Dans le monde actuel, nous voyons et utilisons partout des structures en acier. L’existence des chemins de fer que nous utilisons tous les jours de la maison au travail, ou l’un des points d’attraction touristique les plus visités au monde, la Tour Eiffel, est rendue possible par l’utilisation de l’acier comme matériau de construction. Grâce à ses propriétés uniques, tous les types d’acier constituent une base pour notre société moderne. Mais qu’est-ce que l’acier de construction exactement? Quelle est la différence entre l’acier doux et l’acier de construction? Pourquoi et comment les gens l’utilisent-ils ? Toutes ces questions, et bien d’autres encore, seront expliquées en détail dans cet article.
1.) Qu’est-ce quel’acier de construction?
L’acier de construction est un type d’acier qui est utilisé comme matériau de construction. Ils sont conçus pour avoir un bon rapport résistance/poids (ce que l’on appelle aussi la résistance spécifique) et pour être rentables afin d’être utilisés comme élément structurel dans les bâtiments, les routes, les ponts, etc.
2.) Pourquoi l’acier? L’acier est un matériau robuste.
L’acier, l’un des matériaux les plus essentiels du monde moderne, existe en différentes qualités et formes. Il s’agit simplement d’un alliage de fer et d’une très faible quantité de carbone (jusqu’à 2,1 % en poids), parfois d’autres éléments. En raison de sa grande résistance à la traction et de son faible prix, c’est un composant important utilisé dans les infrastructures, les outils, les navires, les voitures, les machines, les appareils et les bâtiments.
Les aciers sont produits et utilisés selon différentes méthodes de production en apportant un changement de microstructure par des traitements thermiques nécessaires en fonction de la caractéristique souhaitée. En outre, des éléments d’alliage peuvent être ajoutés à l’acier pour obtenir des propriétés variables. Les diagrammes de phases sont particulièrement importants dans le traitement thermique.
Figure 1: Iron – Carbon Equilibrium Phase Diagram
3.) Types et nuances d’acier de construction
Il n’y a pas qu’un seul type d’acier de construction. Il existe plusieurs formes et nuances différentes, en fonction des besoins de l’application spécifique. Les aciers de construction sont classés selon la forme de leur section, comme les formes I, T, C les plus fréquemment utilisées (2). Outre leur forme, la nuance de l’acier a une incidence directe sur les propriétés mécaniques. Ainsi, différentes nuances d’acier de construction doivent être choisies en fonction des différentes exigences de conception.
Plusieurs types d’acier peuvent être façonnés et utilisés sous forme de poutre, tige, plaque, barre ou profilé. Voici les matériaux standards de l’acier de construction:
Aciers au carbone:
L’acier peut être défini comme acier au carbone lorsque l’ajout de tout autre élément d’alliage (tel que le tungstène, le zirconium, le cobalt, le nickel, etc.) n’est pas nécessaire, que la teneur en cuivre ne dépasse pas 0,4 % ou que les éléments suivants ne dépassent pas les pourcentages en poids indiqués (Mn : 1,6 %, Si : 0,6 %, Cu : 0,6 %) (3). Les aciers au carbone sont généralement classés selon leur teneur en carbone en aciers à faible teneur en carbone (< 0,3 %), à teneur moyenne en carbone (0,3-0,6 %), à haute teneur en carbone (0,6-1 %) et à ultra-haute teneur en carbone (1,25-2 %). Il est principalement utilisé pour les tuyaux et les tuyauteries de construction.
Aciers à haute résistance et faiblement alliés:
Ces types d’aciers sont conçus pour avoir de meilleures propriétés mécaniques et être plus résistants à la corrosion atmosphérique que les aciers au carbone. Ils contiennent jusqu’à 2,0 % de manganèse. De petites portions d’autres éléments d’alliage tels que le chrome, le nickel, le molybdène, l’azote, le vanadium, le niobium et le titane peuvent être utilisées dans différentes combinaisons pour modifier les propriétés (3). Les aciers résistant aux intempéries, qui sont un sous-type d’aciers faiblement alliés à haute résistance, ont une grande résistance à la corrosion atmosphérique en formant une couche passive de type rouille sur la surface, ce qui en fait l’un des principaux aciers de construction. Il est principalement utilisé dans les formes et les tôles de construction.
Aciers forgés:
Le forgeage est simplement le processus qui consiste à façonner le métal pendant qu’il est à l’état solide. Il est réalisé en appliquant de l’énergie mécanique et thermique à des lingots ou des billettes d’acier. Ce processus introduit une structure granulaire uniforme dans le matériau, ce qui diminue la discontinuité dans la matrice en éliminant les vides et les bulles de gaz et augmente la résistance globale (4).
