Réparation et rénovation des structures métalliques

1 LES MATERIAUX, LA CONSTRUCTION ET LA PATHOLOGIE DES OUVRAGES

• 1.1 Historique des matériaux métalliques en ouvrages d’art
• Introduction 
• Rappel de métallurgie et propriétés des métaux 
• 1.1.2.1 Rappels de métallurgie 
• 1.1.2.2 Les propriétés des matériaux métalliques

• 1.1.3 LES MATÉRIAUX EMPLOYÉS
• 1.1.3.1 La fonte
• 1.1.3.2 Fer puddlé 
• 1.1.3.3 Les aciers anciens
• 1.1.3.3.1 Principaux modes d’élaboration de l’acier 
• 1.1.3.3.1.1 Le procédé Bessemer
• 1.1.3.3.1.2 Le procédé Thomas-Gilchrist.
• 1.1.3.3.1.3 Le procédé Martin-Siemens
• 1.1.3.3.2 Caractéristiques métallurgiques des aciers anciens
• 1.1.3.4 Aciers modernes
• 1.1.3.4.1 Évolution métallurgique
• 1.1.3.4.2 Cas des aciers à résistance améliorée à la corrosion atmosphérique
• 1.1.3.4.3 Cas des aciers moulés
• 1.1.3.5 Les évolutions dimensionnelles
• 1.2 Historique des règlements et normes en ouvrages d’art métalliques
• 1.2.1 Rappel des règlements et normes
• 1.2.1.1 Les règlements
• 1.2.1.2 Les normes françaises
• 1.2.1.2.1 Les aciers de construction d’usage général
• 1.2.1.2.2 Les aciers à haute limite d’élasticité pour constructions soudées
• 1.2.1.2.3 Les autres aciers
• 1.2.1.3 Les normes européennes.
• 1.3 Défauts et caractérisation des matériaux 
• 1.3.1 Défauts rencontrés sur matériaux métalliques anciens
• 1.3.2 Datation et caractérisation des matériaux
• 1.4 Principales pathologies des ouvrages métalliques
• 1.4.1 La corrosion 
• 1.4.2 La fragilité
• 1.4.3 La fatigue
• 1.4.4 La pathologie des assemblages rivés
• 1.4.5 La pathologie des assemblages boulonnés
• 1.4.6 La pathologie des assemblages soudés
• 1.4.7 Comportement au feu des structures métalliques
• 1.4.8 Autres pathologies

