Calcul des structures en béton

Afin d’harmoniser les règles de conception des structures en béton entre les états membres de l’Union européenne, les règles de calcul ont été unifiées avec la publication de l’eurocode 2. La phase finale de la rédacti on des Annexes françaises de la norme NF EN 1992 1-1, « Calcul des structures en béton armé ou précontraint » publiée par AFNOR en octobre 2005, a été achevée fin 2007.

Comprendre les changements par rapport au BAEL 91 L’eurocode 2 constitue une innovation aussi importante que fut le passage du CCBA 68 au BAEL ; il va donc bouleverser, dans certains domaines (enrobage, tranchant, scellement de barres, états limites de service), les habitudes des ingénieurs français. La profession va donc connaître une période de transiti on en mati ère de règles de concepti on et de calcul des structures en béton. Cet ouvrage a pour objectif de présenter l’évolution et les grands principes de la réglementation européenne dans le domaine du béton armé plus parti culièrement.

Appliquer les nouvelles méthodes de calcul

Les diff érences avec le BAEL, les principales innovati ons et les principes fondamentaux sont comparés tant pour les formules de dimensionnement que pour les dispositi ons constructi ves. Des indications complémentaires sur les modalités d’application des formules sont données ; les raisons pour lesquelles la France a proposé des valeurs différentes que celles recommandées par les membres de la Commission européenne sont explicitées. L’ouvrage présente aussi des applicati ons pratiques d’exemples avec l’interprétation faite par la Commission de certains articles (tranchant, flèche, fissuration, etc.).

Avant-propos

La phase finale de la rédaction des annexes françaises à la norme NF-EN 1992 1-1 « Calcul des structures en béton armé ou précontraint », publiée par l’AFNOR en octobre 2005, vient de s’achever fin 2007. La profession va donc connaître une période de transition en matière de règles de conception et de calcul des structures en béton. L’eurocode 2 constitue une innovation aussi importante que fut le passage du CCBA 68 au BAEL ; il va bouleverser, dans certains domaines, les habitudes des ingénieurs.

Cet ouvrage1 a pour objectif de présenter l’évolution et les grands principes de la réglementation européenne dans le domaine du béton armé par rapport au BAEL.

Les principales innovations et les principes fondamentaux y sont exposés. Les différences avec le BAEL sont comparées tant pour les formules de dimensionnement que pour les dispositions constructives. Des indications complémentaires sur les modalités d’application des formules y sont données et les raisons pour laquelle, la France a proposé des valeurs différentes que celles recommandées, y sont explicitées.

Des chapitres sont également consacrés à l’application pratique d’exemples avec l’interprétation faite par la Commission de certains articles. Je remercie, aussi les auteurs des exercices de l’ouvrage Applications de l’eurocode 2 qui ont défriché cet eurocode et également, M. Chenaf du CSTB qui m’a aidé à la rédaction de certains exercices sur le flambement.

On peut cependant indiquer que certaines parties des exercices exposés dans cet ouvrage, ont vocation à être corrigées et peuvent être complétées après un retour d’expérience et d’application de ces eurocodes.

L’historique

Les eurocodes sont les nouveaux codes de conception et de calcul des ouvrages de structure destinés à remplacer les règlements actuels, (par exemple l’EC 2 pour le BAEL et le BPEL, et l’EC 3 pour les CM 66).

À ce jour, la période des ENV, accompagnés par des documents d’application national (DAN) établis par chaque état pour leur application est terminée. Ces textes sont remplacés depuis 2007 par les versions définitives des EN (en France par les NF EN).

Pourquoi les eurocodes ?

Rappelons brièvement l’historique de la normalisation européenne. Parallèlement aux travaux scientifiques entrepris depuis les années 70 au sein du

comité Euro-International du béton (CEB), se fait jour sur le plan politique l’idée d’une normalisation européenne unifiée, destinée à faciliter le développement de la construction européenne, à diminuer les entraves aux échanges entre les différents états, et à promouvoir la codification européenne au plan mondial. C’est la suite logique à la monnaie unique.

Cette idée est née en 1983 avec la directive 89/106 de la Commission des communautés Européennes (CEE) qui avait pour idée que les caractéristiques performancielles des produits soient exprimées selon un langage harmonisé de telles sortes que les entraves techniques soient supprimées. C’est la naissance des normes harmonisées et des agréments techniques européens.

