NF EN 10025-5 - Direction territoriale Est

Les Aciers, Spécification NF EN 10025 :
critères de choix des nuances et des qualités
Jean-Michel VIGO
ConstruirAcier
Ponts Mixtes et Normes Européennes
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Introduction
Acier: un terme générique …
Produits: tôles, bobines, poutrelles, profils creux, tubes, fils/câbles, barres, forgés, moulés…(NF EN 10079
Nuances et qualités: carbone, alliés, inox, des milliers de nuances et qualités différentes et de nombreuse
normes ! (1979 nuances rien qu’ en Europe, sans compter les aciers « sur-mesures »)
Applications: bâtiments & ponts, automobile, navale, emballage, mécanique, électroménager, ….
Les deux filières de fabrication des aciers
(filière au choix du fabricant selon NF EN 10025)
1
1
Filière « Fer Neuf »
2
Filière « Recyclage »
Filière intégrée, filière
fonte
Filière électrique, filière
ferrailles
Brame
Parachèvement
Revêtements
Transformation
Distribution
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Coils,
plaques
2
Le laminage à chaud
• Laminage sans traitement particulier (AR ou As Rolled)
• Laminage normalisant (N) ou thermomécanique (M)
• Laminage suivi de traitement de trempe et revenu (Q ou Quenched)
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Classification et désignation des aciers
Selon NF EN 10020 et selon NF EN 10027-1 & 2
NF EN 10020: selon la composition
•Aciers non alliés - Pour lesquels aucun élément n’atteint les teneurs suivantes:
Al 0.10% Si 0.5% Mn 1.65% Ni 0.30% Cr 0.30% Cu 0.40% Mo 0.08%
Nb 0.06% V 0.10% Ti 0.05%
•Aciers alliés - Pour lesquels au moins un élément atteint les teneurs ci-dessus
•Aciers inoxydables - qui contiennent au moins 10.5% Cr et au plus 1.2% C
NF EN 10027-1 & 2: symbolique & numérique
Structural
Exemples de désignations d’aciers de construction
S355K2 ou 1.0596
1 . 05 96
S 355 K2
S355N ou 1.0562 Groupe matériau N° d’ordre
1= Acier
Qualité
S355NL ou 1.0556
Nuance
Groupe d’acier
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NF EN 10025 (Mars 2005)
« 6 parties et 154 pages »
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Aciers de construction métallique:
Norme NF EN 10025:2005
• NF EN 10025-1
• Norme harmonisée selon Directive Produits de
Construction (DPC) en réponse au Mandat M/120
relatif aux produits de construction métallique.
• Elle comporte une Annexe ZA sur les caractéristiques
essentielles pertinentes pour que le produit soit
conforme à la DPC et puisse porter le marquage
• Elle spécifie les conditions techniques générales de
livraison.
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Normes support de NF EN10025-1
• Les normes qui complètent la norme générale
harmonisée selon DPC (NF EN 10025-1) sont
appelées normes support. Il y en a 5:
– NF EN 10025-2: non alliés
– NF EN 10025-3: à grains fins soudables normalisés ou
par laminage normalisant.
– NF EN 10025-4: à grains fins soudables par laminage
thermomécanique
– NF EN 10025-5: résistance améliorée à la corrosion
atmosphérique
– NF EN 10025-6: haute limite d’élasticité trempés-revenus
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NF EN10025-1: annexe ZA.1
Caractéristiques essentielles pertinentes
•
•
•
•
•
•
•
Tolérances sur les dimensions et la forme
Elongation (essai de traction*)
Résistance à la traction Rm (essai de traction*)
Limite d’élasticité ReH (essai de traction*)
Résistance au choc KV (essai Charpy**)
Soudabilité (composition chimique-CEV)
Durabilité (composition chimique & aptitude à la
galvanisation)
*: sens travers **: sens long.
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NF EN 10025-1: ZA.2
Procédure d’attestation de conformité
• Système d’attestation de la conformité 2+ selon DPC
• Evaluation de la conformité est décrite dans l’Annexe ZA et
l’Annexe B.