2 LA REPARATION DES OUVRAGES METALLIQUES 

• 2.1 Méthodes et techniques de réparation
• 2.1.1 Généralités sur la démarche de diagnostic et le projet de réparation
• 2.1.2 Méthodes et techniques de réparation et renforcement des structures 
• 2.1.2.1 Remplacement d’éléments endommagés
• 2.1.2.2 Ajout de matière
• 2.1.2.3 Déconsolidation d’assemblages rivés
• 2.1.2.4 Eviter les zones de concentration de contraintes, améliorer le comportement à la fatigue
• 2.1.2.5 Eviter ou limiter la corrosion
• 2.1.2.6 Utilisation des chaudes de retrait
• 2.1.2.7 Appareils d’appui 
• 2.2 Réparation par soudage
• 2.2.1 Introduction
• 2.2.1.1 Définitions
• 2.2.1.2 Matériaux supports
• 2.2.2 Notions de métallurgie du soudage
• 2.2.3 Les déformations au soudage
• 2.2.4 Défauts métallurgiques au soudage
• 2.2.4.1 Fissuration à chaud
• 2.2.4.2 Arrachement lamellaire
• 2.2.4.3 Fissuration à froid
• 2.2.5 Techniques de soudage
• 2.2.5.1 Types d’assemblages soudés, types de soudures
• 2.2.5.2 Choix de la classe de qualité des assemblages soudés
• 2.2.5.3 Les procédés de soudage
• 2.2.5.3.1 Principes généraux
• 2.2.5.3.2 Soudage à l’arc avec électrode enrobée (n° 111 de la norme)
• 2.2.5.3.3 Soudage à l’arc avec l-électrode fusible fourré, sans protection de gaz (n° 114 de la norme)
• 2.2.5.3.4 Soudage à l’arc des goujons (n° 784 de la norme) 
• 2.2.5.4 Choix des produits consommables pour soudage
• 2.2.5.5 Les défauts des soudures
• 2.2.5.6 Contrôle des soudures
• 2.2.6 L’exécution des travaux
• 2.2.6.1 Soudage : qualifications
• 2.2.6.2 Soudage : Documents fournis par l’entrepreneur
• 2.2.6.3 Soudage : Travaux en atelier
• 2.2.6.4 Soudage : Travaux sur chantier 
• 2.2.7 Recommandations relatives aux matériaux métalliques anciens
• 2.2.7.1 Cas du fer puddlé
• 2.2.7.2 Cas des aciers anciens
• 2.2.7.3 Cas des aciers modernes
• 2.2.7.4 Cas particuliers : aciers autopatinables
• 2.3 Réparation par boulonnage
• 2.3.1 Généralités
• 2.3.2 Catégories d’assemblages boulonnés 
• 2.2.2.1 Catégories d’assemblages boulonnés suivant le mode desollicitation
• 2.3.2.2 Catégories d’assemblages boulonnés suivant le mode de fonctionnement
• 2.3.2.3 Récapitulation des différentes catégories d’assemblages boulonnés
• 2.3.3 Assemblages boulonnés à utiliser pour les ponts
• 2.3.3.1 Assemblages non précontraints
• 2.3.3.2 Assemblages précontraints sollicités par des efforts perpendiculaires à l’axe des boulons 
• 2.3.3.3 Assemblages précontraints sollicités par des efforts parallèles  à l’axe des boulons 
• 2.3.4 Historique réglementaire et normatif
• 2.3.4.1 L’aspect réglementaire : boulons à haute résistance
• 124 2.3.4.2 L’aspect normatif
• 2.3.4.2.1 Boulons ordinaires
• 2.3.4.2.2 Boulons à haute résistance
• 2.3.4.3 Indications normalisées et marquage NF des boulons
• 2.3.4.4 Production étrangère – Boulons HV
• 2.3.5 Calcul des assemblages boulonnés
• 2.3.5.1 Calcul des assemblages non précontraints
• 2.3.5.2 Calcul des assemblages précontraints
• 2.3.6 Exécution des assemblages boulonnés
• 2.3.6.1 Exécution des assemblages non précontraints
• 2.3.6.2 Exécution des assemblages précontraints
• 2.3.6.3 Préparation des assemblages
• 2.3.6.3.1 Diamètre des trous
• 2.3.6.3.2 Usinage des trous
• 2.3.6.3.3 Tolérances de perçage
• 2.3.6.3.4 Choix des dimensions des boulons
• Diamètres des boulons
• Longueur des vis
• Ecrous 
• Rondelles
• 2.3.6.3.5 Espacements des boulons – Pinces
• 2.3.6.3.6 Emploi de fourrure
• 2.3.6.3.7 Préparation des surfaces de frottement
• 2.3.6.3.8 Serrage des boulons HR
• 2.3.7 Contrôle du serrage des boulons après exécution des assemblages précontraints
• 2.3.7.1 Généralités
• 2.3.7.2 Contrôle par desserrage et resserrage de l’écrou 
• 2.3.7.3 Contrôle par surserrage de l’écrou
• 2.3.8 Les différents types de boulons
• Les boulons – système HR
• Les boulons – système HV
• Les boulons HRC
• Les boulons hexagonaux injectés
• Les rivelons ou boulons sertis
• 2.3.9 Réparation par assemblages boulonnés
• 2.3.9.1 Généralités sur les assemblages
• 2.3.9.2 Remplacement de boulons
• 2.3.9.3 Assemblages mixtes
• 2.4 Réparation par rivetage
• 2.4.1 Généralités
• 2.4.2 Mode de sollicitation des assemblages rivés
• Effort perpendiculaire à l’axe du rivet (cisaillement)
• Effort parallèle à l’axe du rivet (traction)
• 2.4.3 Historique réglementaire et normatif
• 2.4.3.1 L’aspect réglementaire : rivets
• 2.4.3.2 L’aspect normatif
• 2.4.3.3 Assemblages rivés – Dispositions constructives
• 2.3.3.3.1 Conditions de distance des rivets
• 2.3.3.3.2 Conditions d’épaisseur des pièces assemblées
• 2.3.3.3.3 Section de calcul
• 2.4.3.4 Assemblages rivés – Exécution des assemblages
• 2.3.3.4.1 Perçage des trous
• 2.4.3.4.2 Assemblage
• 2.4.3.4.3 Contrôle des rivets
• 2.4.3.4.4 Travaux de réparation : dérivetage
• 2.4.4 La pratique de réparation par rivetage