Fiche n° XVI-2 " Aciers de charpente métallique "

Mémento pour la mise en oeuvre sur ouvrages d'art – MEMOAR – Collection de fiches techniques
Fiche n° XVI-2
" Aciers de charpente
métallique "
1. Objet de la présente fiche
Cette fiche concerne les Aciers utilisés lors de la
construction d’ouvrages métalliques ou mixtes. Elle
définit les aciers utilisables et les vérifications à effectuer
lors de la réception des tôles, profilés ou tubes
nécessaires à la fabrication d’éléments de la charpente
métallique. L'objectif est de s'assurer du respect des
prescriptions du CCTP et également des Fascicules 66
et 4 titre III du CCTG.
Stockage usine des tôles avant découpage (photo CETE SO)
2.3. Aciers utilisés
2.3.1. Nuances et qualités des aciers
Les moyens mis en oeuvre et les contrôles effectués
doivent permettre d'éviter l’utilisation d’acier nonconforme ainsi que tout problème de traçabilité.
Les nuances et qualités d’aciers sont définies par
référence aux normes de produits (série des NF EN
10025)
2. Rappels et définitions
La commande fait référence, en règle générale au Fasc. 4
titre III du CCTG de septembre 2000. En application de
ce fascicule, les aciers pour ouvrages d'Art doivent
bénéficier de la marque NF Acier (conformité des
critères suivants : Re, Rm, résilience, analyses
chimiques), secteur d’application « bâtiments travaux
publics - construction métallique d'ouvrages d'art et de
bâtiments non courants » ou couverts par une certification
reconnue équivalente.
2.1. Vocabulaire
Profilés : sections métalliques ayant une section
spéciale en I, H, U ou L, obtenue par passage
d'une brame (ou billette) dans un laminoir.
Tôles : sections rectangulaires obtenues par
passage d'une brame (ou billette) dans un
laminoir.
Soudabilité : Déterminée par examen de
l’analyse chimique de l’acier
Résilience : classe de qualité vis à vis de la
fragilité déterminée par un essai de flexion par
choc type « Charpy » (essai destructif) à
température définie.
Compacité :
absence
de
défauts
internes déterminée par U.S. (essai nondestructif)
De plus, conformément au Fasc. 4 titre III :
des essais de compacité doivent être effectués
sur les tôles pour s'assurer de leur bonne
compacité (absence de défaut conduisant à un
délaminage), sauf si le producteur met en
oeuvre des moyens adaptés (contrôles en
continu). (voir NF EN 10160, 10306 et 10246)
L’absence de défauts de surface préjudiciables à
l’emploi doit être indiquée (voir NF EN 10163)
La désignation des aciers comporte une lettre
caractérisant l'utilisation de l'acier, la nuance et la qualité
(résilience).
Les aciers de construction sont désignés par la
lettre S (comme structure).
2.2. Sigles
Re : limite élastique minimale, déterminée par
un essai de traction (destructif)
Rm : limite de résistance à la traction
PRS : poutre reconstituée soudée
Chapitre XVI : Ouvrages métalliques et mixtes
La nuance est le deuxième élément de la
désignation: exemple: 235, 275, 355, 420 et 460.
c’est la limite élastique spécifiée exprimée en
MPa pour la gamme d'épaisseur la plus faible,
c'est à dire pour les tôles d'épaisseurs inférieures
ou égales à 16 mm. Lorsque l'épaisseur
augmente, la limite d'élasticité diminue.
1
Fiche n°XVI-2 : Aciers de charpente métallique
Mémento pour la mise en oeuvre sur ouvrages d'art – MEMOAR – Collection de fiches techniques
Les normes produit imposent des valeurs concernant les
éléments chimiques de base (C, P, S, etc...). Un carbone
équivalent est défini et témoigne de la soudabilité d'un
acier (d'un point de vue chimique).
La qualité est définie :
Pour les aciers non alliés (NF EN 10025-2), par
un système alphanumérique suivant la
résistance au choc de l'acier :
JR: résilience spécifiée de 27J à 20°C
J0: résilience spécifiée de 27J à 0°C
J2: résilience spécifiée de 27J à -20°C
K2: résilience spécifiée de 40J à -20°C
3. Réception des tôles ou profilés
Le contrôle des Certificats de Réception des produits
mis en oeuvre est nécessaire à la levée du premier point
d’arrêt défini dans l’annexe A1 (contractuelle) du
Fascicule 66 du CCTG.
