à‰tude d'un bà¢timent en charpente métallique à usage d'habitation(r+1?°).

REPUBLIQUE DU SENEGAL Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR ECOLE NORMALE SUPERIEURE D'ENSEIGNEMENT TECHNIQUE ET PROFESSIONNEL (ENSETP) BP 5004 Dakar-Fann-Sénégal Tél : [phone] DEPARTEMENT : SCIENCES ET TECHNIQUES INDUSTRIELLES (S.T.I) SPECIALITE : STRUCTURE METALLIQUE Mémoire pour l'obtention du Certificat d'Aptitude à l'Enseignement Secondaire Technique et Professionnel (CAESTP) Thème:
	Etude d'un bâtiment en charpente métallique à usage d'habitation (R+1)
Présenté par: Sous la direction de :
Youssou SAWARE M. Benjamin GOMIS M. Sylvain AGBANGLANON Devant le jury composé de:
M. Youssoupha BA Président M. Mandir DIAKHATE Examinateur M. Boubacar DIALLO Examinateur Année Académique 2015-2016 (c) Tous droits réservés, Youssou SAWARE, 2016



LOUANGE A ALLAH

REMERCIEMENTS

Louange à ALLAH de nous avoir gardé en bonne santé afin de mener à bien ce projet de fin d'étude.

Avant tout je remercie mes parents qui m'ont guidé toute ma vie. Sans leurs soutiens moraux et leurs prières, je serais incapable d'accomplir cette mission.

Je rends cordialement hommage à tous les membres de ma famille plus particulièrement mes frères et soeurs.

Je remercie également du fond de mon coeur mes encadreurs Monsieur GOMIS et Monsieur AGBANGLANON pour tous les conseils, supports et l'aide qu'ils m'ont apporté afin que je puisse mener à bien ce travail.

Je remercie également Adji NIOME, Ameth DIALLO et Amadou DIOP NDIAYE pour leurs aides et leurs soutiens.

Je remercie tout le personnel de l'Agence Nationale de l'Aviation Civile et de la Météorologie du Sénégal (ANACIM) pour l'ensemble des données mises à ma disposition.

Je remercie aussi tous les enseignants du département des Sciences et Techniques Industrielles (STI) de l'ENSETP.

Enfin je remercie tous mes amis et collègues qui m'ont soutenu pour la réalisation de ce travail.

DEDICACE

Ce travail est spécialement dédié à :

Mes très chers parents qui m'ont guidé tout au long de mon cursus. Que dieu les protège.

A mes soeurs Mami, Absa, Khady et Fagueye.

A mes frères Mamadou, Libass, Gora, et Seydina.

A mes cousins et cousines.

A mes amis en particulier: Amadou Diop NDIAYE, Ameth DIALLO, Pape Souka DIOUF, Issa DIOP, Sophie DIOP Abdoulaye NDIAYE, Cheikh SAWARE, Thierno Abou SAWARE Alassane GNING.

A toute la promotion 2012/2016 de l'ENSETP.

ETUDE D'UN BATIMENT EN CHARPENTE METALLIQUE A
USAGE D'HABITATION(R+1)

Youssou SAWARE

RESUME

Notre projet de fin d'études porte sur l'étude

d'un bâtiment en charpente métallique à usage d'habitation à un niveau.

Le projet est élaboré en plusieurs étapes

D'abord nous avons fait une descente des charges pour pouvoir vérifier la stabilité et la résistance aux états limites ultimes et de mises en service des éléments.

Ensuite nous avons procédé au dimensionnement des éléments porteurs puis la vérification.

Enfin nous avons fait l'étude des assemblages puis le contrôle des soudures et la protection de la structure.

l'ensemble des calculs ont été effectués sur la base des normes européennes en l'occurrence les Eurocodes.

Ce projet m'a permis davantage de me familiariser avec les Eurocodes et d'acquérir plus de connaissance sur l'étude des structures simples.

Mots clés:

Bâtiment

Dimensionnement

Charpente Métallique Contrôle

Study of metallic framework building with use habitation (R+1)

Youssou SAWARE

ABSTRACT

Our project graduation focuses on the study of metallic framework building with use habitation at a level.

The project is designed in several steps.

First we did a load descending to check for stability and strength to the ultimate limit state and elements of activations. Then we proceeded to the design of carrying elements and verification. At last we made the study of the assemblies and the inspection of the welds and protection of the structure. All calculations were performed on the basis of European standards in this case the Eurocodes.

This project allowed me to familiarize myself more with the Eurocodes and gain more knowledge on the study of single structures.

Key words: Building Design

Framework Metallic

Inspection

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Youssou SAWARE i

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE 1

A-PARTIE TECHNIQUE

CHAPITRE I : GENERALITES 5

I-1 Présentation du projet 5

I-1-1 Données géométriques du projet 5

I-1-2 Localisation et données concernant le site 5

I-2 Conception architecturale du projet 6

I-3 Les caractéristiques du matériau utilisé 6

CHAPITRE II : HYPOTHESES DES CHARGES ET ACTIONS 8

Introduction 8

II-1Charges permanentes 8

II-2 Surcharges d'exploitations 10

II-3 Charge climatique due aux vents 10

II-3-1 L'influence du vent 10

II-3-2 La pression du vent 11

II-4 Effet de la variation de la température 17

Conclusion 17

CHAPITRE III : DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS

PORTEURS 19

III-1 Règlements utilisés 19

III-2 Les solives 20

III-2-1 Calcul des actions 21

III-2-2 Pré-dimensionnement 21

III-2-3 Calcul des sollicitations internes 23

III-2-4 Vérification selon EC3 [8] 23

III-3 Les poutres 24

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III-3-1 Calcul des actions 25

III-3-2 Pré-dimensionnement 25

III-3-3 Calcul des sollicitations internes 26

III-3-4 Vérification selon EC3 27

III-4 Les poteaux 28

III-4-1 Calcul des actions 28

III-4-2 Pré dimensionnement 29

III-5 Les lisses pour bardages 31

III-5-1 Calcul des actions 31

III-5-2 Pré- dimensionnement 31

III-6 Les escaliers 33

CHAPITRE IV : ETUDES DES ASSEMBLAGES 37

Introduction 37

IV-1 Les types d'assemblages utilisés 37

IV-1-1 Le soudage 37

IV-1-2 Le boulonnage 37

IV-2 Assemblage poteaux-poutres 38

IV-2-1 Calcul des soudures (gorge) 38

IV-2-2 Le nombre de boulons 40

IV-3 Assemblage poutres solives 41

IV-3-1 Vérification au cisaillement 42

IV-3-2: Vérification à la pression diamétrale 42

IV-4 Assemblage pieds de poteau 42

IV-4-1 Dimensionnement de la platine 43

IV-4-2 Dimensionnement des tiges d'ancrage 44

Conclusion 45

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CHAPITRE V : CONTROLE DES SOUDURES ET

PROTECTION DE LA STRUCTURE 47

V-1 Contrôle des soudures 47

Introduction 47

V-1-1 Avant soudage 47

V-1-2 Pendant soudage 47

V-1-3 Après soudage 48

Conclusion 48

V-2: Protection de la structure 49

B-PARTIE PEDAGOGIQUE

EXPLOITATION PEDAGOGIQUE 50

CONCLUSION GENERALE 98

REFERENCES BIBLIOGRAHIQUES 99

ANNEXE A : 101

ANNEXE B : 103

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Youssou SAWARE iv

Liste des Tableaux

Tableau II- 1:Caractéristiques du bac d'acier Cofraplus 60 8

Tableau II- 2:Charge permanente pour la poutre de plancher 9

Tableau II- 3:Charge permanente pour la poutre sous toiture 9

Tableau II- 4:Charge permanente pour le palier de l'escalier 9

Tableau II- 5:Charge permanente pour la volée de l'escalier 10

Tableau II- 6:Charge permanente pour la volée de l'escalier 10

Tableau III- 1:Caractéristiques du profilé IPE 160 22

Tableau III- 2:Caractéristiques du profilé IPE 300 25

Tableau III- 3:Caractéristiques du profilé HEA 120 29

Tableau III- 4:Caractéristiques du profilé UPN 100 32

Tableau IV- 1:Valeurs nominales de la limite d'élasticité et de la

résistance ultime à la traction des boulons ordinaires 38

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Liste des Figures

Figure I- 1:Vue en 3d du projet 6

Figure II- 1:Dimensions de la dalle collaborante 8

Figure II- 2:Directions du vent 12

Figure II- 3:Légende applicable aux parois verticales 13

Figure II- 4:Légende pour les toitures plates 14

Figure II- 5: Légende applicable aux parois verticales 15

Figure II- 6: Légende pour les toitures plates 16

Figure III- 1:Représentation des efforts appliqués sur une solive 21

Figure III- 2:Représentation des efforts appliqués sur une poutre 24

Figure III- 3:Disposition des marches 34

Figure IV- 1:Assemblage poteau-poutre 38

Figure IV- 2:Assemblage poutre-solive 41

Figure IV- 3:Assemblage pied de poteau 43

Figure IV- 4:Dimensions et dispositions des tiges d'ancrage 44

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LISTE DES SYMBOLES ET UNITES DE MESURES

Symboles	Grandeurs à mesurer	Unités
A	Section brute d'une pièce	cm^2
Anet	Section nette d'une pièce	cm^2
Av	Aire de cisaillement	cm^2
Cr	Coefficient de rugosité	Sans unité
E	Module d'élasticité longitudinale de l'acier	daN/mm^2
G	Module d'élasticité transversale de l'acier	daN/mm^2
F	Force en générale	daN
G	Charge permanente	daN/m^2
Q	Charge d'exploitation	daN/m^2
j	Moment d'inertie	mm^4
K	Coefficient d'encastrement ou de rigidité Poteaux/ Poutre	Sans unité
K0	Coefficient de flambement	Sans unité
Kt	Facteur de terrain	Sans unité
l	Longueur ou portée d'une poutre	mm
Msd	Moment sollicitant, en général	daN.m
M	Moment fléchissant	daN.m
Mrd	Moment résistant	daN.m
Mpl	Moment plastique	daN.m
Npl, rd	Valeur de calcul de la résistance plastique de la section transversale brute	daN
Nsd	Effort normal sollicitant	daN
Npl	Effort normal plastique	daN
S	Surface	mm^2

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Vsd	Valeur de calcul de l'effort tranchant sollicitant	daN
Vpl, rd	Valeur de calcul de la résistance plastique au cisaillement	daN
Vm	Vitesse moyenne du vent	m/s
Wpl	Module de résistance plastique	cm^3
Wel	Module de résistance élastique	cm^3
d	Diamètre d'une section circulaire	mm
f	Flèche	mm
fy	Limite d'élasticité	N/mm^2
fu	Résistance à la traction	N/mm^2
H	Hauteur d'une pièce	mm
b0	Longueur d'une pièce	mm
lf	Longueur de flambement	mm
i	Rayon de giration	mm
t	Épaisseur d'une pièce	mm
tf	Épaisseur de la semelle (poutre, solive, poteau)	mm
tw	Épaisseur de l'âme (poutre, solive, poteau)	mm
z	Hauteur au-dessus du sol	mm
zéq	Hauteur équivalente	mm
zmin	Hauteur minimale	mm
x	Coefficient de réduction pour le mode de flambement ou déversement approprie	Sans unité
ãM	Coefficient de sécurité	Sans unité
?	Elancement	Sans unité
qp	Pression dynamique de pointe	daN/m^2
Aréf	Aire de référence	m2
Iv	Intensité de turbulence	Sans unité
Fw	Force résultante par le vent	daN
p	Masse volumique	Kg/m^3
Cpe	Coefficient de pression extérieure	Sans unité
Cpi	Coefficient de pression intérieure	Sans unité

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cscd	Coefficient structural	Sans unité
ßw	Facteur de corrélation	Sans unité
a	Gorge de la soudure	mm
ãMw	Coefficient partiel de sécurité	Sans unité
ãMb	Coefficient partiel de sécurité Des boulons	Sans unité
As	Aire de la section résistance en Traction des boulons	Sans unité
cf	coefficient de force applicable à la construction	Sans unité

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INTRODUCTION GENERALE

De nos jours, l'acier a tendance à prendre les devants dans le monde de la construction des grands chantiers (Buildings, Tour, Gratte-ciel etc.) grâce à ses propriétés qui lui confère beaucoup d'avantages à savoir la rigidité la souplesse la malléabilité....Mais le plus souvent l'acier n'a pas été recommandé^[1]pour la construction, parce que les concepteurs :

-N'ont pas considéré l'acier comme solution possible en raison de leur à priori sur la complexité ou la non familiarité avec les coûts de construction,

-Ont préparé une solution en acier, mais l'ont rejetée aux premières étapes de dimensionnement en raison d'une mauvaise approche de conception la rendant non économique.

En effet, l'utilisation de l'acier dans les maisons individuelles est très rare au Sénégal.

« Cependant, compte tenu des différents avantages qu'a l'acier, n'est-il pas temps de faire face à la construction des bâtiments en charpente métallique dans notre pays?»

Nous allons à partir de ce mémoire qui consiste à étudier un bâtiment en charpente métallique à usage d'habitation(R+1) faire l'étude de ce projet en appliquant les différentes connaissances acquises au cours de notre cursus mais aussi de présenter un travail satisfaisant en vue d'obtenir notre diplôme de CAESTP (certificat d'aptitude à l'enseignement secondaire technique et professionnel) et enfin compléter les informations acquises dans les cours de la charpente métallique.

