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RÉSUMÉ
Dans la construction, il existe deux grandes familles de profils en acier : les profilés laminés à chaud et les profils formés à froid. Ces derniers sont aujourd'hui largement utilisés dans la construction et sont eux-mêmes répartis en deux grandes « familles » : les éléments plats (bacs nervurés pour couverture, bardages, bacs pour planchers collaborants ou dalles mixtes acier-béton) et les éléments longs (profilés pour pannes, lisses ou autres éléments structuraux d'ossatures).
Cet article se concentre sur l'utilisation d'éléments longs dans la fonction « panne support de couverture » pour présenter et comprendre les aspects essentiels de ces profils : incidence du formage, conception d'un système support de couverture (la panne et ses accessoires), cas des pannes maintenues par l'enveloppe.
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Dominique SEMIN : Ingénieur senior en constructions métalliques - Ingénieur Centrale Marseille (ex ESIM) - Ingénieur soudeur européen (EWE) - Ancien élève du CHEC
INTRODUCTION
Les éléments minces formés à froid sont utilisés de façon régulière dans les applications de pannes, lisses ou solives de plancher.
Pour mettre en évidence les particularités de ces produits, cet article va s’appuyer sur la fonction « panne de couverture ». Bien entendu, toutes les considérations développées relativement à ce rôle sont transposables aux autres utilisations.
Après avoir précisé la notion d’ « élément mince » et précisé la distinction à faire avec la notion de section de classe 4, l’article rappelle brièvement l’origine de ces produits et leur mode d’élaboration.
On examine ensuite l’incidence de l’opération de formage, d’une part, sur le matériau constitutif en introduisant la notion de limite d’élasticité apparente, et d’autre part, sur les caractéristiques du profil lui-même, du fait des rayons de pliage.
Le paragraphe suivant est consacré à la clarification des différentes instabilités susceptibles de concerner ce type de profil : voilement local des parois, flambement par distorsion des zones raidies de la section et flambement de la panne elle-même.
On aborde ensuite les aspects relatifs à la conception d’un pannelage, notamment l’interface entre la panne et la couverture, avec la notion de classe de construction. Sont également présentées les dispositions constructives usuelles.
Enfin, on présente la philosophie et les différentes étapes du calcul d’une panne maintenue continûment par le bac de toiture, ce qui représente la configuration la plus couramment rencontrée.
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MOTS-CLÉS
formage Comportement des matériaux calcul des structures ossatures pannes formage à froid éléments minces
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Les pannes formées à froid – Principales spécificitésArticle inclus dans l'offre
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3. La réalisation des pannes
Les pannes sont obtenues à partir de tôles ou bandes en acier laminées à chaud, revêtues ou non, qui sont formées à froid, c’est à dire à température ambiante, par des procédés tels que la presse plieuse ou le profilage sur lignes de galets.
La presse est plutôt destinée aux éléments de faibles dimensions, de forme simple et/ou en faibles quantités.
Le profilage par trains de galets est dédié aux productions importantes (pouvant atteindre plusieurs dizaines, voire centaines de kilomètres de profilés par jour pour les unités de production les plus conséquentes). Le feuillard d’acier, dont la largeur est définie par le développé du profil fini, est approvisionné en continu au travers d’une série de galets (train de galets), chacun déformant progressivement le feuillard jusqu’à obtention de la forme voulue.
Chaque galet se compose de deux têtes de profilage conjuguées (rouleau – figure 1) qui réalisent une déformation élémentaire, le profil final étant obtenu par la succession de ces déformations.
Cette démultiplication du formage en étapes permet d’éviter de blesser la tôle (criques, fissures).
Selon la forme désirée et la complexité du profil fini, le nombre de rouleaux est variable (de 6 à 24 ou 30 …)
En général, les systèmes constructifs proposent des trous « standardisés » réalisés par poinçonnage sur la chaîne de production, en amont des opérations de profilage. En bout de ligne, le profil est découpé à longueur.
En pratique, les tôles utilisées pour les pannes varient entre 1,5 et 3 mm d’épaisseur, pour réaliser des profils de forme C, Z, Sigma, Oméga, voire plus complexes, et de hauteur variant de 100 à 350 mm (figure 2).
Les aciers qui peuvent être utilisés relèvent des normes EN 10025, EN 10149 ou EN 10346. Pour attester de l’aptitude au formage à froid des aciers relevant de l’EN 10025, leur désignation doit l’indiquer (par la lettre C).
Aujourd’hui, les aciers les plus utilisés sont les aciers galvanisés relevant de la norme NF EN 10346 « Produits plats en acier revêtus en continu par immersion à chaud pour formage à froid » ; les principales nuances utilisées correspondent aux désignations S250GD...
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Produits plats en acier revêtus en continu par immersion à chaud pour formage à froid – Conditions techniques de livraison - NF EN 10346 AFNOR - 2015
-
Produits plats laminés à chaud en acier à haute limite d’élasticité pour formage à froid – Partie 1 : Conditions techniques générales de livraison - NF EN 10149-1 AFNOR - 2013
-
Produits plats laminés à chaud en acier à haute limite d’élasticité pour formage à froid – Partie 2 : Conditions techniques de livraison des aciers obtenus par laminage thermomécanique - NF EN 10149-2 AFNOR - 2013
-
Produits plats laminés à chaud en acier à haute limite d’élasticité pour formage à froid – Partie 3 : Conditions techniques de livraison des aciers à l’état normalisé ou laminage normalisant - NF EN 10149-3 AFNOR - 2013
-
Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour le bâtiment - NF EN 1993-1-1 AFNOR - 2005
-
Calcul des structures en acier. Partie 1-3 : Règles générales – Règles...
ANNEXES
Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Arkeo System
CPN
Fixit
https://www.fixitshop.fr/fr/pannes
Joris IDE
https://www.joriside.com/fr-fr/products/structures/pannes-lisses
Profil C
http://www.profilc.fr/catalogue-panne
Profil du Futur – Multibeam
https://ds.arcelormittal.com/repository/Profil%20Du%20Futur/Page10et11.pdf
Profils minces de l’Ouest
https://www.spo-pmo.com/produits/gamme-pmo/
Sadef
https://www.voestalpine.com/sadef/fr
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