CONSTRUCTIONS MÉTALLIQUES

Les systèmes d'assemblage

L'assemblage des profilés en tôle nécessite des fixations permettant de transmettre les efforts supportés par la structure. Parmi les systèmes actuellement développés en charpente métallique, on peut citer :

– les assemblages avec broches et fonctionnement par frottement des éléments en contact. Le rivetage et le boulonnage ressortissent à cette catégorie ;

– les assemblages avec soudure des éléments du contact. La continuité est assurée grâce au dépôt de métal à chaud.

Le rivetage et le boulonnage

Le rivetage à chaud consiste à introduire, dans un trou préalablement fait dans les tôles à assembler, un cylindre ayant une tête arrondie, chauffé au rouge, puis à écraser la partie sans tête de manière à agrafer les tôles. Cette opération nécessite un tour de main particulier, et la technique du rivetage, étant donné le manque de main-d'œuvre spécialisée dans ce métier, n'a plus l'importance qu'elle avait au début du xx^e siècle. Les tôles assemblées ne sont pas traitées dans la zone de contact et les problèmes de corrosion, si les rivets ne sont pas assez rapprochés, sont difficiles à combattre faute d'entretien. Il faut également signaler l'impossibilité de démonter un assemblage sans détruire les rivets. Les boulons ont avantageusement remplacé les rivets car ils ne nécessitent que des opérations mécaniques de serrage. La diversité des épaisseurs à assembler dans une ossature conduit à de nombreux types de boulons. Il en résulte un coût élevé de ce type d'assemblage. Deux types sont à distinguer (fig. 2) : le premier correspond au cas où l'effort sollicitant l'assemblage est perpendiculaire à l'axe du boulon, et la résistance est assurée par le frottement des zones en contact jusqu'à une certaine limite conduisant soit à la rupture des boulons, soit à l'arrachement de la tôle la plus mince si celle-ci est trop faible par rapport au diamètre de boulon. Le second correspond au cas où l'effort sollicitant la tête assemblée est parallèle à l'axe des boulons. Il s'agit là d'un assemblage à brides mettant en jeu la capacité d'extension des boulons et la souplesse des platines assemblées. Pour augmenter la résistance des frottements des surfaces assemblées, il est utile de procéder à un serrage contrôlé à la clé pneumatique. Ces boulons sont désignés sous le vocable H.R. (haute résistance) en raison des performances mécaniques élevées de l'acier constitutif des boulons. Grâce à un sablage préalable des zones en contact, on peut augmenter de 50 p. 100 la résistance au frottement. Un tel traitement conduit à prévoir une protection anticorrosion dès la fin de l'assemblage. La procédure de serrage a une grande importance si l'on veut être certain de la longévité des couples de serrage. Celle-ci comporte en général une première opération, dite d'accostage, puis un serrage définitif ; l'ordre de serrage des différents boulons est parfaitement déterminé. L'intérêt des boulons H.R. réside dans la rapidité de montage et dans la possibilité de démontage. De plus, en cas de soudure, un préassemblage par boulon permet de positionner les pièces. Des ouvrages importants utilisent cette technique : citons le pont Masséna sur le boulevard périphérique de Paris qui a nécessité l'emploi de plus de 10 000 boulons, les hangars d'aviation d'Orly et de nombreuses charpentes industrielles (dans les zones d'encastrement).

Assemblage par boulons haute résistance

Assemblage par boulons H.R. (haute résistance). La charpente métallique est constituée de profilés élémentaires qui sont assemblés par des boulons ou des rivets. Ce système permet de solidariser les éléments et de transmettre les efforts d'une pièce à l'autre. Dans certains cas... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La soudure

Mode d'assemblage fort connu, la soudure consiste à apporter un métal à haute température qui, par refroidissement et transformation métallurgique des bords assemblés, assure la continuité mécanique des pièces. Le procédé oxyacétylique a été remplacé par la soudure à l'arc avec électrode enrobée (soudage manuel) et par la soudure semi-automatique avec atmosphère protectrice de gaz (M.I.G. – metal inert gas – et M.A.G. – metal active gas). De plus, quand la soudure est faite à plat, il est possible d'utiliser un flux protecteur en poudre, protégeant l'électrode. Ce dernier procédé peut être considéré comme automatique. La résistance de la soudure aux efforts dépend de l'acier, de la qualité d'exécution et des préparations prévues. La qualité est également liée aux risques admis pour des structures très élaborées – plates-formes marines, températures nucléaires –, alors un agrément préalable des soudeurs est nécessaire. La qualification de l'ouvrier est périodiquement testée et de p [...]

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