieures celles qui provoquent la ruine de llment.

f P

f450 kg/m3) tels que vermiculite, ciment, pltre, laitier, tous

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exempts damiante. Les enduits pteux sont le plus souvent prfrables aux enduits fibreux. Ils sont appliqus en plusieurs couches. Certains dentre eux peuvent aussi sappliquer sur une structure non protge contre la corrosion. Ces produits peuvent procurer des SF allant jusqu 240 min. Secs et compacts par roulage, ils peuvent tre peints. Ces matriaux prsentent linconvnient dtre fragiles (cas des enduits fibreux) et dun aspect peu esthtique. On les rserve aux parties caches de la structure (par exemple poutres dissimules par un faux plafond).

Les produits en plaqueLes produits en plaque forment un caisson isolant autour du profil mtallique. Ils sont gnralement fabriqus base de fibres minrales (plaques de faible densit < 180 kg/m3) ou de pltre, vermiculite, ou composants silico-calcaires (plaques de forte densit > 450 kg/m3). Les plaques sont fixes mcaniquement sur une ossature secondaire propre par vissage ou par collage. Dans les deux cas de figure, une mise en uvre soigne des joints est ncessaire. Cette technique est particulirement utilise pour des profils de section constante. Il est possible dobtenir jusqu 240 min de stabilit au feu.Protection par produits en plaques. Exemple : plaques de pltre Standard Spciales feu 2 BA 13 30 mn 60 mn 2 BA 15 30 mn 60 mn 2 BA 18 60 mn 90 mn 4 BA 13 60 mn 120 mn

Le pltre est le matriau le plus utilis parce quil est conomique, lger, maniable et partiellement compos avec de leau de cristallisation qui lui assure son bon comportement au feu. En assurant la protection au feu, il a aussi le mrite de constituer un parement de paroi verticale comme horizontale prt la finition. Lutilisation de plaques de pltre spciales feu permet de doubler la dure de protection.

Les lainesLorsquun systme constructif compos dune structure mtallique et de parois mtalliques ne peut assurer lui seul la stabilit demande, on utilise des laines de roche ou des complexes laine de roche + rfractaire pour rsister aux trs hautes tempratures sur une dure de temps importante. Dans la majorit des cas, les laines conviennent pour respecter lexigence de rsistance au feu des parois dcrites par la rglementation. La laine de roche utilise, dans les cas de forte rsistance au feu, doit : assurer la tenue mcanique (avec ou sans fixations selon louvrage) ; rsister la chaleur ; conserver la performance de la paroi pour la dure dtermine. Elle doit donc rpondre aux caractristiques suivantes : forte masse volumique > 70kg/m3 ;

Protection par cran : principe de plafond suspendu rsistant au feu.

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faible teneur en liant voire sans liant ; forte rigidit du produit ; composition spcifique (choix des matires premires).

Les protections par cranIl sagit soit de plafonds suspendus, soit de panneaux de cloison qui, par linterposition entre le foyer et lossature en acier, ralentissent lchauffement de cette dernire. Une attention toute particulire doit tre apporte au mode dassemblage et de fixation et plus particulirement toutes les jonctions : entre les lments dcran eux-mmes et entre les lments dcran et les discontinuits cres (cloisons, dalles, poteaux) afin que le feu ne puisse pas se propager dans les plnums. En combinant la fonction de protection celles du cloisonnement, de lisolation thermique ou phonique et du parement esthtique, ces crans offrent lavantage dun cot rduit. Lutilisation dcrans horizontaux ou verticaux implique que le produit concern ait subi un essai appropri de rsistance au feu. Pour les plafonds suspendus ou les cloisons, les procs verbaux officiels dlivrs par un laboratoire agr donnent le degr de rsistance au feu pouvant tre obtenu. Des crans mtalliques appels dflecteurs peuvent galement tre fixs sur les structures exposes protger. Ces dflecteurs sont susceptibles de participer la composition architecturale.

Protection par cran : poteau intgr dans des cloisons.

Protection par cran : poteau partiellement protg par la maonnerie.

