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Conception et calcul des structures en verre

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par Mathieu Studer
Université Libre de Bruxelles - Licencié en Ingénieur civil architecte 2008
  

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6.2 Assemblage collé

Contrairement à l'acier, il est impossible de faire des soudures avec du verre. Une solution alternative est possible avec le collage. Aujourd'hui, le comportement à court terme des colles est assez bien maîtrisé, contrairement au long terme. Les assemblages collés permettent de transférer l'ensemble des efforts de manière beaucoup plus continue et sur une surface plus grande. Il y a donc moins de risques de concentration de contrainte dans les éléments vitrés. Cependant, les colles sont fabriquées avec des produits toxiques et l'utilisation de ce liant lors de la fabrication sur chantier implique des mesures de sécurité encore plus strictes que pour les autres types d'assemblage.

Il existe deux inconvénients majeurs lors de l'utilisation de colle. Le premier est l'absence de normalisation dans le domaine, les concepteurs doivent effectuer les essais eux-mêmes. Ce qui engendre des coûts d'études supplémentaires, ceci est d'autant plus vrai que les essais doivent tenir compte de l'effet à long terme et durent donc plus longtemps.

Deuxièmement, une structure collée ne peut pas être remplacée. Si un élément possède des bris ou est cassé, il est impossible de le changer sans risquer une ruine complète.

Actuellement, la conception des éléments adhésifs est assez complexe, la modélisation de leur comportement implique l'utilisation de modèles de calcul relativement lourds qui doivent toujours être validés par des essais en laboratoire.

L'environnement dans lequel se situe la zone d'assemblage possède également un effet sur le comportement de ce dernier. La température est un facteur important. Lorsque la température diminue, les éléments en verre se rétractent et les joints se rigidifient. Par contre, sous la chaleur, les adhésifs peuvent se décoller si le coefficient de dilatation thermique est trop différent de celui des matériaux en place. La présence d'humidité est aussi néfaste car l'eau par capillarité peut s'immiscer entre le verre et l'adhésif et rendre ce dernier totalement inutilisable.

Les assemblages à base de colle permettent un gain de poids pour la structure. Ils sont aussi intéressant quand il s'agit d'assembler des éléments relativement minces entre eux. L'utilisation de colle permet une épuration visuelle, les assemblages n'existants plus seul la transparence reste.

Le mode d'assemblage par << tenon et mortaise » est appliqué pour des assemblages de poutres et de colonnes. Cependant cette technique est seulement réalisable avec du verre feuilleté. Généralement, les deux feuilles extérieures de la poutre sont interrompues, tandis que les deux feuilles de verre extérieures de la colonne sont quant à elles prolongées. Il est donc possible d'effectuer un emboîtement entre les deux éléments structurels. L'espace entre les deux éléments est rempli de résine dont la polymérisation est activée par des lampes à UV.

Voici une idée des résistances données dans la fiche technique du << NOVABOND 2 » de la firme Novatio [79], ceci est une valeur indicative d'un produit particulier:

Résistance à la traction : 210 N/cm2 Résistance au cisaillement : 73 N/cm

L'ensemble des efforts doit donc être décomposé selon deux axes. Le premier dans le sens du joint de colle (résistance à la traction) et le second dans le sens perpendiculaire au joint de colle (résistance au cisaillement).

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