• Essais sur les produits et déclaration de la conformité par
le fabricant.
• Inspection initiale, contrôle et surveillance continue de la
production en usine par un organisme d’inspection.
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NF EN 10025-1 :
Evaluation de la conformité
• Tâches sous la responsabilité du fabricant
– Essais de type initial
– Essais sur échantillons prélevés en usine
– Contrôle de la production en usine
• Tâches sous la responsabilité de l’organisme d’inspection
– Inspection initiale de l’usine et du contrôle de production en usine
(FPC: Factory Production Control)
– Surveillance du contrôle de production en usine
L’organisme délivre un Certificat de contrôle de production en
usine. Le fabricant rédige alors une déclaration de
conformité qui accompagnée du certificat de l’organisme,
l’autorise à apposer le marquage
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Mise en place sur le marché français
• Arrêté du 22 août 2005 publié au JORF du
15 sept. 2005
Période transitoire jusqu’au 1er juillet 2006.
– Jusqu’au 1er juillet 2006 : 1ère mise sur le marché de
produits non marqués
commercialisables
jusqu’au 1er février 2008.
– Après le 1er juillet 2006: marquage
obligatoire
pour les produits mis sur le marché par les
producteurs.
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NF EN 10025 - Nuances et qualités
Partie 2
Désignation symbolique selon NF EN 10027-1
Non alliés
Partie 3
Partie 4
Partie 5
Partie 6
Grains fins
Etat normalisé/
Laminage normalisant
Grains fins
Laminage
thermomécanique
Résistance améliorée
à la corrosion
atmosphérique
Haute limite d’élasticité
Etat trempé et revenu
S275N
S275NL
S275M
S275ML
S235J0W
S235J2W
S460Q
S460QL
S460QL1
S355N
S355NL
S355M
S355ML
S355J0WP
S355J2WP
S420N
S420NL
S420M
S420ML
S460N
S460NL
S460M
S460ML
S235JR
S235J0
S235J2
S275JR
S275J0
S275J2
S355JR
S355J0
S355J2 *
S355K2
S450J0
S355J0W
S355J2W
S355K2W
S500Q
S500QL
S500QL1
S550Q
S550QL
S550QL1
S620Q
S620QL
S620QL1
S690Q
S690QL
S690QL1
* t ≤ 30 mm selon
NF EN 1993-2
(N.A)
S890Q
S890QL
S890QL1
S960Q
S960QL
Traditionnel
En expansion
Rare en France Expérimentation
Anciennes normes remplacées par
NF EN 10025 mars 2005
• NF EN 10025-2: Aciers de construction non alliés
remplace la NF EN 10025:1993
• NF EN 10025-3: soudables grains fins normalisés
remplace la NF EN 10113-2:1993
• NF EN 10025-4: soudables grains fins
thermomécaniques
remplace la NF EN 10113-3:1993
• NF EN 10025-5: résistance améliorée corrosion
atmosphérique
remplace la NF EN 10155:1993
• NF EN 10025-6: tôles larges plats HLE trempés-revenus
remplace la NF EN 10137-2:1995
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Exigences et normes d’essai
• Composition chimique
– Normes d’analyse chimique
• Caractéristiques mécaniques
– Traction selon NF EN 10002-1
– Résilience selon NF EN 10045-1
• Soudabilité
basée sur la composition chimique:
Formule du CEV selon l’IIS/IIW.
• Autres: Résistance à l’arrachement lamellaire, etc…
• Tolérances sur les dimensions et la forme
– Normes de tolérances attachées aux normes produits.
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Aciers non alliés: NF EN 10025-2
– Nuances : S235, S275, S355 , S450*
– Qualités : JR, J0, J2, K2**  KV
J pour 27 J ; K pour 40 J
R pour Ambiante ; 0 pour 0 °C ; 2 pour - 20 °C
*S450J0 uniquement pour produits longs
**S355K2 uniquement
Utilisation ouvrages d’art
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Conditions de livraison des aciers non alliés
selon NF EN 10025-2
• L’état de livraison des produits longs et des produits plats
laminés en continu (train à bandes) peut être +AR, +N ou +M
au choix du producteur.