Chaque étude de projet à un but. L'objectif de notre recherche est d'inciter les personnes à la construction des bâtiments en charpente métallique avec ces avantages comme [1] :

-La rapidité d'exécution

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-La souplesse du bâtiment

-La facilite d'extension des constructions

-L'aptitude à la rénovation au recyclage et à la réutilisation des éléments.

-Réduction des coûts de gestion du chantier et de stockage -Etc.

Par conséquent, ce présent mémoire est subdivisé en deux grandes parties : Une partie technique composée de cinq chapitres dont: Le premier est consacré aux généralités;

Le deuxième présente les hypothèses des charges et actions;

Le troisième consiste à dimensionner les éléments porteurs; Le quatrième consiste à étudier les assemblages;

Le cinquième traite le contrôle des soudures et la protection de la structure;

et une partie exploitation pedagogique où on y traitera deux leçons à savoir le soudage à l'arc électrique avec électrode enrobée et le contrôle des soudures par radiographie.

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PARTIE

TECHNIQUE

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Youssou SAWARE

CHAPITRE I

GEnERAlITES

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CHAPITRE I : GENERALITES I-1 Présentation du projet

Le projet étudié concerne la conception d'un bâtiment en charpente métallique à usage d'habitation. Le bâtiment sera constitué d'un rez-de-chaussée surmonté d'un étage.

Le projet sera dimensionné selon l'Eurocode 3 et la nuance d'acier utilisée sera de type S 235.

Le bardage de façade est formé par des lisses de type UPN, elles-mêmes fixées aux poteaux de type HEA.

Le plancher utilisé est de type collaborant constitué par des bacs en aciers sur lesquels repose la dalle. Pour assurer la stabilité du plancher on va utiliser des solives de type IPE.

I-1-1 Données géométriques du projet

Suivant la vue en plan, nous avons:

Ø Longueur totale 15 m

Ø Largeur totale 10 m

Ø Hauteur du rez-de-chaussée ..3 m

Ø Hauteur étage .3 m

Ø Hauteur totale .6 m

I-1-2 Localisation et données concernant le site

L'étude du projet sera faite à Dakar plus précisément à Mermoz Sacre coeur dont:

· La vitesse du vent est de 7.5m/_s

· L'altitude est de 40m

N.B : Le bâtiment sera dimensionné selon les conditions climatiques de la région de Dakar.

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I-2 Conception architecturale du projet

Notre bâtiment est de forme rectangulaire. Il est composé d'un RDC et un étage destiné à l'habitation.



Figure I- 1:Vue en 3d du projet

I-3 Les caractéristiques du matériau utilisé

L'acier utilisé pour l'étude est le S235 de classe 1 avec les

caractéristiques suivantes :

V' Résistance à la traction : R= 360 MPa

V' Limite élastique : Re=235 MPa

V' Le module de YOUNG: E=210000MPa

V' Le module de COULOMB : G= 83000 MPa

V' Le coefficient de POISSON: ?= 0,3

V' Masse volumique : 7850Kg/m³

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CHAPITRE II

HYPOTHESES DES

CHARGES ET

ACTIONS

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CHAPITRE II : HYPOTHESES DES CHARGES ET ACTIONS

Introduction

Dans ce chapitre, nous allons essayer de définir clairement les différentes charges et actions agissantes sur notre structure en nous

basant sur l'Eurocode ^[2] fixant la valeur des charges pour chaque cas.

II-1Charges permanentes

Noté G, elles désignent le poids propre de tous les éléments permanents constituants la structure, les précontraintes, les tassements...

Caractéristiques du plancher collaborant COFRAPLUS 60 utilisé Cofraplus 60 est un profil nervuré cranté latéralement destiné à la construction de dalles en béton. Il évite le décoffrage, allège le plancher et économise une nappe d'armature.



Figure II- 1:Dimensions de la dalle collaborante (c) Arcelor Mittal, 2008^[3]

Hauteur des nervures (mm)	Nombre de nervures par bac	Espacement des nervures (mm)	Largeur outil du bac mm	Epaisseur de tôle (mm)	Poids (daN/m^2)
55	5	207	1035	1	11 ,37

Tableau II- 1:Caractéristiques du bac d'acier Cofraplus 60

Ø Détermination des différentes charges permanentes *Pour la poutre de plancher

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Type	Charges permanentes (daN/m^2)
Cofraplus 60épaisseur (1mm)	11,37
Poids de la dalle épaisseur (12 cm)	0,12x2500=300
Revêtement de carrelages (2 cm)	0,02x20x100=40
Mortier de pose (2 cm)	0,02x20x100=40
Cloison de répartition épaisseur (10 cm)	90
Faux plafond	10
Isolation thermique (4 cm)	0,04x400=16
TOTAUX	507,37

Tableau II- 2:Charge permanente pour la poutre de plancher *Pour la poutre sous toiture

Type	Charges permanentes (daN/m^2)
Cofraplus 60 épaisseur (1 mm)	11,37
Poids de la dalle épaisseur (12 cm)	0,12x2500=300
Isolation thermique (4cm)	0,04x400=16
Etanchéité (5 cm)	0,05x600=12
Protection étanchéité par gravier roulée (5cm)	0,05x1700=85
Faux plafond	10
Béton de pente (10cm)	0,1x2200=220
TOTAUX	654,37

Tableau II- 3:Charge permanente pour la poutre sous toiture

*Pour l'escalier

Type	Charges permanentes daN/m^2
Cofraplus 60 ép. (1mm)	11,37
Poids de la dalle ép. (6 cm)	0.06x2500=150
Mortier de pose (2cm)	0.02x20x100=40
Revêtement en carrelage (2cm)	0,02x20x100=40
TOTAUX	241,37

Tableau II- 4:Charge permanente pour le palier de l'escalier

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*Pour la volée

Type	Charges permanentes (daN/m^2)
Tôle striée ép. (5mm)	11,37
Mortier de pose (2cm)	0.02x20x100=40
Revêtement en carrelage (2cm)	0,02x20x100=40
TOTAUX	91,37

Tableau II- 5:Charge permanente pour la volée de l'escalier

II-2 Surcharges d'exploitations

Généralement notées Q, elles désignent l'ensemble des charges qui résultent de l'usage des locaux. Ces charges correspondent au mobilier, au matériel aux matières en dépôt aux personnes pour un mode normal d'occupation. Les valeurs des charges d'exploitations comprennent également les équipements légers tels que canalisations de distribution des fluides ménagers, appareils sanitaires appareils de chauffages individuels.

Voici les valeurs des charges d'exploitations à prendre à compte pour notre structure.

Natures	Valeurs (daN/m^2)
Logement y compris combles aménageables	150
Balcons	350
Escaliers	250
Planchers terrasse sous toiture (inaccessible)	100
Planchers courants (accessible)	250

Tableau II- 6:Charge permanente pour la volée de l'escalier

II-3 Charge climatique due aux vents

II-3-1 L'influence du vent

L'effet du vent a une grande influence sur la stabilité d'un ouvrage. Pour cela, une étude rigoureuse doit être élaborée afin de déterminer ces différentes actions dans toutes les directions.

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Les actions du vent appliquées aux parois dépendent de :

*Sa direction,

*Son intensité,

*La région,

*La forme géométrique et les ouvertures de la structure,

II-3-2 La pression du vent

Pour calculer la pression due au vent, nous allons prendre en compte certains paramètres comme:

-La catégorie du terrain: selon l'Eurocode notre terrain est classé en

catégorie II. EN 1991-1-4 § 4.3.2 Tableau 4.1 [4]

y' La vitesse moyenne du vent 7,5 m/s (selon l'Agence Nationale de l'Aviation Civile et de Météorologie du Sénégal (ANACIM) voir détail dans l'annexe

y' hauteur au-dessus du sol Z

y' La hauteur minimale Z min égale 2m EN 1991-1-4 Tableau 4.1 y' La hauteur maximale Z max selon l'EUROCODE égale 200m y' Masse volumique de l'air ñ_ai_r =1,25 kg/m³

y' Intensité de turbulence I_v(z)

y' Le coefficient de turbulence KI : la valeur recommandée est 1,0

y' Le coefficient orographique co(z) égal 1,0 (s it e pl at)

y' La longueur de rugosité z0 égale 0,05 EN 1991-1-4 § 4.3.2 Tableau

4.1



) = [1 + 7 D X ) 2

> Calcul de ression dy e p o du

vent



L

pour z min = z = z max EN 1991-1-4

§4.4 éq 4.7 [4]

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(2.1)

) =

(

1 +

2

5 =

1

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Ø Les directions du vent

Nous avons deux directions du vent:

-V1 perpendiculaire à la façade AB

-V2 perpendiculaire à la façade BC



Figure II- 2:Directions du vent

Ø Détermination des coefficients de pressions extérieures(Cpe) selon le vent V1 pour les parois verticales et pour la toiture:

*Pour les parois verticales

e= min [b, 2h] b : cote perpendiculaire au vent

h : hauteur totale du bâtiment

b= 10m e = 10m

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Figure II- 3:Légende applicable
aux parois verticales [4]

d= 15m

h= 6m

e < d on a la configuration suivante:

D'où on a

A : Cpe= -1,2

B : Cpe= -0,8

C : Cpe= -0,5 EN 1991-1-4 tableau 7.1

D : Cpe= 0,8

E : Cpe= 0,5

*Pour la toiture

Les toitures-terrasses sont définies comme ayant une pente (á) telle

que -5° < á < 5°

Il convient de diviser la toiture en zone telles que représentées à la figure ci-dessous.

e= mini [b ; 2h]= 10 m

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Figure : II- 4:Légende pour les toitures plates

D'où on a les coefficients extérieurs suivants selon EN 1991-1-4 tableau 7.2

F : Cpe= -1,8

G : Cpe= - 1,2

H : Cpe= - 0,7

I : Cpe= 0,2

Ø Coefficients de pression intérieure (Cpi) selon le vent V1

Selon l'Eurocode, dans le cas d'une construction fermée Cpi= -0.3 ou +0,2

Ø Détermination des coefficients de pressions extérieures(Cpe) selon le vent V2 pour les parois verticales et pour la toiture

*Pour les parois verticales

e= mini [b ; 2h] b : cote perpendiculaire au

vent

b=15m h : hauteur du bâtiment

d=10m e =12m
h=6m

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e>d on a la configuration suivante

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Figure II- 5: Légende applicable
aux parois verticales

D'où on a

A : Cpe= -1,2

B : Cpe= -0,8

C : Cpe= -0,5 EN 1991-1-4 tableau 7.1 [4]

D : Cpe= 0,8

E : Cpe= 0,5

*Pour la toiture

Les toitures-terrasses sont définies comme ayant une pente (á) telle

que -5° < á < 5°

Il convient de diviser la toiture en zone telles que représentées à la figure ci-dessous.

e= mini [b ; 2h]= 12 m

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Figure II- 6: Légende pour les toitures plates [4]

D'où on a les coefficients extérieurs suivants selon EN 1991-1-4 tableau 7.2

F : Cpe= -1,8

G : Cpe= - 1,2

H : Cpe= - 0,7

I : Cpe= 0,2

Ø Coefficients de pression intérieure (Cpi) selon le vent V2

Selon l'Eurocode, dans le cas d'une construction fermée Cpi= -0.3 ou +0,2

Ø Calcul de la force exercée par le vent (Fw)

-Pour le vent V1

La force exercée par le vent sur notre construction est obtenue par:

Fw=CSCd. Cf. qp(Ze).Aref (2.2) EN 1991-1-4 § 5.3 [4]
CSCd=1	EN 1991-1-4 § 6.2
Aref = 1m^2	EN 1991-1-4 § 6.2
Cf= Cf0 Ør. Øë	EN 1991-1-4 Eq 7.9
Ør= 1	EN 1991-1-4 Figure7.24
Youssou SAWARE	16

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Youssou SAWARE 17

Øë = 0.72 EN 1991-1-4 Figure7.36

d/b=0,6 Cf0 =2,35 EN 1991-1-4 Figure 7.23
D'où Cf=2,35x1x0, 72= 1,692

Donc Fw= 1x1, 692x86, 55 x1=146,442 daN

-Pour le vent V2

La force exercée par le vent sur notre construction est obtenue par:

Fw=CSCd. Cf. qp(Ze).Aref EN 1991-1-4 § 5.3 [4]

CSCd=1 EN 1991-1-4 § 6.2

Aref = 1m² EN 1991-1-4 § 6.2

Cf= Cf0. Ør. Øë EN 1991-1-4 Eq 7.9

Ør= 1 EN 1991-1-4 Figure7.24

Øë = 0.48 EN 1991-1-4 Figure7.36

d/b=1,5 Cf0 = 1,825 EN 1991-1-4 Figure7.23
D'où Cf = 1,825x1x0, 48 =0,876

Donc Fw= 1x0, 876x86, 55x1= 75,817 daN

II-4 Effet de la variation de la température

Dans une construction il faut toujours prendre en compte les effets de la variation de la température si la longueur de la structure est supérieure à 50m pour anticiper au phénomène de la dilatation thermique.

Dans notre construction la longueur totale est de 15m largement inférieure à 50m ^[5] raison pour laquelle on n'a pas pris en compte l'effet de la température.

Conclusion

A présent nous venons de déterminer dans ce chapitre les différentes charges qui sont appliquées dans notre structure pour pouvoir attaquer le chapitre suivant qu'est le dimensionnement des éléments porteurs de notre bâtiment.

