Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La réhabilitation est un exercice spécifique où architectes, ingénieurs et entrepreneurs donnent le meilleur d’eux-mêmes en résolvant des problématiques complexes, souvent absentes dans les constructions neuves. De par sa précision, sa résistance et sa flexibilité, l’acier leur apporte une réelle valeur ajoutée. Usines transformées en musées, logements aménagés en hôtels, gazomètres réinventés en logements…, les performances de l’acier autorisent une grande variété de réhabilitations de très grande qualité.
Cet article en deux parties fait un état de l’art sur la réhabilitation avec l’acier, il donne des solutions techniques pour consolider et renforcer (celui-ci) et pour agrandir, surélever ou requalifier (C2352) les constructions de tous les types et de toutes les époques.
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Retrofitting is a specific construction exercise where designers and contractors are giving the best of themselves in solving complex problems, not present in new buildings. Because of its accuracy, strength and flexibility, steel gives them a real added value. Plants transformed into museums, housing turned into hotels, reinvented gasometres in apartments, steel performances allow a variety of high quality refurbishments to be carried out. This two-part article is a state of the art review on rehabilitation with steel providing technical solutions to consolidate and strengthen (Part 1), enlarge, raise or re-qualify (Part 2) structures of all types and all ages.
Auteur(s)
-
Pierre ENGEL : Ingénieur, Master of Sciences, Doctor in Philosophy - Professeur des Écoles Nationales Supérieures d’Architecture
INTRODUCTION
La réhabilitation représente une part significative de l’activité de la construction. Elle consiste à mettre en œuvre des modifications profondes à l’intérieur, en dessous, au-dessus ou contre un bâti existant .
Remodelage de façades ou restructurations profondes de planchers ou de structures, l’acier est très souvent omniprésent dans toutes ces opérations.
Les tendances de la transformation et les changements d’usage des bâtiments se sont accélérés ces dernières années ; il n’est désormais plus rare qu’une construction soit réhabilitée deux fois dans un laps de temps d’une quinzaine d’années pour répondre à de nouveaux besoins. Avec le vieillissement du parc immobilier des années 1950-1980, les activités de construction sont de plus en plus concernées par la transformation des bâtiments.
L’acier s’adresse à une large gamme de travaux. Il joue un rôle prépondérant dans la sécurité mais aussi dans la réparation, le renforcement et la mise en œuvre de solutions sèches… Ce matériau est également particulièrement efficace pour exécuter les étapes transitoires.
De nombreuses techniques faisant appel à l’acier existent pour renforcer des ouvrages construits en pierre, en fonte, en fer, en bois, en maçonnerie ou en béton. La construction métallique offre avantageusement la préfabrication, la précision, la rapidité, la facilité de montage et une capacité portante immédiate avec d’excellents ratios poids/résistance et résistance/encombrement.
Pour qu’elles soient durables, les réhabilitations futures des constructions devraient faire partie des problématiques conceptuelles et privilégier des modes structuraux adaptables. Une grande partie des bâtiments récents n’est pas conçue pour s’accommoder des évolutions prévisibles comme la ventilation, l’isolation, les réseaux ou simplement pour rendre possible la modification à volonté des cloisonnements…
Les bâtiments à réhabiliter sont de nature courantes ou historiques ; l’acier est un excellent matériau pour la plupart de ces travaux car il peut être discret et parce qu’il minimise l’impact des réparations.
Tout en donnant une méthodologie générale pour le renforcement ou la consolidation de bâtiments existants, le présent article s’appuie sur de nombreux exemples qui viennent illustrer certaines des solutions utilisables.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
réhabilitation Bâtiment, et autres ouvrages acier renforcement consolidation usinage modélisation 3D
KEYWORDS
rehabilitation | Buildings and other built environment | steel | strengthening | consolidation | machining | modelling 3D
DOI (Digital Object Identifier)
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Consolider temporairement ou définitivement3. S’accrocher sur des bâtis existants
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Tour d'horizon des solutions techniques
L’intensité des charges transmises dans les liaisons entre constructions anciennes et constructions neuves requiert souvent des performances élevées et des solutions techniques fiables.