Les structures irrigues en profils creuxLes profils creux sont remplis en permanence deau qui pourra ou non circuler entre les diffrents lments. Quel que soit le procd, la temprature de leau nexcde pas 130 C sous pression, de sorte que lacier se trouve maintenu 200 C ou 300 C au maximum, temprature infrieure sa temprature critique. Ce procd nest que rarement employ cause du cot de maintenance quil gnre.

Protection par cran : poteau intgr la maonnerie.

Les lments mixtes acier-btonLes poteaux mixtes charges gales et rsistance au feu gale, les poteaux mixtes prsentent des sections rduites par rapport un poteau en bton. Le poteau mixte est de surcrot bien adapt la prfabrication. Il existe trois types de poteaux mixtes.

Enrobage total dune poutrelle en H.

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Les profils enrobs de bton Cest le type le plus ancien de poteau mixte. Le bton et les armatures de bton ny ont pas une part prpondrante dans la reprise de la charge. Cette reprise de charge est surtout assure par le profil qui bnficie dune bonne protection thermique. Les profils btonns entre les ailes Ce type de poteau peut tre dimensionn pour des dures de stabilit allant de 30 min 120 min. Le bton contient des armatures qui contribuent supporter les charges. Des triers ou des goujons sont souds lme du poteau pour assurer la solidarisation du bton arm avec le profil dacier. Les profils creux remplis de bton Les profils creux en acier offrent une solution intressante et aise pour la ralisation de poteaux mixtes. Les expriences de rsistance au feu montrent quune armature minimale est ncessaire dans le profil. Il est impratif de prvoir des percements pour lvacuation de la vapeur deau dans les parties suprieure et infrieure des poteaux, chaque niveau ou tous les 5 m. Cette solution prserve lesthtique et la forme du poteau ainsi que la libert de toutes les formes dattache ou de liaison.

Poteau btonn entre les ailes.

Poteau mixte acier-bton en profil creux. Planchers collaborants dalle bton et poutres mtalliques sont solidarises grce aux goujons souds sur laile suprieure des poutres. profils en H ou en I intgr dans la dalle bton.

Les poutres mixtesUn des avantages des poutres mixtes consiste minimiser la hauteur des poutres en associant lacier et le bton. Le bton qui rsiste mal aux efforts de traction nest utilis que dans la partie suprieure comprime et lacier dans la partie infrieure tendue. On distingue trois types de poutre mixte. Les profils connects une dalle en bton La liaison entre le profil et la dalle en bton est assure par des connecteurs souds sur la semelle suprieure du profil. La dalle bton peut tre une dalle pleine ou coule sur un bac acier collaborant. Pour augmenter la stabilit au feu, on peut avoir recours des protections rapportes ou surdimensionner la section. Les profils lamins noys dans lpaisseur dune dalle bton Ce dispositif confre une trs bonne rsistance au feu du fait de lenrobage presque complet de la poutrelle dont seule la semelle

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infrieure reste apparente. Cependant, et par nature, il entrane une paisseur importante de la dalle en bton afin dy inclure la quasi-totalit de la hauteur de la poutrelle et un recouvrement de 5 cm de bton au minimum au-dessus de laile suprieure du profil. Les profils btonns entre les ailes La ralisation et la mise en uvre de ce type de profils sidentifie celle des poteaux. Les connexions dans ce cas de figure ne sont pas indispensables. Cependant, si elles sont faites une dalle bton ou un plancher bacs collaborants, leur section pourra tre rduite, tout en ayant une bonne capacit de rsistance lincendie.

Enrobage partiel dun profil en H.

Les dalles mixtesLes dalles mixtes sont constitues de bton et de tles dacier nervures. Les tles profiles ont un rle darmature et de coffrage, autorisant une mise en uvre rapide et conomique. La face infrieure des tles nervures ne ncessite gnralement aucune protection. Les dalles mixtes ont un degr coupe-feu de 30 min sans protection particulire. Une rsistance suprieure peut tre obtenue aisment et faible cot par lajout de barres dacier enrobes dans les nervures. Il en sera de mme pour les dalles coules avec un bac acier utilis en coffrage perdu. Une alternative est possible par protection projete en sousface du bac acier ou par adjonction dun faux plafond coupe-feu du degr requis. Cette solution est particulirement valable conomiquement pour des degrs coupe-feu de 120 min et plus. En cas dincendie important, le bac acier retient les clatements du bton. Les planchers secs Du fait de leur composition, le comportement des planchers secs en cas dincendie est directement li aux qualits de rsistance au feu du faux plafond. Celui-ci doit limiter les tempratures du plenum quil dlimite et donc celles des poutrelles du plancher.