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CHAPITRE III

DIMENSIONNEMENT DES

ELEMENTS PORTEURS

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CHAPITRE III : DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS PORTEURS

Une structure doit être conçue et réalisée de sorte que, pendant sa durée de vie escomptée qu'elle :

-Résiste à toutes les actions susceptibles d'intervenir pendant son exécution et son utilisation;

-Reste adaptée à l'usage pour lequel elle a été conçue; -Etc. ;

Pour cela il faut faire un bon dimensionnement de tous les éléments porteurs de l'ouvrage.

III-1 Règlements utilisés

Pour pouvoir faire le pré dimensionnement des éléments porteurs de notre structure nous devons suivre certaines règles établies par l'Eurocode à savoir: La classification des sections, les coefficients partiels de sécurité et la valeur limite des déformations (flèches).

Ø La classification des sections

L'Eurocode 3^[6] a instauré une classification des sections transversales, en fonction de divers critères comme:

-Elancements des parois,

-Résistances de calcul,

-Capacité de rotation plastique,

-Risque de voilement local,

-Etc.,

Quatre classes de sections ont été définies allant de 1(la plus performante) à 4 (la plus fragile), soit:

-Classe 1 : Sections transversales pouvant atteindre leur résistance plastique, sans risque de voilement local et possédant une capacité de rotation importante pour former une rotule plastique.

-Classe 2 : Sections transversales pouvant atteindre leur résistance plastique, sans risque de voilement local, mais avec une capacité de rotation limitée.

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-Classe 3 : Sections transversales pouvant atteindre leur résistance élastique en fibre extrême, mais non leur résistance plastique du fait du risque de voilement local.

-Classe 4 : Sections transversales ne pouvant atteindre leur résistance élastique du fait du risque de voilement local.

Ø Les coefficients partiels de sécurité

Les résistances de calculs sont affectées des coefficients partiels de sécurité ãM dont les valeurs sont les suivantes:

-Sections brutes de classe 1,2 ou 3 : 7M0= 1 (ou 1,1 s'il s'agit des aciers non agrées)

-Sections brutes de classe 4 : 7M1= 1,1

-Sections nettes au droit des trous : 7M2= 1,25

Ø La valeur limite des déformations (flèches)

Les valeurs limites des déformations des structures métalliques ne sont pas imposées règlementairement et brutalement, car elles dépendent de divers critères.

Mais l'Eurocode recommande des valeurs limites à respecter qui sont: -Toitures en général : f < L/200

-Planchers en général : f < L/250

-Planchers supportant des poteaux: f < L/400

-Planchers et toitures supportant des cloisons en plâtre ou en autre matériaux fragiles ou rigides : f < L/250

III-2 Les solives

Les solives sont des poutrelles en IPE. Espacées d' 1,25 m, elles permettent de supporter le plancher de bac en acier.



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Figure III- 1:Représentation des efforts appliqués sur une solive

III-2-1 Calcul des actions

ü La charge totale non pondérée appliquée sur la solive en (daN/m) P= (507, 37 + 250) x1, 25= 946,71 daN/m = 9,5 N/mm

P= 9,5 N/mm

III-2-2 Pré-dimensionnement



ü Condition de che

On a f max ble

Or f max = (3.1) f admissible = r les

planchers

D'où on I =

Or E= 210000N/mm²

P= 9,5 N/mm L= 5000mm



D'où I = mm⁴

I = 368,14 cm⁴

D'après notre résultat on choisit un IPE 160 avec les caractéristiques dans le tableau III-1^[7] ci-dessus

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DESIGNATION	Poids	Section	Dimensions			Caractéristiques
	P Kg/ m	A cm^2	h mm	b mm	tf mm	Iy cm^4	Wpl-y cm^3	iy cm
IPE160	15,8	20,1	160	82	7,4	869,3	123,9	6,58

Tableau III- 1:Caractéristiques du profilé IPE 160



V' Vérification de la flèche

f dm

mm

8,47 < 20 d'où la flèche vérifiée. V' La classe de la section:

On utilise un acier _S235 d'où ?=1 V' Semelle comprimée

tf =7,4 mm

b = 82 mm c = 82/2= 41 mm
Or c = b/2

c/tf= 41/7,4=5,54mm c =41mm

Youssou SAWARE 22

c/tf= 5,54 < 10? la semelle est de classe 1

V' Ame fléchie d = 127,2 mm

t_w = 5 mm d/t_w= 127,2/5 = 25,44 mm

d/t_w= 25,44 < 72? l'âme est de classe 1

Ame classe 1 La section est de classe 1

Semelle classe 1

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III-2-3 Calcul des sollicitations internes

ü La charge totale pondérée appliquée sur la solive en (daN/m) NB : On prendre en compte le poids propre du profilé

P= 1,35 x [(507, 37 x 1,25) + 15,8] + 1, 5 x 250 x 1, 25= 1347,33 daN/m

P= 13426 daN/m

ü

Le mo citant (Msd)

Msd=

Msd = 04,70 daN.m

Msd = 2804,70 daN.m

ü Effort chant (Vsd)



Vsd =

Vsd = 5,65 daN Vsd = 3365,65 daN

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III-2-4 Vérification selon EC3 [8]

ü Pour le moment sollicitant maximum



Pour que l ofilé puisse résister il faut que _Msd soit inférieur à Mply.

Mpl (3.4)

9 cm³

= 1,0

fy= 235



Mply = 6500N.mm = 2911,65 daN.m

Mply = 2911,65 daN.m Msd < Mply c'est vérifié

Msd= 2804,7 daN.m

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ü Pour l'effort tranchant maximum

Pour que puisse résister il faut que Vsd soit inférieur à Vpl, rd.

Vpl, rd= 'V (3.5)

O Avz= 9,7 cm² = 970 mm²



35 N/mm²

= 1

Vpl, rd= 'V 6,99N = daN 13160,69 daN



Youssou SAWARE 24

Vpl, rd = 13160,69 daN Vsd < Vpl, rd c'est vérifié

Vsd = 3365,65 daN

Le profilé IPE 160 retenu résiste. III-3 Les poutres

Ø Les poutres de planchers

Les poutres sont des poutrelles en IPE de longueur 5m.Elles sont Espacées de 5m entre elles et permettent de supporter les planchers et les solives.



Figure III- 2:Représentation des efforts appliqués sur une poutre

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III-3-1 Calcul des actions

ü La charge totale non pondérée appliquée sur une poutre en (daN/m)

P= [[(507, 37 + 250) x 5] + (15,8 x 3)]= 3834,9 daN/m = 38,34N/mm

P= 38,34 N/mm



III-3-2 Pré-dimensionnement

ü Condition de che :

On a f max ble

D'où on I =

Or f max = f admissible =

Or E= 210000N/mm² P= 38,76 N/mm L= 5000mm



Youssou SAWARE 25

D'où I = 9mm⁴

I = 1485,77 cm⁴

D'après notre résultat on choisit un IPE 300 avec les caractéristiques suivantes :

DESIGNATION	Poids	Section	Dimensions			Caractéristiques
	P Kg/m	A cm^2	h mm	b mm	tf mm	Iy cm^4	Wpl-y cm^3	iy cm
IPE300	42,2	53,8	300	150	10,7	8356,1	628,4	12,46

Tableau III- 2:Caractéristiques du profilé IPE 300

ü

Vérification de la flèche

f dm



Anta DIOP 2015/2016

Uni e

mm

Youssou SAWARE 26

3,55 < 20 d'où la flèche vérifiée. V' La classe de la section

On utilise un acier _S235 d'où ?=1 V' Semelle comprimée

tf =10,7 mm c/tf= 75/10,7=7 mm c = 75 mm

b = 150 mm c = 150/2= 75 mm
Or c = b/2

c/tf= 7 < 10? la semelle est de classe 1

V' Ame fléchie

d = 248,6 mm

t_w = 7,1 mm d/t_w= 248,6/7,1 = 35,01 mm

d/t_w= 35,01 > 72? l'âme est de classe 1

Ame classe 1 La section est de classe 1

Semelle classe 1

III-3-3 Calcul des sollicitations internes

V' La charge totale pondérée appliquée sur une poutre en (daN/m) :

NB : On prendre en compte le poids propre du profilé

P= 1,35 x [(507, 37 x 5) + (15,8 x3) + 42,2] + 1, 5 x 250 x 5 = 5420,70 daN/m

P= 5420,70 daN/m

V' Le moment sollicitant (Msd)

Univer kh Anta DIOP 2015/2016



Msd=

Msd = 93,12 daN.m

Msd = 293,12 daN.m

ü Effort chant (Vsd)



Vsd =

Vsd = ,75daN Vsd = 13551,75 daN

Youssou SAWARE 27

III-3-4 Vérification selon EC3

ü Pour le moment sollicitant maximum



Pour qe le filé puisse résister il faut que _Msd soit inférieur à Mply.

Mpl

4cm³

= 1,0

fy= 235 N/mm²



Mply = 235x 6284001 =147674000 N.mm = 14767,4daN.m

Mply = 14767,4 daN.m Msd < Mply c'est vérifié

Msd= 11293,12 daN.m

ü Pour l'effort tranchant maximum



Pour que é puisse résister il faut que _Vsd soit inférieur à Vpl, rd.

Vpl, rd=

v



Or _Avz= 25,7 cm² = 2570 mm² f 35 N/mm²

= 1,0

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Vpl, rd= ~ 0,69N =34869,06 daN

Vpl, rd = 34869,06 daN Vsd < Vpl, rd c'est vérifié

Vsd = 13551,75 daN

Le profilé IPE 300 retenu résiste.

Ø Pour la poutre sous toiture

Ø La charge totale non pondérée appliquée sur une poutre en (daN/m)

P= [[(654, 37 + 100) x 5] + (15,8 x 3)]= 3839,05 daN/m = 3839N/mm P= 3819,25 N/mm

La charge de la poutre sous toiture est presque égale à la charge des poutres planchers (3834,9 N/m) donc on retient la même poutre utilisée qui est l'IPE 300.

III-4 Les poteaux

Les poteaux sont des poutrelles en HEA de longueur 3m.Ils permettent de transmettre les efforts extérieurs provenant des différentes charges aux fondations.

Les charges reprises par le poteau sont:

-Poids propre poutre 42,2 daN/m

-Poids propre solive .15,8 daN/m

-Charge permanente du plancher courant .654,37 daN/m²

-Surcharge pour plancher courant 250 daN/m²

III-4-1 Calcul des actions

ü La charge totale pondérée en (daN)

Nsd = 1,35 [(654,37x5x5) + (42,2x5 x2) + (15,8x5x4)] + 1,5x250x5x5= 32460,33 daN

Nsd= 324,60 KN

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III-4-2 Pré dimensionnement

Nous partons sur la base que l'élancement maxi X est < 150. Comme le poteau est encastré en tête et en pied, la longueur de flambement est égale à : Lf =0,5 x Lo = 0,5 x3 =1,5 m = 150 cm

Le rayon de giration mini : i = Lf/150 = 150/150=1 cm

D'où le choix du HEA 120 avec les caractéristiques suivantes:

DESIGNATION	Poids	Section	Dimensions				Caractéristiques
	A cm^2	h mm	b mm		tf mm	Iy cm4	iz cm	iy cm	HEA 120
19,9	25,3	114	120		8	606,2	3,02	4,89

Tableau III- 3:Caractéristiques du profilé HEA 120 V' La classe de la section

On utilise un acier _S235 d'où ?=1

V' Semelle comprimée

tf =8 mm c/tf= 60/8= 7,5mm

b = 120 mm c = 120/2= 60 mm c =60mm
Or c = b/2

c/tf= 7,5 < 10? la semelle est de classe 1

V' Ame fléchie

d = 74 mm

t_w = 5 mm d/t_w= 74/5 = 14,8 mm

d/t_w= 14,8 < 72? l'âme est de classe 1

Ame classe 1 La section est de classe 1
Semelle classe 1

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III-4-3 Vérification selon EC3

ü Longueur de flambement :

Comme le poteau est encastré en pied et en tête on a :

Longueur de flambement Lf =0,5x Lo

Or Lo= 3m=300 cm

Suivant y-y : Lfy=0,5 x 300 = 150 cm

Suivant z-z : Lf_z = 0,5 x 300 = 150 cm

ü Elancement Suivt y-y :

ëy= =

=30,67

,

Suivt z-z :

ë_z= =

=49,66

,

Youssou SAWARE 30

ëz = élancement maxi d'où on choisit l'axe z-z comme axe de référence pour les calculs.

ü

éduit

Or » 93,9 x ?

l aciers S235

» 52

» 2 > 0,2 donc il y'a risque de flambement il déterminer x

h/b =114/120 = 0,95 < 1,2 x =0,724



tf < 100 axe z-z

Nc, Rd =



O 5,3 cm² = 2530 m

3 et 5 N/mm²

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V' Condition d he :

On a f max ble

Or f max = f admissible =





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0,724 x 2530 x235

Nc, Rd = = 391322 N = 391,322 kN
1,1

Nc,Rd= 391,322 kN Nsd <Nc,Rd Nsd= 325,27 KN

Le profilé HEA 120 retenu résiste.

NB: Pour le RDC on prendra un HEA 200 pour les poteaux

centraux

Pour les poteaux de rive

-1^er niveau HEA 120

-RDC HEA 140

III-5 Les lisses pour bardages

Les lisses sont des poutrelles en UPN de longueur 5 m espacées de 1,5 m. Elles permettent de supporter le bardage

III-5-1 Calcul des actions

Les charges appliquées sur les lisses sont:

-Poids du bardage..... 10 daN/m²

-Force due au vent .86,55 daN/m²

Ø Calcul en flexion horizontale

Elle est occasionnée par la charge due au vent.