Pour les aciers à grains fins (NF EN 10025-3 et
4), les lettres M (laminage thermomécanique) et
N (laminage normalisant) sont utilisées et
désignent des résiliences spécifiées de 40J à 20°C. La lettre facultative L désigne une
résilience spécifiée de 27J à -50°C.
Le contrôleur doit s’appuyer techniquement sur
l’assistant au MOE, qui est un organisme technique
spécialisé dans les contrôles sur ouvrages métalliques.
Le contrôleur doit donc informer l’assistant technique
au maître d’œuvre des différentes phases du chantier et
s’appuyer sur ses avis notamment lors de la levée des
points d’arrêt
Dans le cas des aciers subissant des
sollicitations dans la direction perpendiculaire
au plan de laminage, les caractéristiques peuvent
être améliorées en choisissant des tôles de
qualité Z (cf NF EN 10164). C'est le cas en
particulier pour des assemblages en T en pleine
pénétration avec de fortes épaisseurs.
Il existe trois classes de qualité: Z15, Z25, Z35 ,
représentant la valeur minimale spécifiée du
taux de striction.
Deux points à vérifier:
1. Présence des certificats de réception (de type
3.1 selon NF EN 10204): vérification documentaire
des informations portées vis à vis du marché
Nécessaire à la levée du premier point d’arrêt
du fascicule 66 du CCTG.
2.3.2. Qualité des aciers en fonction de
l'épaisseur
2. Vérification visuelle de la traçabilité matière
(sur site de stockage et avant découpage de ces
tôles) : adéquation entre les tôles et les certificats
(via n° de coulée et de tôle mère, et n°
d’enregistrement interne de l’usine d’assemblage)
Toutes les qualités et nuances d'aciers ne sont pas
disponibles ou utilisables dans n'importe quelle
épaisseur dans la marque NF Acier.
En pratique, voici les qualités requises pour la nuance
S355, la plus couramment utilisée:
C’est un point critique
si e ≤30mm, qualité K2 ou N
si 30mm<e≤80mm, qualité N ou M
si 80mm<e≤122mm qualité ML
si 80mm<e≤150mm qualité NL
Pour les nuances, S420 et S460, les épaisseurs maximales
disponibles dans la marque NF Acier sont limitées à
122mm.
Au-delà de 150mm; aucun acier ne bénéficie de la
marque NF Acier, dans la qualité requise par le fascicule
66 du C.C.T.G..
2.3.3. Soudabilité
La soudabilité d'un acier dépend de nombreux
paramètres, dont sa composition chimique et son état
métallographique.
Chapitre XVI : Ouvrages métalliques et mixtes
Traçabilité interne visible sur les tôles stockées
(photo CETE SO)
2
Fiche n°XVI-2 : Aciers de charpente métallique
Mémento pour la mise en oeuvre sur ouvrages d'art – MEMOAR – Collection de fiches techniques
4. Pour en savoir plus, consulter :
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
[1]-Fascicule 66 du CCTG "Exécution des ouvrages de Génie Civil à ossature en acier et en particulier son
annexe A1"
[2]-Fascicule 4 titre III "Fourniture d'acier et autres matériaux"
[3]-Bulletins pont métalliques OTUA n°20
[4]-Travaux de construction des ponts en acier – Guide du Maître d’œuvre (SETRA Mars 2001)
[5]-Règlement de la marque NF Acier et CE
[6]-Normes NF EN 10025 (partie 1 à 6) "Produits laminés à chaud en aciers de construction" - NF EN 10204
"Types de documents de contrôle" - NF EN 10164 "Conditions techniques de livraison"
[7]-Normes NF EN 10210 et 10219 (partie 1 à 2) : produits creux.
[8]-site de l'OTUA "Office Technique pour l'Utilisation de l'Acier"
[9]-site de l'AFNOR "Association Française de Normalisation""
[10]-Approvisionnement en tôles d’acier pour ouvrage d’art – note d’information du SETRA de mars 2007
Chapitre XVI : Ouvrages métalliques et mixtes
3
Fiche n°XVI-2 : Aciers de charpente métallique