Aciers alliés trempés et revenus:
Un type d’acier de construction (par exemple A514) utilisé principalement dans les constructions de bâtiments. Comme son nom l’indique, ce type d’acier a subi des étapes de traitement thermique de trempe et de revenu.
4.) Forme structurelle commune
Les formes des aciers de construction sont données dans de nombreuses normes à travers le monde. En bref, les angles, les tolérances, les dimensions et les mesures de section définies dans les normes et ces aciers sont nommés. Alors que de nombreuses sections sont formées par laminage à chaud ou à froid, d’autres sont réalisées par soudage de tôles plates ou cintrées.
Figure 2: The Various Types of Structural Steel Shapes
b.) ASTM
Ces aciers ont une identification d’alliage associée commençant par un A puis deux, trois ou quatre numéros. Les nuances d’acier AISI à quatre chiffres habituellement utilisés pour la construction mécanique, les machines et les véhicules sont des séries de spécifications totalement différentes. Tous les aciers portent des noms spéciaux.These steels have associate alloy identification beginning with A and then two, three, or four numbers. The four-number AISI steel grades usually used for mechanical engineering, machines, and vehicles are a totaly different specification series. Special names have for all steels.
Par exemple:
A1085 – tuyaux et tuyauteries de construction
A36 – formes structurelles et tôles
5.)Avantages et inconvénients des aciers de construction
| ADVANTAGES | DISADVANTAGES |
| Rapport résistance/poids élevé | Sensible à la corrosion |
| Production facile et en grande quantité | Coût élevé pour le rendre résistant à la corrosion |
| Formée et moulée | Fatigue |
| À bon marché | Bouclant |
| Longue durée de vie | Baisse de la force dans les températures élevées |
Rapport résistance/poids plus élevé:
En comparaison, l’acier domine tous les autres matériaux de construction conventionnels tels que la pierre, le ciment ou le bois en termes de rapport résistance/poids. Cela signifie que la tolérance à l’égard des mauvaises fondations est plus élevée.
Bonne ductilité:
La ductilité est la capacité du matériau à résister à des charges sans défaillance. Grâce à la nature élastique de l’acier, il peut reprendre sa forme initiale après le cintrage. Le fait de céder jusqu’à un certain point permet d’éviter les défaillances prématurées. Les matériaux durs et cassants peuvent se rompre soudainement, et ne sont donc pas favorables.
Haute Ténacité:
La capacité d’un matériau à absorber l’énergie est appelée ténacité. Les aciers de construction ont des valeurs de ténacité élevées ; ils sont donc très adaptés aux applications de construction. Ils sont à la fois solides et ductiles. Il convient également de mentionner que la principale différence entre l’acier doux et l’acier de construction est que les aciers de construction sont plus rigides afin de supporter des charges plus élevées sans s’affaisser inutilement.
Variété architecturale:
Les structures en acier rendent possibles des conceptions architecturales très différentes. Partout dans le monde, on peut voir d’étonnants bâtiments, tours et ponts en acier. On serait surpris de découvrir que ce matériau n’était pas économiquement raisonnable à utiliser comme composant structurel, il y a tout juste cent ans.
Gagner de la place:
En comparaison avec le béton armé, un porteur en acier de 40×40 cm2 peut faire le même travail qu’un porteur en béton armé de 100×100 cm2. Cet exemple montre qu’une économie nette en termes de surface utilisable peut être réalisée (5).
Il existe certains inconvénients qui peuvent être résolus par des coûts supplémentaires comme la corrosion et la sensibilité au feu, ou le risque de flambage sous de lourdes charges. Cependant, des avantages majeurs peuvent encore compenser ces inconvénients dans certaines applications de conception.
6.) Applications des aciers de construction
Qu’est-ce qui vous vient à l’esprit lorsque vous entendez le mot acier de construction ? J’espère qu’il ne s’agit pas seulement de construction. L’acier de construction est le métal le plus utilisé par les architectes, les concepteurs, les ingénieurs, les entrepreneurs et les fabricants. En raison de ses propriétés, il est particulièrement durable, résistant à la corrosion et à la traction, et son prix relativement bas a été utilisé dans divers domaines.
Construction
L’acier de construction a des applications variées dans l’industrie de la construction. Il est généralement utilisé dans la conception et la construction de lieux industriels. L’acier de construction a un rapport résistance/poids élevé qui le rend excellent pour la construction d’énormes structures telles que des bâtiments, des entrepôts, des ponts, des usines, etc. Les charpentes, poutres, colonnes, barres, poutrelles, plaques et bien d’autres sont créées par les fabricants de structures en acier qui sont utilisées dans l’industrie de la construction. Chaque année, environ 25 % des aciers de construction sont utilisés dans la construction de bâtiments.
