Connaissances de base

1. Notions de base

Matériaux de construction

● Béton

Béton

▪ Le bétonestunmatériaudeconstructioncontenantduciment,quel’onpeutclasserendeuxsous-catégories:lebétonlégeretlebétonordinaire.Lebétonordinairecontientdugravier,tandisquelebétonlégercomprenddesadditifstelsquelapierrereconstituée,l’argileexpanséeoulepolystyrène,généralementavecunerésistanceàlacompressionréduite.Ainsi,lebétonlégeroffredesconditionsmoinsfavorablesàl’ancragedesfixations.Lacapacitédecharged’unechevillepourfixationslourdesdépendengrandepartiedelarésistancedubéton.Cetterésistanceestindiquéeparleschiffresfigurantdanslesdésignations:C20/25,parexemple,laclassedebétonlapluscourante,indiqueunerésistanceàlacompressionde25N/mm²lorsqu’uncubede150mmesttestédansunemachine.

Lamaçonnerieestunassemblagedematériauxetdemortier.Larésistanceàlacompressiondesmatériauxestgénéralementsupérieureàcelledumortier,notammentdanslesmaçonneriesanciennes.Parconséquent,l’ancrageseradepréférenceimplantédanslematériau.

▪ Les briques et les parpaings pleins à structure densesontdesmatériauxdeconstructiontrèsrésistantsàlacompressioncarilsneprésententpasdecavités,ouontunefaibleproportiondevidesintérieurs(15%maximum,commeunorificedesaisie).Ilsconviennentparfaitementàlafixationdechevilles.

▪ Briques et parpaings creux à structure dense (briques perforées et cel-lulaires)Ilssontgénéralementfabriquésdanslesmêmesmatériauxrésistantsàlacompressionquelesbriquesetlesparpaingspleins,maiscomportentdesvidesintérieurs.Sicesmatériauxdeconstructionsontdestinésàrecevoirdeschargesimportantes,ilestrecommandéd’utiliserdeschevillesspéciales,parexemple,deschevillesquitraversentlescellulesoulesremplissent.

▪ Les briques et parpaings à structure poreuseontengénéralunerésistanceàlacompressionfaibleetdenombreusesperforations.Ilestdoncrecommandéd’utiliserdeschevillesspécialespourobtenirunefixationoptimale,parexemple,deschevillesàgrandesurfaced’expansionoudeschevillesassurantunancrageparverrouillagedeformes.

▪ Les briques et les parpaings creux à structure poreuse (briques légères creuses) comportentdenombreuxvidesetdesporesetprésententdoncunefaiblerésistanceàlacompression.Danscecas,ilconvientd’êtretrèsvigilantdanslechoixetlamiseenœuvredeschevilles.Ilfautparexempleutiliserdeschevillesàzoned’expansionlongueouàscellementparinjectionavecancrageparverrouil-lagedeformes(particulièrementpourlesbriquesetlesparpaingslégerscreux,dontlescavitéspeuventêtrerempliesdepolystyrène).

▪ Matériaux de construction en panneauxIls’agitdematériauxdeconstructionminces,présentantsouventunefaiblerésistance(parexemple,lespanneauxencarton-plâtre:«Rigips»,«Knauf»,«LaGyp»,«Norgips»,lesplaquesdefibro-plâ-tre«Fermacell»ou«Rigicell»,oulespanneauxdeparticules,plaquessynthé-tiques,plaquesenfibresdures,encontreplaqué,etc.Pourobtenirunefixationoptimale,ilconvientdechoisirdeschevillesspéciales:ceschevillessontgéné-ralementdésignéessouslenomdechevillespourcorpscreux.Ils’agitdechevillesenplastiqueouenmétalquis’expansentauversodelaplaqueenassurantunetenueparverrouillagedeformes,c.-à.-d.unancragedirectauversodelaplaque.

