Constructions métalliques - Assemblages par procédés mécaniques

Ce second article concerne les assemblages par procédés mécaniques. Ce sont ceux qui utilisent des fixations constituées de pièces métalliques cylindriques disposées dans des trous pratiqués dans les pièces à assembler. Il s'agit donc des différentes catégories de boulons, vis, rivets, clous, etc.

Les articles de Constructions Métalliques concernant les moyens d’assemblage ont été subdivisés en 2 autres parties :

• [C 2 520] « Moyens d’assemblage » ;

• [C 2 522] « Assemblages par soudage ».

Ces assembleurs assurent la transmission des efforts soit par :

• mise en butée et pression de contact entre les pièces assemblées ;

• mobilisation du frottement entre les pièces assemblées ;

• mise en cisaillement des fixations ;

• mise en traction des assembleurs ;

• combinaison de ces sollicitations.

Un nouveau corpus de normes adopté récemment au plan européen, les normes EN 14399, autorise maintenant l’utilisation de nouveaux types de boulons à haute résistance aptes à la précontrainte. S’il est bien sûr toujours possible d’utiliser les boulons HR traditionnels et les boulons HV déjà spécifiés dans l’EN 1993, il peut être intéressant d’avoir recours à des boulons :

• HRC dits « boulons à haute résistance à précontrainte calibrée » ;

• HV ajustés ;

• munis de rondelles indicatrices de précontrainte.

Tout cet ensemble qui offre une plus grande variété de choix aux constructeurs métalliques, est explicité en détail ici, leurs caractéristiques mécaniques sont comparées et les critères de choix de ces différents types de boulons sont précisés.

L’article présente d’abord les boulons ordinaires et les boulons HR traditionnels, leur comportement mécanique et les règles de calcul associées au sens de la Partie 1-8 de l’Eurocode 3. Les autres boulons à haute résistance aptes à la précontrainte sont explicités ensuite, ainsi que l’ensemble des moyens d’assemblage mécaniques référencés actuellement dans les normes EN. Il s’agit des :

• boulons HV ;

• boulons HRC ;

• boulons ajustés ;

• rondelles indicatrices de précontrainte ;

• boulons injectés ;

• produits utilisables pour les éléments minces, vis autoperceuses ou vis autotaraudeuses par exemple.

Bien que très peu utilisé de nos jours, le rivetage à chaud doit être exposé puisque, en raison de son faible coût, certaines entreprises y ont encore recours en atelier ou parce qu’il est quelquefois imposé pour la réhabilitation d’ouvrages anciens. Il fait l’objet de la 3^e partie.

La 4^e partie présente des procédés non référencés dans les normes européennes. Il s’agit des boulons sertis précontraints et des boulons filetés sur toute la longueur, utilisables pour l’assemblage de profils ouverts. Il s’agit également de plusieurs systèmes permettant de réaliser des assemblages aveugles comme les :

• rivets BOM ;

• boulons HSBB ;

• boulons Ultratwist ;

• écrous à sertir ;

• systèmes Box-bolt, Hollo-bolt et Lindapter.

Il s’agit enfin de techniques spécifiques pour assembler des éléments minces comme le « clinchage ».

La 5^e partie concerne quelques systèmes en cours de mise au point comme :

• le procédé Quicon qui évite tout serrage de boulon sur chantier ;

• le procédé Flowdrill qui permet de réaliser un filetage dans un tube de faible épaisseur ;

• le joint Rosette utilisable pour assembler en usine des charpentes industrielles constituées de profils minces adaptés.

Les deux dernières parties présentent des procédés mécaniques très différents des précédents. Il s’agit des attaches par axe d’articulation, d’une part, et de la fixation par clouage de cornières destinées à assurer le rôle de connecteur en construction mixte acier-béton, d’autre part.

Enfin, et bien que cela ne soit pas traité dans le présent article, il est important de rappeler que, dans tous les cas, la vérification de la résistance d'assemblages réalisés par un procédé mécanique exige également de s’assurer de celle des pièces assemblées dans les zones d’assemblages.