• L’état de livraison des produits issus de laminage réversible
(Quarto) peut seulement être +AR ou +N au choix du
producteur.
• L’état de livraison +AR ou +N peut être commandé.
• Si un document de contrôle est requis, l’état de livraison doit
être indiqué dans le document de contrôle par son symbole
spécifique (+N, +AR ou +M).
• Dans le cas où les produits sont commandés à l’état +N ou
+AR, le symbole spécifique (+N ou +AR) doit être ajouté à la
désignation.
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Grains fins soudables normalisés et
thermomécaniques : NF EN 10025-3 et -4
• +N normalisé ou laminage normalisant
• +M laminage thermomécanique
– Nuances : S275, S355, S420, S460
– Qualités : N, NL, M, ML pour KV
N, M pour 40 J à - 20 °C ( 55 J à 20 °C)
NL, ML pour 27 J à - 50 °C ( 63 J à 20 °C)
Intérêt des aciers +M: meilleure soudabilité car analyse
chimique moins riche (compensation par le traitement
thermomécanique) « est privilégié pour le S460 »
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Résistance améliorée à la corrosion
atmosphérique : NF EN 10025-5
Nuances : S235, S355 (W, WP*)
W: weathering
P: ajout de phosphore
– Qualités : J0, J2, K2* pour KV
Idem NF EN 10025-2
* Uniquement pour S355
Utilisation ouvrages d’art
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Haute limite d’élasticité trempés-revenus:
NF EN 10025-6
– Nuances : S460, S500, S550, S620, S690,
S890, S960
– Qualités : Q, QL, QL1 pour KV
Q, QL, QL1* pour 27 J à - 20 °C, - 40 °C, - 60 °C
*Pas disponible en S960
•
Utilisation ouvrages d’art
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Epaisseurs maximales des tôles spécifiées
par les normes
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Tolérances sur les dimensions, état de
surface, compacité & Z
– Longueur, largeur, épaisseur, planéité:
NF EN 10029 (épaisseur= classe B, planéité= N)
– Etat de surface:
NF EN 10163 (EN 10163-1 et-2:classe A & sous classe 3
& EN 10163-3 classe C et sous classe 3 )
– Ultrasons:
NF EN 10160: (classe S1 en corps et E1 en rive )
– Striction travers court Z:
NF EN 10164: (selon valeurs de la commande)
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Critères de choix des aciers:
Caractéristiques de traction : notations
EN 10025
EN 1993-1-1
ReH
ƒy
Rm
ƒu
Rm/ Re
ƒu/ƒy
Pont et ouvrages d’art: choix des valeurs de la norme NF
EN 10025, comme précisé par NF EN 1993-1-1/NA
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Critères de choix des aciers :
la nuance (Limite d’élasticité ReH )
S690
S460
fy
MPa
150 mm
690
650
630
460
440
430
420
S420
410
400
400
390
370
355
345
335
40
50
340
325
S355
16
360
63
315
80
320 MPa 100 mm < t ≤ 120 mm
pour acier M, soit
+ 25 Mpa par rapport à N
295
100
150
épaisseur
mm
(Ép. typique pont ≤ 150 mm)
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Critères de choix des aciers : la qualité
Résistance au choc KV (essai Charpy)
L'indice de qualité d'un acier fixe son degré de résistance à la rupture fragile. Il
est mesuré par une énergie minimale de rupture à une température donnée. Les
normes européennes ont fixé différents niveaux d'énergie pour des températures
comprises entre + 20° C et – 60 °C. La gamme utilisée pour les ouvrages d’art
se situe entre – 20°C et – 60°C
J2, K2, N, M, NL, ML, Q, QL, QL1
– 20°C
– 50°C
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– 20°C
– 40°C – 60°C
Critères de choix des aciers : la qualité
Résistance au choc KV (essai Charpy)
Méthode de l’Eurocode 3 NF EN 1993-1-10 & NF EN 1993-2 NA
• Calcul du niveau de contrainte sous la combinaison fréquente