Blocs creux en béton léger, par ex. pierre reconstituée ou argile expansive

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1. Brique silico-calcaire pleine2. Blocs pleins, également appelés briques ou briques de terre cuite

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1. Blocs à perforations horizontales et à perforations vertica-les, souvent appelés blocs de treillis ou en nid d’abeilles

2. Blocs silico-calcaires perforés, blocs silico-calcaires creux

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1. Blocs pleins en béton léger, blocs pleins en argile espan-sive, par ex. "Liapor"

2. Béton cellulaire, par ex. "Ytong", "Hebel"

Matériaux de construction

● Maçonnerie

Matériaux de construction en panneaux

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▪ Encoreunconseilpourleperçagesanspercussion:lesforetsaucarburepercentplusvites’ilssontaffûtés,commelesforetsenacier.Desforetsspéciauxpourmaçonneriesontégalementdisponibles.

▪ Lematériaudeconstructionestdéterminantpourleforage:ilexistequatremodesdeperçage.

Perçage en rotation :Perçageenrotationsanspercussionpourlesbriquesetlesparpaingsperforés,etlesmatériauxdeconstructionàfaiblerésistancepouréviterqueletrousoitdéforméet/ouquelesparoisentrelescellulessebrisent.

Perçage par percussion :Rotation,percussionrapideàfaibleintensitéavecperceuseàpercussion,pourlesmatériauxdeconstructionpleinsàstructuredense.

Perçage au marteau perforateur :Rotation,percussionlenteàforteintensitéavecmarteauperforateur,égalementpourlesmatériauxdeconstructionpleinsàstructuredense.

Carottage ou perçage avec foret à pointe diamant :Principalementutiliséspourlestrousdegranddiamètreoulesmatériauxrenforcés.

Foret en carbure standard

Foret en carbure taillé

Forage

Perçage rotatif

Perçage par percussion

Perçage au marteau perforateur

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Connaissances de base

Ondistinguetroisméthodesd’installationdifférentes:

1. Installation affleurante :danscecas,lachevilleaffleuregénéralementlasurfacedumatériau.Lesétapesdemiseenœuvresontlessuivantes:

▪ Tracerl’implantationdel’objetàfixersurlesupport,

▪ Percer,nettoyerlestrous,poserlachevilleetlavissersurl’élémentàfixer.

2. L’installation traversanteestparticulièrementrecommandéepoursimplifierlesmontagesensérieoupourfixerdesélémentsayantplusdedeuxpointsd’ancrage:

▪ Lestrousdansl’élémentàfixerpeuventservirdegabaritdeperçage,carleurdiamètreestaumoinsaussigrandquelediamètredeperçagedanslematériaudeconstruction.

▪ Celasimplifielemontageetpermetd’obtenirunpositionnementprécisdesperçages.

▪ Lachevilleestintroduitedansleforageautraversdel’objetàfixer,puisexpansée.

▪ Sivousvoulezfixerdescadresetquevousutilisezunerondelle,lachevilleestinséréeàtraverslarondellejusqu’àlacollerette.

3. L’installation déportéepermetdefixerdesélémentsquisontmaintenusàunecertainedistancedelasurfaced’ancrageenoffrantunebonnerésistanceàlacompressionetàlatraction.Onutilisepourceladeschevillesmétalliquesoudesdouillestaraudées,avecdesvisoudestigesfiletéesetdescontre-écrous.

Epaisseur à fixer et profondeur d’ancrage :outreletyped’installation,ilconvientdeprendreencomptel’épaisseuràfixeretlaprofondeurd’ancragerespectivespourl’installation:

L’épaisseur à fixer tfix(épaisseurdeserrage)delachevilleet/oudelavisdoitcorrespondreàl’épaisseurdel’élémentàfixer.Pourlesancragesavecdeschevilles

taraudées,ellepeutvarierenfonctiondelalongueurdelachevilleutilisée.Toutefois,danslesinstallationstraversantesetlesancragesavecgoujon,l’épaisseuràfixermaximaleestdéterminéeparlalongueurdelacheville.Dufaitdeleursdeuxprofondeursd’ancragedifférentes,lesgoujonsfischer(parexemple,FBNII)offrentunlargechoixd’épaisseuràfixer.

Silesupportestrevêtud’unenduitoud’uneisolation,ilfaudrachoisiruneépaisseuràfixercorrespondantaumoinsàl’épaisseurdel’enduitpluscelledel’élémentàfixer.