V' La charge totale non pondérée: We = 86,55 x 1,5 =129,75 daN/m

III-5-2 Pré- dimensionnement



Universit Ant DIOP

D'où on I >

Or E= 210000N/mm² P= 1,297 N/mm = L= 5000mm



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D'où I > 67mm⁴

=201,047 cm⁴

I = 201,041cm⁴

D'après notre résultat on choisit un UPN 100 avec les caractéristiques suivantes :

DESIGNATION	Poids	Section	Dimensions				Caractéristiques
	A cm^2	h mm	b mm		tf mm	Iy cm^4	Wpl-y cm^3	iy cm	UPN 100
10,6	13,5	100	50		8,5	206	49,0	3,91

Tableau III- 4:Caractéristiques du profilé UPN 100



Vérification de la flèche

J dm

mm

24,399 < 25 d'où la flèche vérifiée. Ø Calcul en flexion verticale

Elle est occasionnée par le poids propre du profilé et le poids du bardage.

ü La charge totale non pondérée P= 10,6 + (10x1, 5)= 25,6 daN/m

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On voit que cette charge est inférieure à la charge due au vent donc le profilé choisi résistera.

Le profilé UPN 100 retenu résiste.

III-6 Les escaliers

Suite de marches qui sert à monter ou descendre. Ils sont en charpente métallique avec:

La hauteur de contre marche = 17cm.

Pour calculer le giron (g) on utilise la règle de Blondel : 2h + g = 60 à 65 cm

60- (2x17) = g = 6S-(2x17)

Soit 26cm = g = 31cm

On prend g =30 cm = 0,3m

ü Calcul du nombre de marche

Hauteur d'étage (H) = 3m

Hauteur de contre marche (h) = 16,5 cm

Le nombre de marche n = 300/16,5 = 18,18

D'où on a 9 marches pour la première volée et 9 pour la deuxième volée :

· La longueur de la ligne de foulée sera: L = g (n-1) = 30(9-1) =240 cm

·



L'inclina volée

Tan á = 0,55 ' = 29°

Ø Dimensionnement des éléments porteurs o Cornière de marche



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Figure III- 3:Disposition des marches V' La charge totale non pondérée

P= (91,37 + 250) x0, 3 =102,411 daN/m = 1,024 N/mm



V' Condition d he

On a f max ble

Or f max = f admissible =

D'où on I ?



Or E= 210000N/mm² P= 1,024N/mm L= 1000mm

D'où I ? mm⁴ =

1,587 cm⁴

I = 1,587cm⁴ d'où on choisit une cornière de 35x35x4 avec I =2,95 cm⁴



V' Vérification

f dm

0,021< 4 donc la cornière de 35x35x4 retenue résiste.

o Les limons

Les limons sont des poutrelles en UPN sur lesquels on fixe les

cornières de marches.

V' La charge totale non pondérée

P = (241,37+250) x1, 6=786,192 daN/m =7,861 N/mm

he

On a f max ble



V' Condition d

Or f max = f admissible =

D'où on I ?

Or E= 210000N/mm² P= 7,861N/mm

L= 2300 mm



D'où I ? 08mm⁴



Youssou SAWARE 35

= 148,25cm⁴

I = 148,25 cm⁴ d'où on choisit un UPN 120 avec I =364 cm⁴ V' Vérification:

f dm

m

3,74 < 9,2 donc le profilé UPN 120

retenu résistera.

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CHAPITRE Ii

ETUDES DES

ASSEMBLAGES

Youssou SAWARE

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CHAPITRE IV : ETUDES DES ASSEMBLAGES

Introduction

L'assemblage sert à réunir ensemble deux ou plusieurs pièces en assurant la bonne transmission des efforts. Il en existe plusieurs types mais nous allons dans notre cas utiliser les assemblages boulonnés et les assemblages soudés.

IV-1 Les types d'assemblages utilisés

La caractéristique essentielle des ossatures métalliques est d'être composée d'éléments élaborés en des lieux et des instants différents qui sont ensuite assemblés sur le site de construction. Cet assemblage est fait généralement par le soudage et/ou par le boulonnage.

IV-1-1 Le soudage

Le soudage est l'opération qui consiste à assembler des pièces par fusion. Cette fusion peut être d'origine électrique (arc, résistance...), chimique (combustion de gaz), mécanique (friction, choc...).En tant que procédé d'assemblage, le soudage présente de nombreux avantages mais nécessite d'observer certaines précautions.

IV-1-2 Le boulonnage

Le boulonnage est le mode d'assemblage obtenu par vis écrou. Il est le moyen d'assemblage le plus utilisé du fait de sa facilité de mise en oeuvre et des possibilités de réglages qu'il ménage sur sites. Pour notre cas, nous allons utiliser les boulons ordinaires avec les caractéristiques dans le tableau ci-dessous:

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Classe	4.6	4.8	5.6	5.8	6.6	6.8	8.8	10.9
f yb (MPa)	240	320	300	400	360	480	640	900
f ub (MPa)	400	400	500	500	600	600	800	1000

Tableau IV- 1:Valeurs nominales de la limite d'élasticité et de la
résistance ultime à la traction des boulons ordinaires

Ø Coefficients partiels de sécurité des boulons V' Résistance des boulons à la traction : 7 MB = 1,5

V' Résistance des boulons au cisaillement : 7 MB= 1,25

IV-2 Assemblage poteaux-poutres

Les sollicitations sont transmises de la poutre au poteau à l'aide de la platine fixée sur l'aile de la poutre et attachée au poteau par des boulons.



Figure IV- 1:Assemblage poteau-poutre

IV-2-1 Calcul des soudures (gorge)

La charge appliquée sur la poutre est de : Nsd=271 KN avec: Msd= 112,93 KN.m

Vsd= 135,51 KN

Ø L'épaisseur du cordon sur la semelle

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bonne (a = 6 mm)

Ø L'épaisseur du cordon sur l'âme Vérifions avec une gorge a = 6 mm que:

MPa

La platine est assemblée avec la poutre par des cordons de soudures d'épaisseur 6 mm que nous avons choisi et qu'on va vérifier par la su



L gueur totale des cordons:

£ (b x 2) + (b - tw) x 2 + (h - 2tf) x 2]= [8]

£ (150 x 2) + (150-7,1) x 4 + (300-21,4) x 2]= 1428,8 mm

£ 428,8 mm

b + (h-2tf) x 2 = 728,6mm

150 + (300-21,4) x 2 = 707,2 mm

= 7072 mm

0 ~ Pa

hoisie est

Youssou SAWARE 39

h A OP 2015/2016



3(₂ hoisie est



bonne (a = 6 mm).

e nombre de bou

amètre des

0.9 x fub x (5.3)

ise un boulon de classe 8.8 :fub = 800 MPa

r les boulons résistants à

Le nombre s pour l'assemb

112930000 800 x

405384,16 < 720 x

,55 mm²

mm² pour

n boulon 8 = 0,56 mm²
mm²

D'où on prend un boulon Ø 16 ( = 157 mm²)

Youssou SAWARE 40

Ø Vérification des boulons au cisaillement

Pour que les boulons tiennent, ils doivent vérifier la relation suivante :

F V, sd < FV, rd ^[8] (5.4)



FV, sd = Effort de cisaillement de calcul par boulon ;

FV, rd = ul au cisaillement par boulon ;

³ KN

FV, sd=

FV, rd= 0.5 x _fub x 40 N

FV, rd= 50,24KN

FV, sd < FV, rd les boulons résistent.

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Ø Vérification à la pression diamétrale FV, sd = FB



FB = R l à la pression diamétrale par boulon ;

FV, sd N

FB = 2,5 x á x fub

Avec á = mini (

-Disposition constructive :

P1 > 2,2 do = 22 x 18 = 396 on prendra P1 = 40 mm



e1 > 1,2 d a e1 = 22 mm

á = mini ( á = 0,4

FB = 2,5 x 0,4 x 800 x 18 2,8 KN

FV, sd < FB donc les boulons résistent.

IV-3 Assemblage poutres solives

Les solives sont assemblées aux poutres par des tôles pliées en L de

100 x 100 x10 à l'aide de boulons M 14 de classe 8.8.

Nsd = 67,3 KN

Vsd = 33,65 KN



Figure IV- 2:Assemblage poutre-solive

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IV-3-1 Vérification au cisaillement

FV, sd = FV, rd (5.5)



FV, sd = Effort de cisaillement de calcul par boulon ;

FV, rd =Rés e calcul boulon ;

FV, rd = 0.5 x 800 x N

F V, sd < FV, rd les boulons résistent.

IV-3-2: Vérification à la pression diamétrale



FV, sd = FB

la pression diamétrale par boulon ;

FB = 2,5 x á x fub

Avec á = mini (

-Disposition constructive :



P1 > 2,2 do = 22 x 15 = 33 mm e1 > 1,2 d

á = mini ( á = 0,36

FB = 2,5 x 0,36 x 800 x 15 x 400N

FV, sd < FB donc les boulons résistent. IV-4 Assemblage pieds de poteau

Les pieds de poteau sont assemblés à l'aide des platines et des tiges d'ancrage. Ces dernières qui sont au nombre de huit, sont noyées dans le béton dosé à 350 Kg/m³.



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Figure IV- 3:Assemblage pied de poteau

IV-4-1 Dimensionnement de la platine

La platine est la plaque de tôle soudée à la base du poteau dont le rôle est de repartir au maximum la pression sur le béton, engendrée par la compression du poteau.

Ø Les dimensions de la platine

Comme le poteau est un HEA 200 on a :

a = h + (2 x u)

b = b + (2 x u) Avec

a = largeur da la platine

b = longueur de la platine

u = largeur entre le poteau et l'extrémité de la platine = 50 mm

a = 190 + (2 x 50) = 290 mm

b = 200 + (2 x 50) = 300 mm On prend:

a = 400 mm



b = 400

Ø seur de la platine

[8]

t u (5.6)

= Résistance limite élastique de l'acier utilisé (S235)



iv 2015/2016

= mm²

t > 80 19 mm

Youssou SAWARE 44

On prend t = 20 mm

IV-4-2 Dimensionnement des tiges d'ancrage

Les tiges d'ancrage sont des tiges filetées à l'extrémité noyées dans la fondation pour permettre de fixer le poteau et de prévenir tout décollement de la platine.



Figure IV- 4:Dimensions et dispositions des tiges d'ancrage

L'effort admissible par scellement (Na) doit supérieur ou égal à

l'effort de traction N (donné par la force due au vent + Nsd) de chaque tige.



*Nsd =649,2



*La force du ve

Na = 0,1 6,4r +3,5 l2) >



Avec

gc : Le sage en cimen u béton = 350m³ ;

r = 3 l2= 2 l1= 20
Vérifions avec un diamètre de 25 mm



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-Na = 0,1 + 6,4 x 3x 25 +3,5 x 2

x 5 daN

- ,15 KN = 8115daN

-Na > Le diamètre choisi est bon ( = ).

Conclusion

L'une des phases les plus importantes d'une construction est l'assemblage. Il permet la construction d'une structure spatiale en assurant sa fiabilité et sa stabilité.

Apres l'étude des assemblages nous allons passer au contrôle des soudures et à la protection de la structure.

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CHAPITRE Y

CONTROLE DES

SOUDURES ET

PROTECTION DE LA

STRUCTURE

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CHAPITRE V : CONTROLE DES SOUDURES ET

PROTECTION DE LA STRUCTURE

V-1 Contrôle des soudures Introduction

Le contrôle des soudures ^[9] vise à renforcer d'avantage la sécurité de

notre structure. Il se fait en trois étape : Avant, pendant et après soudage.

V-1-1 Avant soudage

il permet d'assurer:

Que les qualifications effectuées en amont justifient de la capacité des opérateurs (reconnaissance d'une compétence);

Que les modes opératoires retenus attestent de la soudabilité métallurgique, c'est à dire de la possibilité de réaliser une

soudure sans défaut;

Que les opérations de réception des matériaux (de base et d'apport) attestent de leur conformité aux paramètres des modes opératoires retenus;

Etc. ;

On doit également s'assurer dès ce stade de la faisabilité des étapes ultérieures telles que :

La soudabilité opératoire qui correspond à la possibilité pratique de réaliser une soudure;

La possibilité de réaliser les CND (contrôle non destructif) de façon efficace après fabrication;

V-1-2 Pendant soudage

Le contrôle pendant soudage vise à assurer:

La préparation des pièces;

La correcte mise en oeuvre du procédé;

Éventuellement la mise en oeuvre de contrôles de compacité (par

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Youssou SAWARE 48

exemple le ressuage entre passes);

V-1-3 Après soudage

Le contrôle après fabrication est fait par divers procédés à savoir le contrôle par ressuage, par radiographie, par ultrason, par gammagraphie etc. Ils visent à détecter les défauts de soudure aussi petit soient-ils.

Ils permettent d'apprécier sans destruction de l'état de santé des pièces et ainsi de formuler un avis sur leur aptitude à remplir la fonction à laquelle elles sont destinées. Cependant certains CND nécessitent une bonne connaissance de tous les phénomènes mis en jeux, en particulier de la nocivité des défauts et de leur évolution dans le temps. Sous cet angle, l'absence de contrôle peut conduire à des conséquences catastrophiques.

Conclusion

Le contrôle des soudures est une étape importante parce qu'il permet de garantir la durée de vie des structures. Cependant ça ne suffit pas après cette phase, il faut procéder à la protection de l'ouvrage.

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V-2: Protection de la structure

Pour garantir d'avantage la sécurité d'un bâtiment en ossature

métallique, il faut le protéger contre la corrosion et l'incendie.

