Pour une qualité des structures en acier : les bonnes pratiques

Voici quelques bonnes pratiques qu’il est utile de rappeler et qui participent à rendre les structures métalliques sûres en toutes circonstances. 

Les techniques d’assemblages

Les assemblages de charpente métallique sont classés dans deux catégories : 

• Celle des assemblages mécaniques avec boulons, vis et rivets.
• Celle des assemblages par soudure

Ces techniques s’appliquent sur les éléments structurels de la charpente comme les poteaux, poutres diagonales de contreventement, tirants – ou des matériaux de partition ou d’enveloppe.

Les assemblages mécaniques

Les boulons

Les boulons assurent les assemblages et peuvent être utilisés en atelier ou sur le chantier.

Il existe deux grandes familles de boulons :

• Les boulons non précontraints dits « ordinaires », (SB) conformes à la NF EN 15048 ;
• Les boulons aptes à la précontrainte dénommés HR, HRC ou HV conformes à la NF EN 14399, qui diffèrent par leur méthode de serrage et sont indispensables dans certaines conditions (séisme, fatigue...).

Ils travaillent soit en traction, soit au cisaillement. Le serrage d’un boulon de type HR se fait à la clé dynamométrique.

Les rivets

Le rivetage est un procédé d’assemblage qui s’est beaucoup développé à partir de 1850. Cette technique n’est plus utilisée aujourd’hui dans le montage de charpentes métalliques contemporaines, on y fait surtout appel pour la rénovation de bâtiments anciens ou de ponts. 

Les assemblages par soudure

Le soudage

Le soudage est un procédé très efficace, largement utilisé dans la construction de bâtiments en charpente métallique. Il est majoritairement réalisé en atelier par un personnel qualifié. Les soudures à forte contrainte sont contrôlées par ressuage ou par radio.

Une partie des soudures est le plus souvent réalisée sur des bancs de soudage automatisés. Les positions de soudage peuvent s’effectuer :

• À plat bout à bout ;
• À plat superposé ;
• Ou à plat d’angle.

Le traitement de surface : anticorrosion, peinture, galvanisation...

La préparation de surface est l’étape préliminaire essentielle pour une bonne tenue du système de protection dans le temps. Selon la norme NF EN ISO 8501-3, il existe trois niveaux de préparation :

• P1 préparation légère ou aucune préparation ;
• P2 préparation soignée : la plupart des imperfections sont corrigées ;
• P3 préparation très soignée : la surface est nette de toute imperfection visible importante.

La galvanisation 

La galvanisation consiste à déposer une couche de finition à la surface de l’acier. Cela peut se faire au trempé à chaud, chez le sidérurgiste ou chez un transformateur.

Pour être apte à la galvanisation, l’acier doit être nu. Les bains de galvanisation font de 8 à 15 mètres de long pour 2 de large et 1,50 de profondeur. Dans le cas où les pièces d’acier dépassent ces dimensions, elles peuvent être trempées en deux fois ou découpées en tronçons puis réassemblées après galvanisation. 

On peut également projeter du zinc en fusion, cette technique est alors appelée “métallisation”.

La peinture après galvanisation, recommandations

Il est possible de peindre sur un acier nu sans rencontrer de difficulté. Cependant, si l’on décide d’appliquer de la peinture sur acier galvanisé, l’opération est plus délicate. 

Afin de s’assurer que la peinture tienne sur le zinc, la surface doit être soigneusement traitée au préalable. Il faut éviter à tout prix le délaminage (pelage des peintures).

La tenue de la peinture peut dépendre de la composition chimique du bain de galvanisation, qui est constitué de 95% de zinc et d’autres métaux. D’autre revêtements sont possibles :

• Zinc allié
• Aluminium
• Titane

Lorsqu’il s’agit de savoir quel traitement de surface utiliser sur son acier, il faut avant tout se référer au cahier des charges fonctionnel pour déterminer les options possibles. 

Dans ce cas, il convient de se poser plusieurs questions :

• Dans quel environnement le produit sera-t-il utilisé ? (Extérieur, fort ensoleillement, milieu humide, soumis aux frottements et chocs ?)
• Quel type d’assemblage sera utilisé ?
• Quelle est la longévité souhaitée pour le produit ?
• A quel rythme envisage-t-on de faire la maintenance ?
• Quelle esthétique recherche-t-on (brillance, couleur…) ?
• De quel budget dispose-t-on ?

Les solutions de protection incendie

L’acier est incombustible et donc classé A1 en termes de réaction au feu. L’objectif pour une structure d'acier est de ralentir l’échauffement du métal par le feu, et donc de prolonger la résistance de la structure à l’effondrement. Les normes en vigueur (NF EN 1993-1-2/NA) prévoient des températures forfaitaires comprises entre 500°C et 570°C.

Dans de nombreux cas d’ouvrages, la tenue au feu intrinsèque des structures métalliques s’avère suffisante d’un point de vue réglementaire, sans qu’il y ait besoin de protection supplémentaire. 

Pour être en règle, il faut tenir compte des prescriptions des assureurs incendie. Lorsque la protection passive contre l’incendie est requise, plusieurs solutions peuvent être utilisées : 

• Application de produits de protection comme des produits projetés fibreux ou pâteux, des produits en plaques, ou encore des peintures intumescentes 
• Utilisation de profilés métalliques enrobés partiellement ou totalement de béton ou de plaques de plâtre.

Pour résumer, l’essentiel des bonnes pratiques pour assurer une qualité des structures en acier est de rester vigilant sur les assemblages, les risques de corrosion et la protection incendie. Il est vivement recommandé de respecter les documents d’exécution et de faire une étude en cas de besoin d’adaptation sur site.