La CEE a donc chargé un Comité européen de la normalisation (CEN) qui a lui-même désigné un groupe d’experts internationaux, the technical commitee n° 250, (CEN TC 250) pour rédiger huit textes provisoires ENV qui devront passer à terme en normes définitives EN :

• EN 1990 (EC 0) : Bases de calcul des structures
• EN 1991 (EC 1) : Actions sur les structures
• EN 1992 (EC 2) : Calcul des structures en béton
• EN 1993 (EC 3) : Calcul des structures en acier
• EN 1994 (EC 4) : Calcul des structures mixtes
• EN 1995 (EC 5) : Calcul des structures en bois
• EN 1996 (EC 6) : Calcul des structures en maçonnerie
• EN 1997 (EC 7) : Calcul géotechnique
• EN 1998 (EC 8) : Calcul des structures en région sismique
• EN 1999 (EC 9) : Calcul des structures en aluminium

L’eurocode 0 est le code qui définit les actions et leurs combinaisons, communes à l’ensemble de ces textes.

Où en est l’eurocode 2 ?

L’ENV 1992-1 – (EC 2, partie 1) a été publiée par l’AFNOR en 1992 avec son DAN. Cet « ENV 1992 » s’inspirait très fortement du code modèle européen CEB-FIP model code 1990.

Cette période transitoire d’application des ENV a été un échec en France. En effet l’ENV 1992 est un code assez pénalisant par rapport à notre BAEL. Dans les années 90, la France avait donc invalidé un grand nombre d’articles, notamment sur le cisaillement, et des dispositions constructives très sévères.

Elle avait reconduit les articles du BAEL sous forme de DAN. Les entreprises n’ont donc pas adopté ce texte. En revanche, l’Allemagne, et l’Espagne ont aligné leurs règlements sur ces eurocodes (la DIN 1045 est une copie de l’ENV 1992) ; l’Italie l’utilise aussi.

L’examen des propositions de refonte des ENV pour le passage au stade EN est terminé depuis 2004. Il a abouti à la rédaction de l’EN en avril 2004. L’AFNOR a publié la version fançaise définitive NF-EN 1992 1-1 en octobre 2005.

Le texte de la NF-EN a évolué depuis l’ENV de 1991. Les drafts successifs ont permis de prendre en considération un grand nombre de remarques de chaque pays. En revanche, les grand principes demeurent, ainsi qu’un certain nombre de points qui fâchaient la France.

Chaque pays a fait ses remarques. Pour certains articles pouvant créer des points de blocage, et sous la poussée des états membres, désireux que ces codes sortent, le comité technique TC 250, a dû faire preuve de diplomatie en renvoyant à des Annexes nationales, afin que chaque pays retrouve ses marques.

Chaque pays a donc eu le choix de fixer son propre niveau de sécurité, avec ses habitudes nationales. Le recours à ces annexes reste donc assez limité.

Pour éviter d’avoir des Annexes nationales intégrant des commentaires non contradictoires qui permettent de donner des explications aux lecteurs pour une meilleure interprétation de certaines prescriptions, la Commission française a décidé d’introduire des « recommandations professionnelles d’application ».

Ces recommandations complètent aussi la norme européenne sur certains points comme les détails de ferraillage des murs armés et non armés, le détail du calcul des flèches dites nuisibles, ce texte publié par la FFB, paru en août 2007.

Il faut bien noter que l’eurocode 2, partie 1, est une norme française, NF EN

1992-1-1 (AFNOR P 18-711-1) qui ne peut s’appliquer en France qu’accompagnée de son Annexe nationale, NF P 18-711-2 publiée en 2007.

Des correctifs (corrigendum AC) à cette norme NF-EN 1992 sont en cours de publication.

Quelle coexistence avec les règles actuelles ?

La coexistence entre eurocodes et textes nationaux sera très brève. La date limite d’application des eurocodes est fixée en principe à 2010, dernier délai. En revanche, on peut supposer que son application sera plus rapide. Les marchés publics devraient montrer l’exemple dès 2009, en imposant les eurocodes dans leurs pièces de marché.

De plus, tous les DTU en cours de rédaction (DTU Prédalles, Dalles alvéolées etc.) font désormais référence à ces eurocodes.

Mais un problème réside : comment appliquer un eurocode, si l’ensemble des eurocodes n’est pas disponible avec leurs Annexes nationales ?

Chapitre 1 Matériaux : béton et acier
Chapitre 2 Noti on de durabilité et principe de l’analyse structurale
Chapitre 3 Dispositi ons constructi ves relati ves aux armatures
Chapitre 4 Les états limites ulti mes de fl exion
Chapitre 5 Tranchant aux états limites ulti mes
Chapitre 6 Flexion-tranchant – Dispositi ons constructi ves des poutres et des dalles
Chapitre 7 Les états limites de service et de déformati on
Chapitre 8 Exercices sur les poutres
Chapitre 9 Coutures des membrures – Coutures des surfaces de reprise
Chapitre 10 Torsion
Chapitre 11 Poinçonnement