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RÉSUMÉ
L’article décrit des solutions pour modifier, réparer et remettre en état les structures en fonte, en fer puddlé et en acier. Celles-ci sont parfois atteintes par la corrosion ou par d’autres pathologies comme la fissuration ou le décollement lamellaire. Après une définition détaillée de ces matériaux anciens présents dans les constructions du XVIIIème au XXème siècle, l’exposé énonce clairement leurs propriétés, pour faire ensuite un point précis sur les techniques de réparation disponibles. La fin de l’article est consacrée à la mise en conformité des structures en acier face à la réglementation incendie. Les solutions de protection disponibles sont résumées, puis on présente des exemples de réparations de structures qui ont été soumises au feu.
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-
Pierre ENGEL : Ingénieur, Master of Sciences, Doctor in Philosophy - Professeur des Écoles Nationales supérieures d’Architecture
INTRODUCTION
La réparation des structures métalliques, dont la mise en œuvre remonte parfois au 18e siècle, est une opération fréquente pour les porter à un niveau de sécurité satisfaisant ou les rendre pérennes. Elle est partie intégrante des opérations de maintenance des bâtiments qui doivent être orchestrées par le maître de l’ouvrage.
L’article donne une vue d’ensemble de ces opérations sachant que, pour plus de précisions, le lecteur est invité à consulter les références données en bibliographie et plus particulièrement les ouvrages et .
Les réparations décrites ici concernent plusieurs matériaux comme la fonte et le fer puddlé. Elles traitent aussi des différents types d’aciers, qui sont apparus successivement au fil de l’évolution des techniques entre les 19e et 20e siècles. Durant ces deux siècles, les matériaux métalliques se sont développés en même temps que des moyens d’assemblage nouveaux qui ont permis de mener les constructions métalliques à un très haut niveau de performance.
La fin de l’article est consacrée à la mise en conformité des structures en acier face à la règlementation incendie. Les solutions de protection disponibles y sont résumées, illustrées par des exemples de réparations des structures qui ont été soumises au feu.
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Réparations des structures métalliquesArticle inclus dans l'offre
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1. Rappels du contexte
Il n’y a pas, en France, de norme traitant de la réparation des structures. Au besoin, le lecteur peut consulter la norme suisse (se reporter au Pour en savoir plus) qui traite explicitement de ce sujet. Les mises en œuvre de ces matériaux et leurs techniques d’assemblage (rivets, boulons et soudures) sont particulières à chaque matériau. Ceux-ci forcent les restaurateurs à adopter des techniques appropriées pour leurs remises en état (tableau 1 et figure 1 issue de ).
Bien qu’ils portent la même terminologie, les aciers possèdent des caractéristiques très différentes suivant leurs époques de production. Leurs limites de résistance (limite d’élasticité, contrainte de rupture), leur ductilité et leur soudabilité ont beaucoup changé au fil des innovations technologiques, depuis les propriétés originelles du matériau inventé par Henry Bessemer, en 1855.
D’abord expérimental, celui-ci a été rendu disponible industriellement à partir des années 1860. Pour ces raisons, le tableau 1 fait le distinguo entre les aciers du 19e intermédiaires et ceux que nous utilisons aujourd’hui. Il est donc capital de connaître la période de construction de la structure en acier ainsi que les propriétés des matériaux utilisés avant d’échafauder une méthode de réparation.
La résolution des pathologies de corrosion traitées dans cet article est l’exercice le plus fréquent de la remise en état des bâtiments métalliques du patrimoine, mais aussi des bâtiments industriels dont la maintenance a été un temps négligé.
Les phénomènes d’usure ou de fissuration sont plus rares.
Le phénomène de la rouille concerne principalement l’acier et, par voie de conséquence, les structures en béton armé. Les pathologies de ces dernières sont traitées par l’article ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ENGEL (P.) - Manuel de la réhabilitation avec l’acier, à l’usage des architectes et des ingénieurs. - Presses Polytechnique Universitaires Romandes, ISBN : 9 782 725 800 172, Lausanne 2017.
-
(2) - STRRES - Guide n° 1 [FAME] Réparation et rénovation des structures métalliques. - Syndicat national des entrepreneurs spécialistes de travaux de réparation et renforcement des structures. (STRRES) décembre 2008.
-
(3) - BOUILLETTE (J.P.) - Protection des constructions en acier contre la corrosion. - OTUA Office technique pour l’utilisation de l’acier, Paris, 1983.
-
(4) - Institution of Structural Engineers - Guide to the advanced fire safety engineering of structures. - IStructE Ltd., London September 2007.
-
(5) - FRANSSEN (J.M.), VILA REAL (P.) - Fire Design of Steel Structures - 2nd Edition - ECCS and Ernst & Sohn, Bruxelles 2015.
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Adaptation à des nouvelles charges, mise aux normes thermiques et acoustiques
-
Réhabiliter avec l’acier – Partie 1 – Renforcement et consolidation avec l’acier
-
Réhabiliter avec l’acier – Partie 2 – Surélévation, extensions et requalification
-
Sécurité incendie des ouvrages en structures métalliques – Partie 1
-
ArcelorMittal
-
Constructalia : portail de l’acier pour la construction, développé par ArcelorMittal
-
ConstruirAcier, site promotionnel de l’acier
-
APK, association pour la promotion de l’enseignement de la Construction Métallique
ISO 12944-2 - 2004 - Défraction des catégories de corrosivité
ISO 834 - 1999 - Essai de résistance du feu. Éléments de construction
SN 505 269 Norme SIA 269 - 2011 - (et suivantes 269/…) Bases pour la maintenance des structures porteuses. SIA, Zurich, 2011.
AFNOR NF EN 13381 - Paris juillet 2013 - Méthodes d’essai pour déterminer la contribution à la résistance au feu des éléments de construction – Partie 4 : protection passive appliquée aux éléments en acier.
AFNOR NF EN 13381-4 - Juillet 2013 - Méthodes d’essai pour déterminer la contribution à la résistance au feu des éléments de construction – Partie 4: protection passive appliquée aux éléments en acier
AFNOR NF EN 13381-8 - Paris Juillet 2013 - Méthodes d’essai pour déterminer la contribution à...
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