Dalle collaborante : bac acier en queue daronde + dalle bton.

Plancher collaborant avec plafond coupe-feu.

Coupe type sur un plancher sec. La rsistance au feu du plancher sec dpend des performances du faux plafond.

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11 LE DVELOPPEMENT DURABLE

Les 14 cibles HQE 1. Relation harmonieuse des btiments avec leur environnement immdiat 2. Choix intgr des procds et produits de construction 3. Chantiers faibles nuisances 4. Gestion de l'nergie 5. Gestion de l'eau 6. Gestion des dchets d'activit 7. Gestion de lentretien et de la maintenance 8. Confort hygrothermique 9. Confort acoustique 10. Confort visuel 11. Confort olfactif 12. Qualit sanitaire des espaces 13. Qualit sanitaire de l'air 14. Qualit sanitaire de l'eau.

La population mondiale crot sans cesse, consomme plus de biens, de services et dnergie, produit de plus en plus de dchets. Les activits humaines doivent ainsi veiller minimiser lemploi des ressources disponibles, conomiser les nergies et rduire les pollutions. Nous devons nous soucier de recycler les matriaux existants, de penser et agir en terme de dveloppement durable. Par ailleurs, sil nexiste pas encore en France de rglementation proprement dite, lassociation HQE a mis au point une dmarche formalise autour de quatorze cibles. Cette dmarche oprationnelle vise matriser les impacts des btiments sur lenvironnement extrieur et crer un environnement intrieur sain et confortable. Elle est applicable aussi bien la construction neuve qu la rhabilitation. La prise en compte de ces cibles aux diffrentes tapes de conception et de ralisation permet une prise en compte globale du cot. Lacier comme matriau de construction tend sinscrire dans cette dmarche et rpondre lensemble des proccupations environnementales.

Le choix des matriauxTous les produits manufacturs ont leur propre cycle de vie dont lanalyse, ou ACV, est linstrument de mesure de leurs impacts sur lenvironnement. Les diffrentes phases du cycle de vie dun lment constructif comprennent lextraction et la transformation des matires premires, son transport, sa mise en uvre, sa vie en uvre, jusqu sa fin de vie (dmolition ou dconstruction, recyclage et le traitement des dchets). ce titre, la norme NF P 01-010 (publication automne 2004) destine aux concepteurs, tablit les bases communes pour la dlivrance dune information objective qualitative et quantitative sur les caractristiques environnementales et sanitaires des produits de construction et leur contribution celle du btiment . Linformation dlivre repose notamment sur les mthodes dinventaire et danalyse du cycle de vie dcrites dans les normes ISO 14040 et ISO 14041, sur les principes gnraux dfinis dans la norme ISO 14020 et sur le rapport technique ISO 14025. Suivant chaque projet, cette dmarche volontaire permet une prise en compte de tous les facteurs, lment par lment en considrant lassemblage global. Dans le cadre dune dmarche de ce type, le choix dlments tout ou partie en acier prsente de nombreux avantages lis son mode de production. Lacier est produit soit partir de minerai de fer et de coke (filire fonte) le minerai de fer, de mme que le charbon, est trs abondant sur terre , soit partir de ferraille et dlectricit (filire lectrique). Aujourdhui, entre 40 % et 50 % de la production mondiale dacier est ralise partir de ferrailles recycles. Cette part dacier produit partir dacier recycl ne fait que crotre. Ainsi, lacier actuellement immobilis dans des btiments ou des objets sera demain un gisement de matire premire.

pandage damendements (scories dacirie).

Acier compact, en attente de recyclage.

