PONTS METALLIQUES ET MIXTES

En même temps, les travaux du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) ont permis la maîtrise des éléments de trafic routier. Ces éléments ont notablement contribué à faire progresser les études du phénomène de fatigue dans les Ouvrages d’Art et rendent nécessaire le regroupement des informations éparses, bien qu’encore incomplètes sur le sujet, en un document simple et accessible aux projeteurs. 

Tel est l’ambition de ce guide, fruit d’un travail collectif associant le SETRA, le CTICM et la SNCF. Il est destiné à évoluer selon les progrès des connaissances mais devrait, dès maintenant par son existence, contribuer à améliorer la qualité et la durabilité de nos ouvrages métalliques et mixtes.

Le phénomène de fatigue désigne la dégradation progressive des structures soumises à des sollicitations fluctuantes ou répétées, qui se traduit par l’apparition et le développement de fissures, endommageant ces structures et pouvant les amener à la ruine par rupture brutale. 

Le dommage physique que subissent ces structures est l’amorçage et la propagation de microfissures au cours du temps ; il peut être quantifié par une notion arbitraire mais vérifiée par des essais, appelée D, pour dommage par fatigue, ou aussi endommagement par fatigue. C’est un paramètre sans dimension, de valeur comprise entre G et 1, défini et utilisé pour rendre compte de l’état d’avancement de la fissuration. 

La capacité d’un élément de structure à résister à la fatigue est caractérisée par sa durée de vie à la fatigue. Celle-ci est définie par le nombre de cycles d’étendues de contrainte l’ayant conduit à la ruine. La notion plus concrète pour le projeteur est la durée de vie de calcul qui est la durée de référence pendant laquelle l’élément se comporte en sécurité vis-à-vis de la fatigue. 

De nombreux facteurs peuvent avoir une influence notable sur la durée de vie à la fatigue des éléments. Il est largement admis maintenant et par simplification que les facteurs les plus importants pouvant être retenus pour les justifications sont les nombres de cycles (N) et les étendues de contrainte nominale (Aa) dans les éléments, leur géométrie et l’exécution de leur assemblage. 

La géométrie et l’exécution des assemblages sont caractérisées par la notion de catégorie des détails d’assemblage. La contrainte nominale est la contrainte dans le métal de base calculée selon la théorie élastique simple de la résistance des matériaux, à l’exclusion de tous les effets de concentration de contrainte. L’étendue de contrainte nominale, Aa, est la différence algébrique entre deux extrêma successifs d’un cycle de contrainte nominale.