Exploitation minière
L’industrie minière a de nombreuses applications de l’acier de construction. La plupart des composants de la sous-structure minière sont renforcés à l’aide d’acier de construction. Tous les ateliers, bureaux, parties structurelles des mines telles que les cribles, les chaudières à lit fluidisé, les bâtiments sont fabriqués avec de l’acier de construction. L’acier de construction est facile à nettoyer en raison de sa surface lisse et n’interfère donc pas avec d’autres éléments.
Transport
L’acier de construction est utilisé pour produire des camions, des transmissions, des trains, des rails et des navires, des chaînes d’ancrage, des trains d’atterrissage d’avions et des composants de moteurs à réaction. La plupart de ces véhicules contiennent une quantité importante d’acier de construction. Les aciers de construction sont utilisés en raison de leur élasticité, de leur résistance à la corrosion, de leur résistance à la traction, de leur ductilité, de leur malléabilité et de leur prix abordable.
Marine
La plupart des véhicules marins sont construits en utilisant des structures en acier, par exemple des sous-marins, des bateaux, des supertankers, des échelles, des planchers et des grilles en acier, des escaliers et des sections d’acier fabriquées. L’acier de construction peut résister aux pressions extérieures et se déformer facilement, autant de propriétés qui en font un acier de construction idéal pour le secteur maritime.
Énergie
Il existe de nombreuses applications de l’acier de construction dans l’industrie de l’énergie. Il est utilisé dans de nombreux bâtiments industriels pour les sources d’énergie renouvelables et non renouvelables telles que les tours de transmission, les pipelines, les éoliennes, les électroaimants, les noyaux de transformateur, les puits de pétrole et de gaz.
7.) Les standards
Les formes, les dimensions, la composition chimique, les propriétés mécaniques comme la résistance, les pratiques de stockage de l’acier de construction sont fabriquées selon des normes. Les aciers de construction sont généralement spécifiés sur la base des normes industrielles ou nationales appropriées, telles que ASTM, API, BSI, ISO, etc. Dans la plupart des cas, les normes donnent principalement les exigences de base telles que les limites de la composition chimique et les propriétés de traction.
Les deux normes les plus répandues sont la norme européenne (EN 10025) et la norme américaine (ASTM).
a.) EN 10025
Les noms des aciers de construction commencent par “S” et après “limite d’élasticité en N/mm2) . On peut ensuite indiquer : “Valeur de ténacité”, “Grain fin ou non”, “Trempé ou revenu”.
Par exemple : “S275J2′” ou “S690QL”.
8.) Comment choisir votre fabricant?
Il peut être troublant de prendre une décision sur une question aussi importante. Une mauvaise décision de la part du fabricant peut être coûteuse. Les conseils que nous vous donnons ci-dessous peuvent vous être utiles pour choisir votre fabricant
Sachez ce que vous cherchez.
Déterminez vos priorités et vos attentes vis-à-vis de votre fabricant avant l’entretien avec les candidats.
Prenez votre temps.
Se précipiter dans le choix du fabricant peut vous prendre plus de temps que de les évaluer. Testez plusieurs entreprises si nécessaire et choisissez celle qui vous convient le mieux.
Demandez le contexte.
Une entreprise avec un bon historique est moins susceptible de vous laisser tomber, mieux vaut garder cela à l’esprit.
Envisager le recours à des agents de recrutement
Il y a beaucoup de coûts invisibles dans le processus de passation des marchés. En engageant des professionnels ou des entreprises expérimentés pour vos projets de passation de marchés, vous pouvez réduire considérablement vos dépenses. N’hésitez pas à poser des questions à ce sujet à l’équipe expérimentée d’Yena dans le cadre de divers projets de construction métallique.
YENA Engineering est très expérimentée dans les projets de construction en acier comme les immeubles de grande hauteur, les systèmes de toiture, les pièces de pont, les bâtiments industriels et la fabrication d’équipements de construction connexes. Nous sommes en mesure de réaliser des projets selon les normes EN 1090-1 EXC2, EXC3 et EXC4. Nos procédures de soudage sont conformes à la norme EN ISO 3834-2.
Nous offrons un service d’approvisionnement unique pour les projets de construction comprenant les dessins d’atelier, l’approvisionnement en matières premières, le traitement de surface (sablage, peinture finale), la galvanisation, la découpe, le perçage, le soudage et la finition.
Pour des informations détaillées sur nous, consultez notre page de produits https://yenaengineering.nl/structural-steel-parts/
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