Ø Protection contre la corrosion

Ils y'a différents procèdes qui sont utilisés pour protéger une structure

Parmi lesquels on peut citer les revêtements de peinture qui sont

couramment utilisés et qui tiennent une place importante. Cependant

certaines précautions sont à prendre pour les choisir et les appliquer.

Il y'a aussi les revêtements métalliques qui sont utilisés

lorsque la corrosion risque d'être importante.

Ø Protection contre l'incendie

L'incendie peut causer des dégâts catastrophiques comme par exemple

la ruine ou la déformation d'une structure grâce aux températures

élevées qu'elle peut provoquer.

Pour remédier aux problèmes, on peut utiliser différents procédés

parmi lesquels la peinture intumescente, enduits de plâtres ou de

ciments mélangés à des particules minérales.

On peut faire aussi des projections de plâtres, de pierres liquides, de

fibres céramiques et minérales etc.

Et enfin la structure peut être équipée d'un dispositif d'alerte

anti incendie.

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UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR



Ecole Normale Supérieure d'Enseignement

Technique et Professionnel



BP 5004 Dakar - fann - Sénégal
Tel.: [phone]
Télécopie: 221 338217051

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EXPLOITATION

PEDAGOGIQUE

LECON N°1 : LE SOUDAGE A L'ARC
ELECTRIQUE AVEC ELECTRODE ENROBEE

(111)

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Ø Justification de la leçon par rapport au mémoire: Dans notre mémoire, les assemblages sont faits par soudage et par boulonnage. Pour le soudage nous avons choisi le procédé à l'arc avec électrode enrobée parce qu'il permet une grande liberté d'exécution, une grande autonomie, et l'équipement requis est le moins coûteux. Ainsi, selon la technique utilisée, il devient possible de réaliser des soudures dans n'importe quelle position de soudage et les dépôts obtenus possèdent des qualités non négligeables, puisqu'ils sont souvent plus purs que le métal de base et que leurs propriétés mécaniques se révèlent meilleures.

Ø Justification de la leçon par rapport au programme: Le soudage à l'arc avec électrode enrobée est l'un des procèdes les plus utilisés en construction métallique grâce à sa polyvalence. Mais sa pratique demande une connaissance avérée en la matière. Donc il est primordial pour le technicien supérieur de le maitriser afin de pouvoir corriger les erreurs éventuelles de manipulation de l'ouvrier pratiquant pouvant aboutir à de mauvais résultats.

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FICHE PEDAGOGIQUE

Fiche N° : 01	LES PROCEDES DE SOUDAGE	CEDT LE G15
Date: Le -06- 01- 16		Classe: 2^e BTS/SM
Durée : 7h		Effectif: 10 élèves

THEME : Le soudage à l'arc électrique avec électrode enrobée OBJECTIF SPECIFIQUE : A la fin de la séance, l'élève sera capable de réaliser des cordons de soudure (200 mm) à plat sur une pièce en respectant les paramètres suivants : Longueur d'arc, vitesse d'avance, largeur du cordon, angle d'électrode. Les cordons doivent être réguliers et homogènes.

OBJECTIF D'APPRENTISSAGE: A la fin de la séance, l'élève sera capable de réaliser des cordons de soudure à plat sur des pièces en respectant les paramètres suivants : Longueur d'arc, vitesse d'avance, largeur du cordon, angle d'électrode. Les cordons doivent être réguliers et homogènes.

MO1 : Choisir le poste adéquat selon le type de travail. Le poste choisi doit être compatible avec le type d'électrode, l'intensité de soudage et la caractéristique requise par le soudage à l'arc avec électrode enrobée.

MO2 : Choisir la bonne électrode selon le métal de base, la dimension de l'assemblage, de la source du courant disponible. Le choix doit être justifié selon la classification établie par les normes.

MO3 : Calculer l'intensité pour un diamètre d'électrode donnée. L'intensité réglée doit être juste et permet le soudage des pièces sans problème.

MO4 : Régler l'intensité sur un poste de soudage. L'intensité réglée doit être cohérente avec la valeur calculée.

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MO5 : Souder des pièces à plat tout en respectant la longueur d'arc, la

largeur du cordon, la vitesse d'avance, l'angle d'électrode. Les

cordons de soudure doivent être réguliers et homogènes.

DOMAINE TAXONOMIQUE : Psychomoteur

NIVEAU DE TAXONOMIE : Reproduction

PRE REQUIS:

Notions sur le courant continu

Notions sur le courant alternatif

SUPPORTS MOBILISES : Tableau- marqueur- effaceur-documents

supports- électrodes -portes électrodes -câbles de soudage-marteaux

piqueurs- prises de masses- brosses métalliques - pièces-équipements

de sécurité.

SOURCES DOCUMENTAIRES:

C.Paquet, L.Lévesque, et M.Bramat, Procédés de soudage à l'arc, 1er

édition, Canada: Reynald Goulet, 2008.

Liens

http://www.airliquide.com/saf/

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ETAPES	OBJECTIFS D'ETAPE	CONTENUS CLES	ACTIVITES		UTILISATION DES SUPPORTS DIDACTIQUES	METHODE D'EVALUATI ON	REPARTITIO N DU CREDIT HORAIRE
			PROFESSEUR	ELEVES
Préalables		Préparation du poste de travail	Efface le tableau Aménage le bureau Répartit le tableau Installe les postes de soudage
		Salutation des élèves	Le prof salue les élèves En taquinant les élèves, le prof se prive de saluer les retardataires dans le souci de ne pas être contaminé par leurs virus de retard.	Les élèves répondent à la salutation Certains se mettent à rire			20 min
		Identifications des absents	Le prof fait un appel et note les noms des absents	Les élèves répondent à l'appel	Liste officielle de la classe Feuille de présence

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		Vérification	Le prof demande	Les élèves	Feuille blanche	Évaluation
		des prés	(qu'est-ce que le	notent les	Marqueur	diagnostique (A
		requis	courant continu)	questions	Tableau	partir des
			Le prof demande	essaient de	Effaceur	questions
			(qu'est-ce que le	les traiter		posées
			courant alternatif)	sur les 5		consistant à
			Le prof donne la	min.		définir le
			consigne	Apres ils		courant continu
			suivante : Prenez chacun une feuille blanche et essayez de répondre à ses deux questions vous avez 5 minutes. Le prof se déplace entre les rangées pour voir si les élèves font le travail ou pas Apres les 5 minutes, le prof demande aux élèves d'échanger leur copies ensuite il amène un élève au tableau et ensemble ils corrigent les questions	échangent leurs copies et suivent la correction du prof au tableau. Ceux qui ont trouvé lèvent leurs bras de même que ceux qui ont faussé Ils suivent attentivem ent le rappel du prof et posent des questions s'il y'en a		et alternatif)

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			Demande ceux qui ont trouvé et ceux qui n'ont pas trouvé Le prof fait un bref rappel
		Annonce de	Le prof tout en	Les élèves
		l'objectif du	faisant le tour de	essaient de
		cours	la classe pour voir	donner des
			si les élèves sont	réponses
			pas en train de	Apres les
			faire autre chose, demande vous êtes en bureau	explicatio ns du prof, ils se
			d'étude dans une	rendent
			entreprise et on	compte de
			vous demande de	l'importan
			faire le cahier de	ce du
			charge (le type de	cours à
			courant, la	leur
			machine à utiliser	niveau et
			les électrodes	vont
			etc.) pour un	probablem
			chantier de	ent lui
			charpente. Que	prêter une
			faites-vous?	attention
			Face aux réponses	particulièr
			tâtonnantes des élèves, le prof en profite pour leur dire : Etant	e

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			technicien et vous ne parvenez pas à faire ce choix, votre directeur va tout simplement vous remercier et chercher un autre donc ce cours est important pour vous
Apprentiss age du Jour	MO1 : Choisir le poste adéquat selon le type de travail. Le poste choisi doit être compatible avec le type d'électrode, l'intensité de soudage et la caractéristique requise par le soudage à l'arc avec électrode enrobée.	Choix d'un poste de soudage	Le prof distribue les documents élèves. Demande aux élèves les différents postes qu'ils connaissent en SMAW Synthétise les réponses. Explique au tableau les critères de choix d'un poste de soudage qui consistent à étudier les avantages et les inconvénients de chaque poste selon un travail donné	Les élèves prennent leurs copies. RA : Les postes à c.c et les postes à c.a essaient de répondre à la question du prof. Suivent les explicatio ns du prof. Prennent note. Posent des questions s'il y'en a	Tableau (pour dessiner les schémas guidant les explications) Marqueurs Effaceur Documents élèves (pour prendre note) Feuille blanche	Evaluation formative (Sur la base d'un exercice consistant à faire le choix d'un poste de soudage)	30 min

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			Demande aux élèves de prendre note tout en se déplaçant entre les rangées pour s'assurer que les élèves prennent ce qu'ils doivent prendre	Traitent l'exercice
			Donne un travail aux élèves sous forme d'exercice et leur demande de choisir le poste adéquat pour faire ce travail.
	MO 2: Choisir la	Choix d'une	Le prof demande	RA :	Documents élèves	Evaluation
	bonne électrode	électrode pour	qu'est-ce qu'une	L'électrod	Electrodes (pour	formative (A
	selon le métal de	un travail	électrode	e est une	faire la	partir d'un
	base, la	donné.	Synthétise les	tige	codification)	exercice on
	dimension de		réponses pour en	^métallique	Tableau	demande aux
	l'assemblage, de		sortir une et la	ronde	Marqueurs	élèves de
	la source du		dicte aux élèves	(âme)	Effaceur	codifier une
	courant		tout en se	recouverte		électrode)
	disponible. Le choix doit être justifié selon la classification établie par les normes.		déplaçant dans la classe pour voir si les élèves prennent exactement ce qu'il dicte Explique le codage utilisé par	d'un produit chimique (enrobage) Les élèves essaient de donner des réponses			20 min

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			les normes pour distinguer les électrodes. Donne une électrode à chaque élève et lui demande de la codifier	Suivent les explicatio ns du prof Prennent note Essaient de faire l'exercice donné
	MO3 : Calculer	Calcul de	En SMAW on	Les élèves	Tableau	Evaluation
	l'intensité pour un	l'intensité de	utilise du courant	prennent	Marqueurs	formative (A
	diamètre	soudage	pour souder et la	note	Effaceur	partir d'un	20 min
	d'électrode		formule pour	Ecrivent la	Documents élèves	exercice, le prof
	donnée.		calculer ce	formule		demande aux
	L'intensité réglée		courant est la	Essaient		élèves de
	doit être juste et		suivante.	de faire		calculer
	permet le soudage		Donne la formule	l'exercice		l'intensité de
	des pièces sans problème.		au tableau Donne un diamètre quelconque et demande aux élèves de calculer l'intensité	d'applicati on		soudage)
			Regarde la copie de chaque élève pour voir s'il a trouvé ou pas dans le but d'interroger après

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			quelqu'un qui a faussé
	MO 4: Régler	Réglage de	Le prof va en	Les élèves	Poste de soudage	Evaluation
	l'intensité sur un	l'intensité de	atelier en	suivent les	(pour faire la	formative (Sur
	poste de soudage.	soudage	compagnie des	explicatio	pratique)	un poste de
	L'intensité réglée		élèves	ns et la		soudage, le prof	30 min
	doit être		Nous voici devant	pratique		demande aux
	cohérente avec la		un poste de	du prof		élèves de faire
	valeur calculée.		soudage et on veut régler une intensité donc en premier lieu nous devons mettre la machine en marche ensuite régler l'intensité voulue avec ce bouton	Chaque élève essaie de régler son poste selon son intensité		le réglage de l'intensité)
			Vous voyez j'ai réglé le poste à une intensité de
			100 A.
			Demande à chaque élève de régler son poste selon l'intensité qu'ils avaient calculé tout en lui assistant lors de la manoeuvre

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	MO 5 : Souder	Soudage d'une	Le prof va en	Les élèves	Poste de soudage	Evaluation
	des pièces à plat	pièce	atelier en	suivent la	Electrodes (pour	formative (Le
	tout en respectant		compagnie des	pratique et	souder)	prof donne des
	la longueur d'arc, la largeur du		élèves fait deux cordons et ré	les explicatio	Marteaux piqueurs (pour	pièces et demande aux
	cordon, la vitesse		explique	ns du prof	enlever les	élèves de les
	d'avance, l'angle		d'avantage aux	Chaque	laitiers)	souder)
	d'électrode. Les cordons de		élèves certains paramètres	élève essaie de	Brosses métalliques (pour		2h
	soudure doivent		Donne chaque	faire des	nettoyer les
	être réguliers et		élève des pièces	cordons	pièces)
	homogènes.		et lui demande de	avec	Equipements de
			faire des cordons à tour de rôle sur un même poste afin d'avoir un oeil sur chaque passant pour veiller à la bonne pratique	l'assist^ancsécurité e du prof Après ils enlèvent les laitiers avec le marteau piqueur et nettoient les pièces avec une brosse métallique	en vue de protéger tout le corps

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Synthèse évaluative

Vérifier que les objectifs sont atteints

Soudage d'une pièce à plat

Donc pour souder une pièce il faut d'abord choisir un poste, choisir l'électrode, ensuite calculer l'intensité de soudage puis faire le réglage sur la poste et enfin procéder à l'opération de soudage en respectant les paramètres cités dans le cours

Demande aux élèves s'ils n'ont pas de questions Donne des pièces à chaque élève et leur demande de :

Choisir le poste, Choisir le diamètre,

Calculer l'intensité,

Régler l'intensité, Souder les pièces

Les élèves suivent attentivem ent le résumé du prof

Demande nt des questions s'il y'en a

Font le travail demandé par le prof

c.-à-d. Choisir un poste, choisir le diamètre, calculer l'intensité, régler, l'intensité et faire des cordons de longueur 200 mm.