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Le procd de fabrication de lacier gnre relativement peu de dchets ou de substances polluantes pour lenvironnement et leau quil consomme est pour une large part recycle. Les co-produits de la production de lacier sont rutiliss, notamment le laitier de haut fourneau comme ballast dans la construction routire ou pour la fabrication du ciment. Les gaz mis sont recycls ou filtrs. Cependant, et malgr les efforts des sidrurgistes pour rduire la quantit dnergie ncessaire, la production dacier partir de minerai gnre du CO2, raison deux tonnes par tonne dacier. L encore, cest laugmentation du recyclage qui pourra apporter une solution long terme. En outre, lacier se marie facilement avec les autres matriaux. Cela facilite leur choix en fonction de critres environnementaux tout en laissant une grande libert de conception. Il est par exemple possible dassocier une ossature mtallique des vtures en bois non tropical ou des faades en verre.

Centre de tri de ferrailles. La sparation des ferrailles avec les autres matires se fait aisment par lectro-aimant.

La constructionLa mise en uvre de lacier permet de minimiser les nuisances lors de la construction. Les lments en acier sont relativement lgers et donc faciles transporter. En structure, cela reprsente une conomie de matire et permet des fondations rduites qui nexigent ni fouilles et ni excavations gnratrices de dblais et de rotations de camions. Cela limite galement lutilisation sur le chantier de machines telles que les toupies bton qui occasionnent circulation et salissures. Les structures ou vtures en acier sont en grande partie fabriques en atelier ou en usine, dans un environnement contrl o les conditions de travail et de scurit sont meilleures. La tendance est dailleurs augmenter cette part de la fabrication hors site, pour ne rserver au montage proprement dit que lassemblage dlments prfabriqus. La limite est ici fixe par le gabarit de transport (routier ou fluvial) et par la capacit des moyens de levage. En outre, les structures en acier peuvent tre livres juste temps pour le montage en flux tendu , limitant ainsi les besoins de stockage sur le chantier ce qui est particulirement prcieux en site urbain. Une construction en acier signifie la mise en uvre sec, en partie ou en totalit, de produits finis, sans bruit ni poussire qui polluent et perturbent le voisinage. Lacier ninduisant aucun dchet, les contraintes dvacuation sont supprimes et la rapidit de montage minimise la dure du chantier.

Passerelle fabrique en atelier, en route pour tre place dune seule pice, garde-corps et platelage compris, au-dessus de la Leysse, France. Patriarche & Co architectes.

La vie en uvre du btimentDans le cycle de vie dun btiment, on distingue, dune part, lnergie incorpore qui comporte toute lnergie ncessaire pour lextraction, la fabrication et le transport des produits ainsi que la construction et, dautre part, lnergie

Hall de contrle de vhicule Savigny-le-Temple, France, dont la structure est compose de PRS et de profils du commerce adapts au montage in situ. H. Fricout-Cassignol architecte.

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oprationnelle dun btiment pendant sa dure de vie qui comprend lclairage, le chauffage, la ventilation, le fonctionnement, lentretien, les rparations. Pour un immeuble de bureaux standard, lnergie consomme pendant la dure de vie du btiment peut tre jusqu dix fois suprieure lnergie incorpore. Il est donc essentiel de faire davantage porter leffort dconomie sur lnergie consomme que sur lnergie incorpore. Par exemple, en privilgiant une bonne conception nergtique du btiment, lisolation thermique (du froid comme de la chaleur), lclairage et la ventilation naturelle, la facilit de maintenance et la capacit dvolution dans le temps. Lacier en structure facilite les vastes ouvertures qui laissent pntrer la lumire et permettent ventuellement de profiter de lnergie solaire. Trs favorables au bilan nergtique, des solutions disolation par lextrieur sont aisment applicables. Avec des charpentes en acier en poteaux-poutres, il ny a pas de murs porteurs et les matres douvrage et les architectes ont un maximum de libert dans la conception de nouvelles organisations intrieures, voire dans la transformation des faades. Les difices existants peuvent tre facilement agrandis ou transforms et mis aux nouvelles normes dusage ou mme changer daffectation.Maison Stuttgart, Allemagne. Autosuffisante sur le plan nergtique, elle est conue pour tre facilement dconstruite et recycle en fin de vie. Werner Sobek architecte.

Enfin, lacier est durable et on sait le protger de la corrosion. Bien entretenu, il dure longtemps limage de btiments plus que centenaires comme la Tour Eiffel. En allongeant la vie utile dune structure, lnergie incorpore dans celle-ci se rpartira sur une priode encore plus longue et ds lors on optimisera le rendement de lnergie dans la construction. Pour rendre possible lallongement de la vie dun btiment, le projet constructif doit tre souple et adaptable. Lacier est un matriau qui convient parfaitement cette adaptabilit. Ses proprits naturelles (ductilit, rapport rsistance/poids, duret), lui confrent aussi une rsistance leve des contraintes inattendues comme les catastrophes naturelles telles que les sismes.