La profondeur d’ancrage hefcorrespond,pourleschevillesennylonetenacier,àladistanceentrelasurfacedusupportetlapartiebassedel’élémentd’expansionoupourlescellement,lapartieinférieuredelatigefiletée.

Lorsdel’installation,ilconvientgénéralementdetenircomptedesaspectssuivants:

Il est impératif de respecter les prescriptions concernant les distances aux bords et les entraxes,ainsiquelalargeuretl’épaisseurdusupport,pourquelafixationrésisteàlachargeprévue.Danslecascontraire,lematériaudeconstructionpeutéclaterousefissurer.Enrèglegénérale,danslecasdeschevillesenplastique,ladistanceauxbordsrequiseestde2xhef(hef=profondeurd’ancrageeffective)etl’entraxede4xhef.Silesensd’expansiondelachevilleestparallèleaumatériau,ladistanceaubordpeutêtreréduiteà1xhef.

La profondeur de perçagedoit(hormisquelquesexceptions)êtreplusimportantequelaprofondeurd’ancrage:pourgarantirunesécuritéoptimale,lapointedelavisdoitavoirlapossibilitédedépasserdel’extrémitédelacheville.Lesprofondeursdeperçagerespectivessontindiquéespourtousnosproduitsdanslestableauxdespagessuivantes.

Le nettoyage du trouaprèsleperçage,paraspirationousoufflage,estindispensable.Untrouquin’estpasnettoyéréduiralacapacitédecharge.Lapoussièredeforagenepermetpasunefixationcorrectedelachevilledansletrou.

Installation

Types d'installation

goujon d'ancrage FAZ II cheville universelle FUR

goujon d'ancrage FZA cheville pour béton cellulaire GB

goujon d'ancrage FBN II Ancrage haute adhérence FHB II

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Lachargeintervenantlorsdelamiseenœuvreestaussi importantepourlechoixdeschevillesquelematériaudeconstructionouletyped’installation:Quelleestsonintensité?Quelleestsadirection?Quelestsonpointd’application?Cesforcessontdéterminéespar:leurintensité,leurdirectionetleurpointd’application.LesforcessontindiquéesenkN(kilonewton–1kN≈100kg)etlesmomentsdeflexionenNm(Newtonmètre).

Leschargessuivantessontparticulièrementsignificativesdanslechoixd’unefixationadaptée:

Charges de rupture, àsavoir,leschargesquiconduisentàunerupturedusupport,oubienàlaruptureoul’arrachementdelacheville.Lesvaleursmoyennesrésultentd’aumoins5testsdistinctsdanslebétonnon-fissuré.

La charge caractéristique désignelesvaleursderuptureatteintesoudépasséesdans95%descas(fractile5%).

Les charges de service sontdeschargesdéjàaffectéesd’uncoefficientdesécuritéapproprié(conformémentauxdécisionsduDibt,ouCSTB).Elless’appliquentuniquementsilesconditionsd’homologationsontrespectées.

La charge recommandéeouchargedeserviceinclutégalementuncoefficientdesécurité.

Le calcul delachargemaximaledeserviceàpartirdelachargederuineet/oulachargecaractéristiqueconsisteàdiviserlachargederupturerespectiveparuncoefficientdesécurité:Chargemaximaledeservice=Chargedet(F) Coefficientdesécurité(ϒ)

Coefficient de sécurité recommandé parrapportàlavaleurderupturemoyenne:

▪ chevillesenacieretfixationsscellées ϒ≥4

▪ chevillesenplastique ϒ≥7

parrapportàlavaleurderupturecaractéristique:

▪ chevillesenacieretfixationsscellées ϒ≥3

chevillesenplastique ϒ≥5

Exemple d’unechevilleprésentantunevaleurderupturede40kN:

FGebr.=40kN/4=10kN

Cescoefficientsdesécuritésontdesrecommandationsstandardetnedoiventêtreutiliséspourlesfixationsquesiaucuneinformationcontrairen’estindiquéedanslestableauxdececatalogue.Avecdesfixationshomologuées,lecoefficientdesécuritépeutêtreréduitàϒ=2,52,parlebiaisdenombreusessériesdetests:celasignifiequevouspouvezoptimiserl’installationenchoisissantdesfixationshomologuées.