Poste de soudage Electrodes (pour souder)

Marteaux piqueurs (pour enlever les laitiers)

Brosses métalliques (pour nettoyer les pièces)

Equipements de sécurité en vue de protéger tout le corps

Evaluation formative (Sur la base d'un exercice sous forme de TP sur l'ensemble du cours du choix du poste jusqu'au soudage)

3h

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I-

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LE SOUDAGE A L'ARC ELECTRIQUE AVEC ELECTRODE ENROBEE (111)

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Principe

Le soudage à l'arc avec électrode enrobée est un procédé de soudage autogène qui consiste à unir, avec une électrode de métal d'apport enrobée, deux pièces de métal de même nature en fusionnant leurs bords.

Cette fusion est obtenue grâce à la chaleur dégagée par un arc établi entre l'électrode enrobée et la pièce de métal et dont la température est de 3500°C à l'anode, 2500 °C à la cathode et 5000 °C dans l'arc. La fusion de l'électrode enrobée et du métal de base forme le bain de fusion qui, en se solidifiant, forme le cordon de soudure. De plus, la fusion de l'enrobage dégage un gaz qui protège le bain de fusion de l'air ambiant et forme un laitier (dépôt vitreux) qui couvre le bain de fusion.



Figure 1 : Principe du procédé soudage à l'arc électrique avec
électrode enrobée.

II- Choix du post de soudage

Plusieurs facteurs influent sur le choix d'un poste de soudage à courant alternatif (c.a) ou à courant continu (c.c) ; on doit considérer les avantages et les inconvénients de chacun.

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A- Les avantages et les inconvénients d'un poste c.c 1-Les avantages

Ø La possibilité de choisir la polarité inverse (CCPI).

· CCPI produit une pénétration plus profonde que CCPD.

· CCPI s'utilise pour le soudage en position autres qu'à plat et à la verticale en descendant.

· Les électrodes pour souder le nickel l'aluminium, et le cuivre s'utilisent généralement en CCPI.

Ø La possibilité de choisir la polarité directe (CCPD).

· CCPD est recommandé pour les électrodes de série EXX2X possédant un haut taux de dépôt.

· CCPD permet également le soudage en position autre qu'à plat.

2-Les inconvénients

Le principal inconvénient d'un poste c.c à courant constant demeure son prix plus élevé comparé à un poste c.a de même qualité et d'une capacité équivalente.

B- Les avantages et les inconvénients d'un poste c.a

1-Les avantages

Ø Les soudures effectuées avec ce type de poste offre une pénétration moyenne.

Ø On peut utiliser des électrodes de grand diamètre à une intensité élevée, permettant un taux de dépôt considérable et une bonne vitesse d'exécution.

2-Les inconvénients

L'inconvénient majeur d'un poste c.a réside dans le fait que certaines électrodes ne fonctionnent qu'en courant continu.

En définitif, le choix d'un poste de soudage dépend du type de soudures à effectuer, du prix d'achat et des préférences personnelles. On peut également se procurer un poste combiné c.a / c.c qui bien que plus couteux, offre la possibilité d'adapter le courant aux exigences de la tâche à réaliser.

III-Les accessoires de soudage à l'arc

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Youssou SAWARE 65

Les câbles de soudage servent à amener le courant électrique du poste de soudage aux pièces à souder.

Leurs choix s'effectuent en fonction du travail à effectuer et de la puissance de la soudeuse.

Le porte-électrode est relié au bout du câble conducteur du courant de soudage. Il permet le passage du courant vers l'électrode en plus de la retenir pendant le soudage;

La pince de masse est reliée à l'un des câbles de soudage. Elle sert à établir la liaison entre la soudeuse et la pièce à souder, ce qui ferme le circuit électrique lorsque l'électrode entre en contact avec la pièce à souder.

Pour enlever le laitier du cordon de soudure, on utilise le marteau à piquer. On termine le nettoyage à l'aide de la brosse métallique. I1 est. important de porter un casque de soudage muni d'un verre de teinte adéquate pour se protéger contre le rayonnement de l'arc et des particules en fusion.

On doit porter aussi des vêtements en cuir pour se protéger contre les projections d'étincelles, la chaleur et le rayonnement de l'arc.

IV- Les électrodes

L'électrode est constituée d'une tige métallique ronde (âme) recouverte d'un produit chimique (enrobage).



Figure 2 : Electrode enrobée

A- Classification

Comme il existe une variété innombrable de marques et de types d'électrodes sur le marché, le choix d'une électrode appropriée peut

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s'avérer difficile. C'est pourquoi certains organismes ont mis au point différents systèmes de classification pour faciliter cette tâche. Voici une classification selon l'Association Canadienne de Normalisation et la Société Américaine de Soudage.



Figure 3 : Classification des électrodes enrobées

B- Dimensions

La taille des électrodes varie selon l'épaisseur du métal à souder, la position de soudage et la préparation des bords. L'intensité du courant de soudage dépend de l'électrode choisie. Plus l'enrobage de l'électrode est épais, plus l'intensité de courant devra être élevée. Le diamètre de l'électrode désigne le diamètre de l'âme, exprimé en pouces ou en millimètres. En principe, le diamètre de l'électrode ne doit pas être supérieur à l'épaisseur du métal à souder. Mais il peut arriver que l'on utilise des électrodes de plus grand diamètre, lorsque la rapidité d'exécution permet de croire que l'on évitera les problèmes liés aux déformations, à l'échauffement et à la présence de caniveaux.

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Ø#177; 0,03 (mm)	1,25	1,6	2 - 2,5		3,15 - 4- 5- 6,3 - 8-10	L #177; 2 (mm)
150-200	200-250	350	350-400

Tableau 1 : Longueurs des électrodes selon les diamètres

C- Rôle de l'enrobage

L'enrobage a principalement quatre rôles que sont:

· Rôle électrique

Isoler électriquement les côtés de l'âme métallique qui compose l'électrode, évitant ainsi l'amorçage d'un arc sur les côtés.

· Rôle physique

Protéger le bain de fusion de l'oxygène et de l'azote contenu dans l'air ambiant afin d'éviter que les propriétés mécaniques du métal déposé ne soient dégradées.

· Rôle métallurgique

Désoxyder le bain de fusion afin d'empêcher la formation de soufflures dans celui-ci.

Amener des éléments d'alliage au bain de fusion lorsque cela est nécessaire.

· Rôle mécanique

Soutenir et donner une forme au bain de fusion.

D- Les différents types d'enrobages

Différents types d'enrobages sont actuellement disponibles ; ils sont désignés par leur lettre initiale:

- R : Rutile

- B : Basique

- C : Cellulosique

- O : Oxydant

- A : Acide

- V ou S : autres types ou spéciaux

Youssou SAWARE 67

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Enrobage	Constituants	Caractéristiques		Domaines	Rutile
Principalement composé de : - bioxyde de titane TIO2 - cellulose - ferro-alliages FeMn - spath fluor - silicate de fer	Caractéristiques: - facile à utiliser - tension d'amorçage faible Uoe45 volts-pôle - fusion douce -bonne caractéristiques mécaniques - soudage en toutes positions - enrobage généralement semi-épais ou épais	d~utilisation Serrrerie, charpente légère, menuiserie métallique, entretien, chantier.		Basique
- carbonate de chaux, de calcium ou de potassium - ferro-alliages Mn, Ti, Cr, Si - spath fluor - silicates -poudre de fer pour les électrodes	- excellentes caractéristiques mécaniques -très bonne protection du bain de fusion - soudage en toutes positions sauf vertical descendant PG - tension d'amorçage forte U >60 volts-pôle - taux d'hydrogène très faible	Soudage des aciers au carbone et faiblement alliés, assemblages de haute qualité soumis à des sollicitations mécaniques importantes, structures spatiales, chaudières, construction navale, mécano-soudure.		Cellulosique
- cellulose - bioxyde de titane TiO2 - silicate - ferro-alliages - aluminium	nnes étuvage indispensable - pariculièrement réervé au soudage en vertical descendant PG obage mince et très volatile qui laisse peu de laitier - tension d'amorçage Uoe50 volts-pôle caractéristiques mécaniques - demande une intensité légèrement plus forte qu'en rutile	L'enrobage cellulosique est spécialement élaboré pour le soudage en position et plus particulièrement en PG de tôlerie, tuyauterie, chantier et serrurerie. Quand l'esthétique et la finesse du cordon sont nécessaires: ferronnerie, serrurerie, menuiserie métallique.		Oxydant
- oxyde de fer - oxyde de Mn, Ti	-uniquement réservé au travail à plat -bonne apparence du cordon	Réservé aux travaux de tôlerie, serrurerie, il est de moins en moins utilisé.

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	- oxyde de fer - oxyde de Mn	-très bon rendement 160 à200 %		Soudage à plat BW, PA et
- Mn, Si	- soudage en « PA > ou « PB >	en angle FW, PB, de		Acide
- Ferro-alliages	- cordon de bel aspect -tension d'amorçage Uoe60 volts-pôle + ou - - étuvage nécessaire	tôlerie type de construction navale et grosse chaudronnerie.
		Uniquement sur aciers non alliés ou faiblement alliés.

Tableau 2 : Caractéristiques des enrobages

V- Les sources de courant de soudage

Les sources de courant de soudage ou machines à souder peuvent être à courant alternatif (c.a), à courant continu (c.c) ou de type mixte (c.a/c.c).Elles sont conçues pour fournir une intensité constante (courant constant), mesuré en ampères ou une tension constante (potentiel constant), mesurée en volts.

· Sources à courant alternatif

-Transformateur

-Alternateur -Onduleur

· Sources à courant continu -Transformateur-redresseur -Générateur (groupe électrogène) -Alternateur-redresseur

-Onduleur

· Sources à courant alternatif et continu ou de type mixte -Transformateur-redresseur

-Alternateur-redresseur

-Onduleur

A- L'intensité de soudage

L'intensité dépend du diamètre de l'électrode sa formule est:

I = 50 x (Ø -1)

Youssou SAWARE 69

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Voici des valeurs approximatives de l'intensité I pour le soudage à plat des aciers non alliés.

e	Ø 1.6	Ø 2	Ø 2.5	Ø 3.15	Ø 4	Ø 5		Ø 6.3	1
25								2
35	45	55						3
	60	70	90					5
		90	110	130	160			6
			120	140	160			8
			125	150	170			12
			130	170	200	250		15
				180	210	270		25
				200	230	320		50
					250	350		80
					250	350		100
					250	350

Tableau 3 : L'intensité de soudage à plat des aciers non alliées B- La tension de soudage

La tension dépend de l'intensité; elle est donnée par la formule:

U = 0,04 I +20

VI- Le soufflage de l'arc

Le soufflage magnétique de l'arc est une déviation de l'arc électrique

sous l'effet de forces magnétiques engendrées par le courant de

soudage principalement en courant continu. Ce phénomène complexe

et imprévisible est rencontré sur des matériaux magnétisables lors de

soudage en fond de chanfrein, en angle et sur les extrémités de pièces

de longues dimensions.

Pour corriger ce phénomène, on peut effectuer un :

-Soudage opposé à la prise de masse;

-Changement de position de l'électrode;

-Déplacement de la position de la prise de masse;

-Positionnement des pièces à souder dans une autre direction;

-Etc.

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Youssou SAWARE 71

VII-Règles de sécurité

Le soudage à l'arc surtout avec électrode enrobée expose le corps humain à un certain nombre de risques.

Pour pallier à ce phénomène, le soudeur doit respecter certaines règles de sécurité que sont:

· Protéger les yeux et le visage contre les rayons nocifs en portant un masque approprié.

· Porter des vêtements et des chaussures adaptés aux travaux à exécuter.

· Eviter de travailler dans un environnement humide ou sur un plancher mouillé pour éliminer les risques d'électrocution. Le soudeur peut s'isoler en travaillant sur une plateforme de bois.

· Protéger ses mains et ses bras en portant des gants en crispins.

· Ne jamais utiliser d'équipement électrique modifié ou non approuvé. Il peut être très dangereux surtout si les enroulements primaire et secondaire produisent un court-circuit.

· Disposer d'un système d'aspiration ou d'un équipement de protection approprié pour protéger les voies respiratoires contre les fumées produites durant le soudage.

· Etc.

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EPREUVES DES EVALUATIONS FORMATIVES DE LA

LECON N° 1

MO1 :

On vous demande de souder deux pièces d'épaisseur 6 mm. Condition de réalisation:

-Les passes en fond de chanfrein sont faites avec CCPI. -La pénétration doit être forte.

Choisissez le poste adéquat pour effectuer ce travail.

MO2 :

Faites la codification de l'électrode suivantes : E6013

MO3 :

Calculez l'intensité nécessaire pour souder avec une électrode de diamètre 3.2 mm.

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LECON N°2 : LE CONTROLE DES SOUDURES
PAR RADIOGRAPHIE

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Ø Justification de la leçon par rapport au mémoire:

Dans notre mémoire, nous voyons bien que notre structure est assemblée avec : Le boulonnage et le soudage. Ce dernier étant très compliqué à faire et présentant souvent des défauts.

Comme nous étudions un bâtiment à usage d'habitation, pour garantir d'avantage la sécurité des personnes nous allons faire le contrôle des soudures par radiographie parce qu'il est l'un des contrôles les plus performants pour détecter des défauts de sous surface.