La fin de vieDmontage du pont de Hammer Dsseldorf, Allemagne.

La dure de vie utile de tout btiment et de toute structure nest pas illimite. Les btiments qui ne peuvent pas tre rnovs doivent pouvoir tre dmonts ou dconstruits plutt que simplement dmolis, dfaut dtre transforms. Ce dmontage peut se prvoir ds la conception, limage de ce qui se fait aujourdhui dans lautomobile. Lobjectif doit tre de pouvoir sparer facilement les composants et den trier les matriaux, soit pour les rutiliser soit pour les recycler. Or lacier se prte bien un dmontage, sans trop de bruit, de poussires et de dblais, en vue de la rutilisation des lments. En outre, il se trie aisment grce ses proprits magntiques et peut tre recycl 100 % et linfini sans rien perdre de ses qualits.

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Annexe 1 : la fabrication de lacier

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La filire fonteLe minerai de fer et le coke (du carbone presque pur) sont disposs en couches en haut dun haut-fourneau. Un haut-fourneau peut atteindre 90 m de hauteur et 14 m de diamtre. Sa production varie entre 2 000 et 15 000 t de fonte par jour. Il fonctionne en continu et on larrte en moyenne une fois tous les quinze ans. De lair chaud 1 200 C est insuffl la base du haut-fourneau. Il provoque la combustion du coke. La chaleur dgage fait fondre le fer et la gangue dans une masse liquide, o la gangue surnage.AGGLOMRATION Minerai de fer Charbon

Haut-fourneau.

HAUT FOURNEAU Agglomr Coke

COKERIE

Ferrailles Fonte liquide CONVERTISSEUR Laitier

FOUR LECTRIQUE Acier liquide sauvage

STATION DAFFINAGE Acier liquide mis nuance

COULE CONTINUE

Brame

LAMINOIR

Schma du processus de fabrication de lacier. En haut gauche, la production de fonte dans un haut-fourneau, puis la transformation en acier dans un convertisseur. En haut droite, la fabrication directe de lacier partir de ferrailles. En bas, laffinage de lacier et la coule continue suivie du laminage chaud pour obtenir un produit fini, ici des bobines de tle.

Tles en bobine

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On obtient de la fonte liquide. Celle-ci est alors conduite lacirie dans des wagons pour tre verse dans un convertisseur oxygne.

La filire lectriqueLacier y est directement produit partir de ferrailles de rcupration, slectionnes suivant leur composition ou leur nuance. Elles proviennent des emballages jets, des btiments, des machines, des vhicules, des chutes de fonte et des aciers rcuprs. Ces ferrailles sont charges dans un four lectrique. La fusion a lieu 1 600 grce des arcs lectriques. Le mtal liquide est conduit ensuite la station daffinage de lacirie.

LacirieLa premire tape de lacirie est le convertisseur oxygne o lon convertit la fonte en acier. On verse la fonte en fusion sur un lit de ferraille. Les lments indsirables (carbone et rsidus) contenus dans la fonte sont alors brls en insufflant de loxygne pur. On obtient de lacier liquide dit sauvage lacier est encore imparfait ce stade qui est vers dans une poche. La production dun convertisseur oxygne est de 300 t par coule. Une tonne de fonte permet dobtenir 1,1 t dacier (on a ajout 0,1 t de ferraille). Ltape suivante est la station daffinage o les filires fonte et lectrique cites prcdemment se rejoignent. Les oprations daffinage (ou de dcarburation) et dadditions chimiques se font dans un rcipient sous vide, lacier tant mis en rotation. On insuffle de loxygne pour activer la dcarburation et rchauffer le mtal. La mise nuance de lacier, savoir lajustement de sa composition chimique, est ralise avec une grande prcision grce ce procd.

Four lectrique dOlaberria en Espagne.