(où l’effet de la température est l’action de base)
• Calcul de la température de service TEd = T50ans - 5°C
• Epaisseur maxi en fonction de la nuance et de la qualité
On retrouve donc un domaine homogène
avec les qualités utilisées jusque là
pour le marché Français S355 K2 ép. ≤ 30mm;
S355 N, M ép. ≤ 80 mm; S355 NL, ML ép.> 80
mm
Tableau extrait de l’EC3 pour la nuance S355
Critères de choix des aciers: la qualité
Résistance au choc KV (essai Charpy)
Méthode de l’Eurocode 3 NF EN 1993-1-10 & NF EN 1993-2 NA
Selon l’épaisseur des tôles, les exigences supplémentaires spécifiées
dans le Tableau 3.1, NF EN 1993-2 / NA sont à prendre en compte
Exigences supplémentaires relatives à la ténacité du matériau de base
Epaisseur nominale
Exigence supplémentaire
t ≤ 30 mm
T27 J ≤ - 20°C selon EN 10025
t > 30 mm
Aciers conformes aux
spécifications des parties 3, 4
et 6 de l’EN 10025
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Tableau
extrait
Concevoir, Calculer,
Exécuter
de l’EC3 pour la nuance S355
Critères de choix des aciers:
)
Prescriptions particulières Tôles Z (NF EN 10164
Propriétés dans le sens de l’épaisseur ou
« Résistance à l’arrachement lamellaire »
NF EN 1993-1-10 § 3
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Critères de choix des aciers:
Prescriptions particulières Tôles Z (NF EN 10164)
Principaux paramètres :
• Contraintes appliquées
• Retrait des soudures bridées
• Conception de l’assemblage
• Teneur en souffre, même dans les limites de l’EN
10025
Valeurs extraites de
l’Eurocode 3
et de l’annexe
nationale tableau 3.2
ZEd = Σ Zi
• ZEd ≤ 10 acier de base
• 10 < ZEd ≤ 20
acier Z15
• 20 < ZEd ≤ 30
acier Z25
• ZEd > 30
acier Z35
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Les limites de la norme NF EN 10025 :
Nécessité d’apprécier un fournisseur au travers de ses caractéristiques
chimiques et mécaniques typiques livrées
S max EN 10025
S355 K2
Kv EN 10025
40 J à -20°C
Exemple de l’évolution de la résistance au choc KV,
en fonction de la teneur en soufre
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Exemple de Certificat de réception 3.1.B NF EN 10204,
plaque « just fit for purpose »?
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Exemple de Certificat de réception 3.1.B NF EN 10204,
Fourniture sécurisante…
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Exemple de Certificat de réception 3.1.B NF EN 10204,
Fourniture sécurisante…
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Les limites de la norme NF EN 10025 :
Attentes particulières du marché des Ouvrages d’Art en France. Nécessité d’apprécier un fournisseur au travers
de ses caractéristiques chimiques et mécaniques typiques livrées et de leur variabilité
La Marque NF Acier
Ces attentes sont reprises au travers de la marque NF Acier et indirectement
au travers des normes d’exécution. L’objectif de cette marque est
d’atteindre un niveau de qualité approprié à l’utilisation spécifique en
France de tôles de très fortes épaisseurs pour la construction d’ ouvrages
d’art. Elle aborde les caractéristiques mécaniques et chimiques de l’acier
au travers d’une nécessaire homogénéité et reproductibilité de ces
propriétés, liée à la propreté inclusionnaire et à la réponse au soudage à
garantir par le constructeur en terme de résilience par exemple .
La marque NF Acier y apporte une réponse au travers de son CdC, elle sera
abordée par le conférencier suivant, monsieur Jacques Fuchs .
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Merci pour votre attention
Questions ?