Ø Justification de la leçon par rapport au programme: Le titulaire du brevet de technicien supérieur en conception et réalisation en chaudronnerie est un spécialiste des produits, il intervient à tous les niveaux depuis la préparation jusqu'à la livraison (conception, organisation de la fabrication, réalisation, assemblages et contrôle).Donc le cours du contrôle des soudures par radiographie occupe une place importante dans le programme car il permet aux techniciens d'interpréter les résultats des contrôles faits par les ouvriers mais aussi de faire lui-même le contrôle en cas de nécessité.

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FICHE PEDAGOGIQUE

Fiche N° : 05	Contrôle et essais des soudures	CEDT LE G15
Date: Le -04- 05- 16		Classe: 2^e BTS/SM
Durée: 8h		Effectif: 08 élèves

THEME : Le contrôle des soudures par radiographie.

OBJECTIF SPECIFIQUE : A la fin de la leçon, l'élève sera capable de contrôler une soudure avec les rayons X ou gamma (ã) : La conclusion devra être conforme à la qualité de la pièce.

OBJECTIF D'APPRENTISSAGE: A la fin de la leçon, l'élève sera capable de contrôler une soudure avec les rayons X ou gamma (ã) : La conclusion devra être conforme à la qualité de la pièce.

MO1 : Décrire la procédure de mise en oeuvre des rayons X ou gamma (ã) par ses propres mots à partir d'un schéma, tout en respectant la cohérence avec celle décrite dans le cours.

MO2 : Déterminer le temps de pose pour n'importe quelle soudure à radiographier: La valeur trouvée doit être à la seconde-prés.

MO3 : Radiographier une soudure avec n'importe quelle pièce en relevant le nombre exact de défauts.

MO4 : Interpréter les résultats d'une pièce radiographiée

en donnant le type et la nature des défauts.

DOMAINE TAXONOMIQUE : Psychomoteur

NIVEAU DE TAXONOMIE : Perfectionnement

PRE REQUIS:

Notion sur les défauts de soudures ;

Notion sur les rayons ionisants;

SUPPORTS MOBILISES : Tableau- marqueur- effaceur-documents

supports- pièce soudée- appareil de contrôle. Combinaison de sécurité

SOURCES DOCUMENTAIRES:

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§ Norme française," Contrôle non destructif des assemblages soudés - Contrôle par radiographie des assemblages soudés," Norme française, A89-510, 1997.

§ Norme française," Assemblages en acier soudés à l'arc - Guide des niveaux d'acceptation des défauts," A89-231, 1992.

§ C. Philip, Contrôles non destructifs des assemblages soudés, 2007

Liens

§ http://www.rxi-inspection.ca/

§ http://www.ebanque-pdf.com/fr_fiche-de-controle-non-destructif.html

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ETAPES	OBJECTIFS D'ETAPE	CONTENUS CLES	ACTIVITES		UTILISATION DES SUPPORTS DIDACTIQUES	METHODE D'EVALUATION	REPARTITION DU CREDIT HORAIRE
			PROFESSEUR	ELEVES
		Préparation du poste de travail.	Efface le tableau Aménage le bureau
			Repartit le tableau
			Installe le matériel de contrôle dans la salle de contrôle
Préalables		Salutation des	Le prof salue	Les
		élèves.	les élèves Tapote certains en leur demandant s'ils ont pris un bon petit déjeuner pour pouvoir se tenir tout au long du cours.	élèves répondent à la salutation Certains se mettent à rire			30 min

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		Identifications des absents	Le prof fait un appel et note les noms des absents.	Les élèves répondent à l'appel.	Liste officielle de la classe Feuille de présence.
		Vérification	Le prof	RA :	Feuille blanche	Évaluation
		des prés	demande	Cratères	Marqueurs	diagnostique
		requis	(Quels sont	défaut	Tableau	(Sur la base
			les types de	d'alignem	Effaceur	d'une série de
			défauts de	ent nid de		questions, le
			soudages que	porosité		prof demande
			vous	inclusion		aux élèves de
			connaissez?) Le prof demande (Qu'est-ce que un rayonnement ionisant?) Le prof demande Le prof demande à chaque élève d'essayer sur feuille blanche Le prof se déplace entre les rangées	de laitier etc. Sur une feuille blanche chaque élève essaie de donner les réponses Après échange des copies, ils suivent la correction au tableau		répondre).

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			pour voir si	et après
			les élèves	ils
			travaillent ou	prennent
			pas.	le corrigé
			Après avoir	Pour
			fini, le prof leur demande	terminer, chaque
			d'échanger	élève dit
			leurs copies, et ensemble	le nombre de
			ils corrigent	questions
			les questions	faussées
			sur le tableau	Suivent
			Demande à	attentive
			chaque élève	ment le
			les questions faussées.	prof.
			Fait un bref rappel
		Annonce de	Le prof crée	Les
		l'objectif du	une situation	élèves
		cours	pour	tentent de
			l'annonce de	donner
			l'objectif Par	des
			exemple:	réponses
			Imaginez que	Les
			vous êtes	élèves
			responsable	prennent
			d'un chantier	connaissa
			et on vous	nce de
			demande de	l'importa
			vérifier ou	nce du

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			d'interpréter le contrôle fait par un ouvrier. Que faites-vous? Le prof récapitule les réponses, les oriente dans le cadre du cours et de là il dit les dégâts que peuvent faire un mauvais contrôle ou une mauvaise interprétation afin de leur montrer l'importance du cours et leur dit que l'objectif du cours du c'est de vous permettre d'éviter ces dégâts.	cours et vont probable ment l'accorder une importanc e capitale.
	MO1 : Décrire la	Procédure de	Distribue les	RA : A	Documents	Évaluation
	procédure de mise en	mise en oeuvre	documents	partir	élèves (pour	formative (A
	oeuvre des rayons X		élèves	d'un	prendre note et	partir d'un

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Apprentissage du Jour

ou gamma (ã) par ses propres mots à partir d'un schéma, tout en respectant la

cohérence avec celle décrite dans le cours.

des rayons X ou gamma(ã)

A partir d'un schéma dessiné au tableau, le prof demande aux élèves d'essayer de donner la procédure de mise en oeuvre des rayons

Synthétise l'ensemble des réponses pour en faire une et la dicte aux élèves tout en se déplaçant entre les rangées pour voir si les élèves prennent note ou pas mais de s'assurer qu'ils prennent ce qu'ils doivent prendre

émetteur de rayon X ou gamma, La pièce est soumise à l'action d'une source de rayonnem ent.

Le rayonnem ent sortant de la pièce sous forme d'image est capté par le récepteur de film après expositio n pendant un temps donné.

Enfin le film est interprété

suivre le

déroulement du cours)

Tableau

(support pour dessiner)

Marqueurs (pour dessiner)

Effaceur

(éventuellement pour effacer)

exercice de description d'une procédure de mise en oeuvre des rayons X ou gamma sur la base d'une figure)

45 min

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			Sur une figure légèrement différente le prof demande aux élèves de faire pareil.	pour connaitre la nature et le type de défaut. Les élèves essaient de donner des réponses
				Prennent notes
				Essaient de faire l'exercice d'applicat ion
	MO 2: Déterminer le	détermination	Définit la	Les	Tableau (pour	Evaluation
	temps de pose pour	du temps de	notion du	élèves	écrire)	formative (A
	n'importe quelle	pose.	temps de	suivent	Marqueurs	partir d'un
	soudure à		pose	les	Effaceur	exercice, le prof
	radiographier: La		Ecrit sa	explicatio	Documents	demande aux
	valeur trouvée doit		formule au	ns et	élèves.	élèves de
	être à la seconde-		tableau	prennent		déterminer le
	prés.		(rayon gamma)	note. Essaient		temps de pose individuellemen
			Explique la détermination du temps de pose sur	de faire l'exercice		t)	35 min

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			abaque
			(rayon X)
			Ecrit un exercice d'application au tableau où il demande aux élèves d'essayer de déterminer le temps de pose
			Circule dans la classe tout en se penchant sur la feuille de chaque élève pour voir où il en est
	MO 3: Radiographier	Radiographie	Le prof	Les	Appareils de	Evaluation
	une soudure avec	d'une pièce	explique la	élèves	contrôle (Pour	formative (Sur
	n'importe quelle	soudée.	procédure	suivent	pouvoir de faire	une pièce	2h
	pièce en relevant le		pour faire la	les	le contrôle)	soudée, le prof
	nombre exact de		radiographie	explicatio	Pièces	demande aux
	défauts.		des soudures.	ns et la	(éléments à	élèves de faire
			Va en salle	^pratique	contrôler)	la pratique du
			de	du prof	Combinaison de	contrôle par
			radiographie avec les élèves	Faites la radiograp hie de leur pièce	sécurité (pour protéger le corps contre les rayons X)	radiographie)

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Feuilles blanche (support pour faire l'interprétation) Support de cours

Evaluation formative (Sur la base des résultats de leur pièces radiographiées, le prof demande aux élèves d'interpréter les résultats)

40 min

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MO 4 : Interpréter les résultats d'une pièce radiographiée en donnant le type et la nature des défauts.

Interprétation des défauts.

Fait une démonstratio n

Donne une pièce à

chaque élève.

Demande aux élèves à tour de rôle d'effectuer le contrôle par radiographie de la pièce tout en leur assistant à chaque étape à fin de rectifier certaines erreurs

Le prof et les élèves décrivent la procédure d'interprétati on des défauts.

Donne la liste des défauts et leurs manifestation s après

à tour de rôle.

Réajusten t leur manière de faire selon les explicatio ns du prof.

Les

élèves suivent les explicatio ns du prof et la façon dont il analyse ses résultats

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			passage des	essaient
			rayons X ou	d'interpré
			gamma.	ter leurs
			interprète les	résultats à
			résultats de	partir des
			sa	supports
			radiographie	de cours
			demande à	mis à
			chaque élève	leurs
			d'interpréter	dispositio
			les résultats de sa radiographie sur feuille blanche	ns
			Fait le tour des tables pour observer les élèves
Synthèse	Vérifier que les	Récapitulatif	Le prof	Font la	Pièces	Evaluation
évaluative	objectifs sont atteints.	du cours.	récapitule le cours Demande aux	synthèse avec l'aide du	Appareils de contrôle. Combinaison de	formative (A partir d'une pièce, le prof
			élèves de faire la synthèse Demande aux élèves s'ils n'ont pas de questions	prof posent des questions s'il y'a n'en	sécurité	demande la pratique du contrôle par radiographie).	3h 30 min

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			Donne une	Calculent
			pièce à	le temps
			chaque élève	de pose
			et leur	Détermin
			demande de :	ent le
			Calculer le	temps de
			temps de	pose par
			pose;	abaque
			Déterminer le	Radiogra
			temps de	phient les
			pose par	pièces et
			abaque;	les
			Radiographie	interprète
			r la pièce en utilisant selon leur choix les rayons X ou gamma;	nt.
			D'interpréter les résultats.

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LE CONTROLE DES SOUDURES PAR
RADIOGRAPHIE

Youssou SAWARE 86

I-Principe

La radiographie peut être décrite comme étant un examen qui utilise un faisceau de radiations électromagnétiques pénétrantes dirigé vers la pièce à inspecter. Suivant la nature et la géométrie de la pièce, une portion du faisceau est absorbée et/ou déviée. En créant une image à partir de l'intensité de la radiation derrière la pièce, des variations d'intensité sont donc observées. Ces variations correspondent à l'ombrage produit par les différentes structures (internes et externes) de la pièce inspectée.



Figure 1 : Schéma de principe du contrôle par radiographie A- La procédure de mise en oeuvre

A partir d'un émetteur de rayon X ou gamma, La pièce est soumise à l'action d'une source de rayonnement.

Le rayonnement sortant de la pièce sous forme d'image est capté par le récepteur de film après exposition pendant un temps donné.

Enfin le film est interprété pour connaitre la nature et le type de défaut. II-Les sources de rayonnements

En radiographie, on utilise deux sources de rayonnements électromagnétiques (même nature que la lumière ou les ondes radio) :

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Youssou SAWARE 87

Le rayonnement X et le rayonnement gamma(y).Ces rayonnements sont dits ionisants du fait de leur capacité à agir sur la matière et d'y créer des charges électriques.

A- Le contrôle par rayonnement X

Les rayons X, mis en évidence par Röntgen en 1895, sont créés en envoyant des électrons accélérés sur une cible en tungstène. Les rayons X ont des longueurs d'onde comprise entre 10^-7 m et 10^-12 m, ce qui correspond à une gamme d'énergie allant de 10 V à 1000 KV. Toutefois, seuls les rayons X de longueur d'onde inférieure à 2,5 10^-10 m (c'est-à-dire d'énergie supérieure à environ 5 KV) ont un pouvoir pénétrant suffisant pour être utilisés industriellement

Avec les accélérateurs linéaires, on sait aujourd'hui produire des rayonnements X de quelques MV, capables de radiographier des épaisseurs souvent supérieures à 200 mm.

Il va sans dire que ce type d'équipement est très coûteux. Contrairement aux rayons ã, les rayons X sont produits, à la demande par un générateur. Un très haut potentiel électrique (plusieurs centaines de kV) est établi entre deux électrodes (la cathode négative source d'électrons et l'anode positive source des rayons X). Les électrons sont accélérés par la tension entre les électrodes. La production du faisceau électronique génère de la chaleur (99%) et des rayons X (1%) de façon à éviter la formation d'arcs électriques entre les deux électrodes.