Très utilisées autrefois, les pattes de scellement ou les boulons à queue de carpe constituent des solutions d’attachement possibles dans le cas de liaisons travaillant uniquement au cisaillement. L’usage de ces dispositifs est délicat pour les pièces sollicitées à l’arrachement lorsqu’elles participent au dispositif de stabilité d’une construction. Il faut alors adapter les systèmes classiques tels que les ancrages à crosses ou à têtes marteau.
L’utilisation de chevilles mécaniques et chimiques est devenue très courante. La figure 6 montre les trois types génériques de chevilles pour charges lourdes et leur niveau indicatif de performances. Les principaux fabricants de ces chevilles sont Fisher, Hilti, Sika et Spit. Les charges admissibles sont établies par essais et un guide de mise en œuvre donne la méthodologie à suivre.
Les boulons à expansion ou les goujons d’ancrage (figure 6) permettent d’accrocher des charges moyennes et lourdes dans les matériaux pleins. Les boulons sont composés d’une vis ou d’un boulon et d’une cheville métallique.
Les goujons d’ancrage se composent d’une tige filetée à embout conique munie d’une bague. Ils ne nécessitent pas de cheville. Le protocole de mise en place se déroule en 3 phases.
Les scellements ou les chevilles chimiques permettent de fixer directement une tige filetée dans le béton ou dans les matériaux pleins. Les charges admissibles sont très importantes et le scellement est pratiquement indestructible. Le mortier chimique peut même être utilisé pour ancrer des fers à béton dans une structure existante (figure 7).
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Chevilles chimiques ou chevilles à expansion
Il est important d’opter pour la bonne solution en fonction de l’effort. Dans le béton, les chevilles métalliques résistent à une charge d’arrachement pouvant atteindre jusqu’à 34 kN (il faut bien sûr que le béton soit capable, lui aussi, d’équilibrer cet effort localisé). Les chevilles chimiques résistent à des charges pouvant atteindre...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Ouvrage collectif - Créer dans le créé : L’Architecture contemporaine dans les bâtiments anciens. - Electa / Le Moniteur, Milan-Paris (1986).
-
(2) - ENGEL (P.) - Guide de la réhabilitation avec l’acier : À l’usage des architectes et des ingénieurs. - Construir’Acier, ISBN 978-2-7258-0017-2, Paris (2012).
-
(3) - ENGEL (P.) - Guide de la réhabilitation des enveloppes et des planchers. - Éditions Eyrolles, ISBN 978-2-212-14001-9, Paris (2014).
-
(4) - ENGEL (P.) - Manuel de mise en œuvre des planchers collaborants. - PAB, Paris (1990).
-
(5) - ENGEL (P.), BITAR (D.) - Planchers Mixtes : Guide de conception et de calcul des planchers mixtes. - BCS / CTICM (livre de 250 pages), Paris (2009).
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Site d'Arcelor-Mittal
-
Constructalia, portail de l'acier pour la construction développé par Arcelor
-
ConstruirAcier, site promotionnel de l'acier
Eurocode 1 ENV 1992-1-1 - Mars 2003 - Actions sur les structures – Partie 1-1 : Actions générales – Poids volumiques, poids propres et charges d’exploitation pour les bâtiments.
Eurocode 3 ENV 1993-1-1 - Octobre 2005 - Calcul des structures en acier – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments.
Eurocode 3 ENV 1993-1-3 - Décembre 1999 - Calcul des structures en acier. Partie 1-3 : Règles générales – Règles supplémentaires pour les profilés et plaques à parois minces formés à froid.
Eurocode 4 ENV 1994-1-1 - Septembre 1994 - Construction mixte acier/béton – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments.
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