La coule continueVient ensuite ltape de la coule continue qui permet le moulage dbauches (ou demi-produits). On coule lacier en fusion en continu dans un moule sans fond. Le mtal au contact des parois refroidies leau commence se solidifier. Il descend du moule, guid par un jeu de rouleaux, et continue de se refroidir. Arriv la sortie, il est solidifi cur. Il est immdiatement coup aux longueurs voulues. Les demi-produits obtenus sont : les brames, de 20 30 cm dpaisseur, 2 m de largeur et de 5 6 m de longueur permettent la production des produits plats lamins chaud (plaques, feuilles, bobines) ; les blooms, de 15 cm 100 cm de ct, pouvant aller jusqu 12 m de longueur, et les billettes, de 15 cm de ct, qui donneront les produits longs lamins chaud (fil, barres, rails, profils divers, poutrelles).

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Bibliographie

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J Jaffre, J. : 83 (3). Jouannais, Emmanuel : 13 (2), 14 (1, 3), 15, 16 (2), 25 (1), 27 (3), 28, 29 (1, 2), 32 (3), 34 (4), 38 (1), 39 (1), 40 (1), 41 (1, 3), 46 (2), 54 (2), 63 (1), 67 (2). Jouannais, Eve : 48 (3). K Kasper, G : 32 (1). Keuzemkamp, Franz : 69 (1). L Lafarge pltre : 86 (3, 4). Lemoine, Bertrand : 25 (2), 30 (1), 33 (3), 34 (3), 47 (2), 77 (2), 89 (3). M Martius, Herbert : 93 (2). Maurer, Paul : 89 (2), 107 (2). Meister, Heidi : 9 (4). Monthiers, Jean-Marie : 39 (4), 88 (2), 89 (2), 94 (1). Monthiers, Vincent : 91 (2). Morin, Andr : 95 (1). N Naux, lisabeth et Poux, Luc : 89 (1). P PAB : 10 (1), 58 (5), 72 (2), 73 (2, 3), 81 (2). Profil du futur : 10 (3). Q Quirot, Bernard et Vichard, Olivier : 64 (1). R Richters, Christian : 95 (2). Ruault, Philippe : 34 (1). S Saillet, rick : 39 (2). Savary, Stphane : 65 (2). Shinken Chiku-Sha : 43 (4). SMB : 41 (2). SNCF AP-Arep : 11 (1). Structure acier [11] : 27 (1), 31 (2), 33 (1), 37 (1), 40 (2), 55 (2), 69 (2, 3), 70 (1, 2). Sucheyre, Dalhiette : 62 (1), 92. T Terrell Rooke Associs : 59 (1). U Ugine & ALZ : 82 (2), 83 (1, 2). Z Zekri, A : 106 (3).

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Achev dimprimer fvrier 2005 Dpot lgal mars 2005 Imprimerie Victor Buck, Luxembourg


Mmentos acier

Concevoir et

Construireen acier

Lacier est un matriau de construction universel, prsent dans les btiments sous de multiples formes. Il sadapte aux ncessits pour combiner libert de cration avec efficacit constructive. Il offre des possibilits uniques de grandes portes, de souplesse dadaptation, de possibilits de combinaison avec les autres matriaux, de construction durable et recyclable. Ce manuel prsente de manire didactique et synthtique lessentiel de ce quil faut savoir sur lacier, ses performances mcaniques, sa mise en uvre dans le domaine des structures, des planchers, des faades, des couvertures, des cloisons et des quipements intrieurs. Il souligne galement les performances de lacier en matire de durabilit et de scurit incendie. Outil de conception simple et pratique, ce Mmento acier , second ouvrage de la collection initie par le groupe Arcelor, sadresse aussi bien aux professionnels conrms de lacte de btir quaux tudiants.

Collection

Marc Landowski architecte dplg, enseignant lcole darchitecture de Bordeaux, associ de lagence Dubosc et Landowski connue pour ses ralisations dominante acier. Bertrand Lemoine ingnieur diplm de lcole polytechnique et de lcole nationale des ponts et chausses, architecte dplg, enseignant lcole darchitecture de Marne-la-Valle, spcialiste de la construction mtallique.

9:HSMJPC=XXV]U\:http://topographi.blogspot.com/

Les auteurs

ISBN : 2-9523318-0-4 15

Concevoir Et Construire en Acier

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