B- Le contrôle par rayonnement Gamma (y)

Les rayonnements ã (gamma) sont créés par désintégration spontanée d'un élément radioactif tel l'iridium 192 (période de 74 jours) ou le cobalt 60 (période de 5, 3 ans). Les énergies produites (entre 0,3 et 0,6 MV pour l'iridium, entre 1,1 et 1,3 MV pour le cobalt) permettent de radiographier des pièces plus épaisses qu'avec les rayons X produits par des moyens classiques : pour fixer les idées, les épaisseurs d'acier acceptables vont jusqu'à 20 mm avec les rayons X classiques, et jusqu'à 150 mm avec les rayons gamma.

Dans la plupart des applications industrielles, la formation de

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l'image radiographique s'effectue grâce à un film qui, après développement, est observé par transparence. La procédure est un peu complexe, prend du temps (quelques heures, si on veut une image de qualité) et coûteuse si on a beaucoup de contrôles.

Comme pour toutes les techniques de CND, le CND par radiographie exige un savoir-faire important, tant au niveau des conditions opératoires qu'à celui de l'interprétation des résultats.

III-Le temps de pose

A- Définition

C'est le temps de l'exposition externe durant lequel la source radioactive est sortie de son conteneur pour la prise d'un cliché.

B- Le temps de pose aux rayons X

Le temps de pose est déterminé par un abaque d'exposition spécifique à chaque poste à rayon X.

C-



Le temps de pose aux rayn Gm ()

Le temps de pose est déterminé p uivante :

T= .

Avec

T : Temps de pose en heure;

Q : Le facteur d'exposition en heure /curie;

d : La distance source / film en mètre;

K : Le coefficient de rapidité du film;

N : Le coefficient de densité optique;

IV-Les indicateurs de qualité d'image

Les indicateurs de qualité d'image sont des dispositifs permettant de

définir la qualité de l'image d'un film radiographique.

Les IQI les plus courants sont:

-Les indicateurs à fils;

-Les indicateurs à gradins percés;

A- Les indicateurs à fils

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Les indicateurs à fils sont constitués d'une pochette en plastique translucide dans laquelle est placée 7 fils de diamètre calibres et décroissants. Le matériau des fils doit avoir un coefficient d'absorption le plus proche du matériau à contrôler.

Ils existent quatre matériaux pour les fils : Le fer, l'aluminium, le cuivre et le titane.



Figure 2 : Indicateur à fils

B- Les indicateurs à gradins percés

Les indicateurs à gradins percés sont des pièces étalons comportant des inclusions et des aspérités jouant le rôle des défauts. Ils sont repérés par un numéro en plomb (H1,

H5, H9 et H13) correspondant à l'épaisseur du gradin et au diamètre du trou le plus gros.

Le matériau des fils doit avoir un coefficient d'absorption le plus proche du matériau à contrôler.

Ils existent quatre matériaux pour les fils : Le fer, l'aluminium, le cuivre et le titane.



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Figure 3 : Indicateur à gradin percé V- Interprétations de quelques défauts:



Un désalignement des pièces à souder (Offset) et un remplissage





Concavité excessive (insuffisamment rempli)

La quantité de metal d'apport sur la dernière passe est insuffisante. La soudure sur le cap est creuse, l'épaisseur totale du cordon est donc plus mince a cet endroit.

L'image radiographique qui revéle une densité plus sombre qui s'étend sur toute la largeur de la zone de soudage. Le reste de la partie soudee est plus « blanc >

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Concavité excessive (insuffisamment rempli)

Pénétration excessive (glaçon)

	1,
		Pénétration excessive (glaçon) Quantité de metal d'apport a la racine du cordon de soudure excédentaire L'image radiographique révèle une densité plus clair dans le centre de la largeur de la zone de soudage. Cela peut s'étendre tout le long du joint de soudure ou. comme dans ce cas, à des zones isolées.

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Caniveau externe

	Caniveau externe Sur la surface externe le long du joint de soudure et su le bord de l'arête, amincissement du métal de base provoquant un « undercut ». L'image radiographique révèle une zone irrégulière de densité plus sombre. Lors d'un caniveau tel que celui-ci, la densité de ce défaut sera toujours plus sombre que la densité des pièces â souder. Met



Caniveau interne e la racine

Sur la surface interne le long du joint de soudure , amincissement du métal de base provoquant un

«underdut »_

Limage radiographique rèvéle une zone irrégulière de densité plus sombre non loin du centre du joint de soudure et tout le long de l'arête de la passe â la racint

Caniveau interne à la racine

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VI- Les critères d'acceptations des défauts

Le critère d'acceptation d'un défaut ou d'une série de défauts est un phénomène important dans le contrôle par radiographie. Il permet d'accepter ou de rejeter un défaut selon sa taille et sa position. Deux classes de sévérités sont définies. La classe à prendre en considération doit être aux spécifications techniques. Voici selon les tableaux ci-dessous les critères établies par le code E.D.F (Electricité De France).

Nature du défaut	Décision
Fissure critique, collage, manque de pénétration, caniveau	Classe 1	Classe 2
	A réparer	A réparer
Inclusion	Tolérés si sa plus grande dimension inférieure : (b) (c) (d) (e)
	<1.5mm pour e < 5mm (b) <3mm pour tôle 5 <e< 9mm (c) <e/3 mm pour e = 9 à 60mm (d) <20mm pour e > 60mm (e)		5mm pour e < 10mm e/2 mm pour e =10 à 60mm 30mm pour e > 60mm

Tableau 1 : Les critères établis par le code E.D.F en fonction

des défauts

Epaisseur de la paroi e en mm	Plus grande dimension de la soufflure en mm
	Classe 1	Classe 2
e < 5	1	1.5
5 = e = 10	1.5	2
10 < e = 20	2	2.5
20 < e = 40	2.5	3
e > 40	3	4

Tableau 2 : Les critères établis par le code E.D.F en fonction de

l'épaisseur

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Youssou SAWARE 94

VII-Avantages et Inconvénients

A- Avantages

y' Détection des défauts dans le volume de la pièce;

y' Applicable à tous les matériaux;

y' Traçabilité et archivage des résultats;

y' Facilité d'identification des défauts internes des soudures bout

à bout interpénétrées;

y' Performant pour défauts volumiques et manques de

pénétrations;

y' Etc.

B- Inconvénients

y' Peu adapté aux contrôles des soudures en angle;

y' Pas adapté aux soudures non interpénétrées;

y' Règles de sécurité rigoureuse et contraignante;

y' Difficulté de localisation du défaut dans l'épaisseur;

y' Les défauts plats (collages ou fissures) ne sont décelés que

s'ils sont orientés suivant le rayonnement (ou légèrement

inclinés sur celui-ci);

y' Orientation du rayonnement à choisir en fonction de

l'orientation supposée du défaut recherché;

y' Méthode coûteuse en investissement et développement des

films;

y' Pénétration des rayons limitée par l'épaisseur et la puissance de

la source;

y' Etc.

VIII-Protections contre les rayons

Toutes expositions à des rayonnements ionisants, aussi faible soient-

elles, peuvent entraîner des risques pour la santé du travailleur. Des

mesures sont donc à prévoir pour supprimer ou limiter autant que

possible les expositions.

La radioactivité est un phénomène naturel lié à l'instabilité de certains

atomes qui composent la matière. Ces atomes instables (les

radioéléments) émettent des rayonnements qui, en interagissant avec

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la matière peuvent l'ioniser, c'est-à-dire enlever un ou plusieurs électrons à ses atomes. Ces rayonnements sont dits ionisants. Généralement, un radioélément émet plusieurs types de rayonnements ionisants à la fois (alpha, bêta, gamma, X et neutronique). L'émission diminue avec le temps (de quelques jours à plusieurs millions d'années, selon le radioélément considéré), on parle de décroissance radioactive.

La radioactivité peut provenir de substances radioactives naturelles (uranium, radium, radon) ou artificielles (californium, américium, plutonium).

Différents dispositifs et installations (accélérateurs de particules, générateurs électriques...) peuvent également émettre des rayonnements ionisants.

En outre, il est important de connaître les signes d'alerte, la conduite à tenir et les différentes mesures à prendre en cas de situation anormale lors de l'utilisation d'un générateur ou d'une source scellée ou en cas de dissémination de substances radioactives lors de l'utilisation d'une source non scellée.

La protection contre le rayonnement X est donc impérative, tant par la prévention collective (vérification périodique des appareils, formation à leur utilisation, délimitation et signalisation des zones d'émission, écrans de protection...) que par la prévention individuelle (dosimétrie, surveillance médicale renforcée, port d'équipements de protection...).

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EPREUVES DES EVALUATIONS FORMATIVES DE LA

LECON N° 2

MO1 :

A partir du schéma ci-dessous, décrire avec vos propres mots la procédure de mise en oeuvre des rayons X ou gamma.



MO2 :

Une source d'iridium 192 a une activité de 925 MBq (25 curies) au 1er mars 2004. Le cliché est pris le 10 juin 2004 avec un film ayant un facteur k = 4 pour une densité recherchée de 2,5. La soudure à radiographier est un tube de 508 x 5 en acier. La source radioactive est disposée dans l'axe du tube.

· L'activité résiduelle au 10 juin 2004 : 925 x 0,392 = 362,6 MBq = 362,6 10⁶ Bq

· Epaisseur de l'acier: 5 mm donc Q = 950 (densité voulue 2,5)

· Distance source film en mètres : d =0,26 m

· Coefficient de rapidité du film = K = 4

Calculez le temps pose?

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Définitions de certains mots difficiles

Radiation: C'est le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une onde, une particule.

Rayonnement ionisant: C'est un rayonnement capable de déposer assez d'énergie sur la matière qu'il traverse pour créer une ionisation. Ionisation : C'est le fait d'arracher un ou plusieurs d'électrons à la structure électronique d'un atome le transformant ainsi en un ion. Désintégration: c'est la transformation d'un noyau d'un atome Iridium: C'est un élément chimique de symbole Jr et de numéro atomique 77.Il est utilisé dans les alliages à haute résistance et pouvant supporter de hautes températures.

Dosimétrie : C'est la détermination quantitative de la dose absorbée par un organisme ou un objet, c'est-à-dire l'énergie reçue par unité de masse, suite à l'exposition à des rayonnements ionisants. Radioactivité : C'est un phénomène physique au cours duquel des noyaux atomiques se transforment spontanément par désintégration simple ou en chaine en dégageant de l'énergie sous forme de rayonnement ionisant en des noyaux atomiques plus stables ayant perdu une partie de leur masse.

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CONCLUSION GENERALE

Notre projet consistait à étudier un bâtiment en charpente métallique à usage d'habitation muni d'un rez-de-chaussée et un niveau.

La structure est entièrement dimensionnée selon l'Eurocode, de l'hypothèse des charges et actions puis la descente des charges pour terminer avec le dimensionnement afin de choisir les profilés adéquats tout en veillant sur sa légèreté et sa stabilité.

De cette étude, je me suis d'avantage familiarisé avec les règles de dimensionnement, l'élaboration des fiches pédagogiques mais aussi j'ai eu à perfectionner les connaissances acquises lors de ma formation.

Notre étude, n'étant pas axée sur le coût mais les travaux de certains comme le Docteur J.W.Rackham ^[1] sur sa publication sur « les Stratégies pour la construction rentable de bâtiment en acier en Europe version 6, d'octobre 2010 » nous montre les nombreux avantages que présentent les bâtiments à ossature métallique par rapport aux ceux en béton armé.

Cependant, malgré ces nombreux avantages, on ne saurait dire avec exactitude que les bâtiments à ossature métallique sont moins chers que les bâtiments en béton armé. Donc selon nous, une étude comparative doit être effectuée pour y avoir une idée beaucoup plus claire.

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REFERENCES BIBLIOGRAHIQUES

[1] :J.W.Rackham, Stratégies pour la construction rentable de bâtiments en acier en Europe, 2010.

[2] : C. E. de Normalisation, « Eurocode 1. Actions sur les structures. Actions générales. Poids volumiques- poids propres-charges d'exploitation des bâtiments », EN 1991-1-1, 2002.

[3] : Arcelor Mittal, Caractéristiques géométriques des planchers collaborants Cofraplus 60 [Figure].Tiré de https://www.google.fr/#q=arval+plancher+collaborant+2008+cofraplu s+60, 2008.

[4]: C. E. de Normalisation, « Eurocode 1: Actions sur les structures- Partie 1-4: Actions générales-Actions du vent », EN 1991-1-4, 2005.

[5] : M. H. Midoun, et W. Mostefaoui, " Etude d'un bâtiment métallique (R+14) + sous-sol -Oran," Mémoire de maitrise. , Université Abou Bekr Belkaid Tlemcen UADT, Algérie, 2014. [En ligne].Disponible : DSpace, http://dspace.univ-tlemcen.dz/handle/112/3899.[Consulté le 5 janvier 2016].

[6]: J. Morel, Guide de calcul des structures métalliques CM 66 additif 80-Eurocode 3, Paris : Eyrolles, 2001.

[7]C. Hazard, F. Lelong, et B. Quinzain, Mémotech structures métalliques, Paris : Casteilla, 1997.

[8] : J.MOREL, Calcul des structures métalliques selon l'Eurocode 3, Paris : Eyrolles, 2005.

[9] :D.Semin, "Technique et application," Assemblages soudés et contrôles non destructifs(C.N.D), n°.2, pp.82, 2004.

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ANNEXES

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ANNEXE A :

Tableau des vitesses du vent selon L'Agence Nationale de l'Aviation
Civile et de la Météorologie du Sénégal

(ANACIM)



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ANNEXE B :

PLAN 3D



PLAN 3D

Eeh : 1/100

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