Charges

Traction

Compression

Effort de cisaillement

Traction oblique

Traction oblique à une distance e

Effort de cisaillement sur la distance e

Types de charges

statique dynamique oscillatoire choc sismique

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Connaissances de base

Ilexisteplusieursmécanismesdechargequitransfèrentlesforcesagissantsurlafixationdanslesupport.

Par friction : lapartieexpansivedelachevilleestpousséecontrelaparoidutrou:leschargesdetractionextérieuressontappliquéesparfriction.

Fixation traversante Cheville plastique

Par verrouillage de formes :lagéométriedelachevilleépouselaformedusupportet/oudutroudeperçage.

Cheville à dépouille arrière Fixation universelle UX fischer

Par adhérence :larésinelielachevilleetlesupport.

Ancrage par réaction R fischer Fers à béton

Principes de fonctionnement

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Lasurchargedespointsd’ancrage,uneinstallationincorrecteouunsupportavecune capacité de charge insuffisante peuvent conduire aux modes de défaillancesuivants:

Rupture du matériau du support, due à

▪ unecharge«N»ouuneffortdecisaillement«V»tropimportant

▪ unerésistanceinsuffisantedumatériaudusupport

▪ uneprofondeurdeposetropfaible

Fissure de l’élément due à

▪ unsupportdedimensionstropréduites

▪ desdistancesaubordetentraxesnonrespectés

▪ uneffortd’expansiontropélevé

Arrachement de la cheville

▪ unedéfaillancedelafrictionoudel’adhérenceenraisond’unechargetropélevéeoud’unmontageincorrect

Rupture de l’acier due à

▪ unerésistancedelachevilleenacieret/oudelavisinsuffisantepourlachargeappliquée

Modes de ruine

Le béton peut se fissurer àtoutmomentetentoutpoint.Celapeutêtrelerésu-ltatdechargespermanentes,de charges de roulage ou dues au vent,duretraitetdufluagedanslebéton,oud’autresinfluencesextérieurescommeuntremble-mentdeterreoudesmouvementsdusol,provoquantdescontraintes,desdéformationsetlaformationdefissures.

Exemple : dansunpont,unmouvementdecourbureseproduitenraisondesforcesdecompressionappliquéesautablierdupont.Unezonedecompressionsecréedanslapartiesupérieuredutablier,tandisquedesforcesdetractionetdescontraintesseproduisentdanslapartieinférieure.Commelebétonn’estpasenmesured’absorberceseffortsdetraction,c’estl’armatureenacier(fersàbéton)quis’encharge.Lesbarresd’armaturesupportentcesforcesens’allongeantsansdommages.Lebéton,quinepeuts’allongerdanslesmêmesproportions,sefissureend’innombrablespointspresqueinvisiblesàl’oeilnu(largeuradmissiblejusqu’à0,4mm).Onparlealorsdezonetenduefissurée.

Druck

Zone decompressionZone de trac-

tion fissuréeFissure deflexion en V

Traction

Fissures du béton

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Connaissances de base

Aveclesancragesdanslebéton,onsupposepresquetoujoursquedesfissuressontprésentesdanslazoned’ancrage,cequiinfluesurlacapacitédechargedeschevilles.Cependant,ilesttrèscomplexe,voireimpossible,deprouverque

lebétonestfissuré.Pourdesraisonsdesécurité,l’utilisationdechevillesadaptéesauxfissuresestrecommandéeauxprofessionnels.Lesfixationsdisposantdel’homologationselonl’ETAG001pourbétonfissuré(voirSection5)ontdémontréleurefficacitédanslesfissures,etpeuventainsiêtreutiliséessansrestrictiondansleszonestenduesetleszonescompriméesdubéton.Leschevillesadaptéesauxfissuressontlessuivantes:

Les chevilles agissant par verrouillage mécanique, commelesancragesZYKONutilisésdanslestrousàdépouillearrière.Cesancragesdisposentd’unepartieconiquequis’ancredemanièreoptimale,mêmeavecunefissurecontinueoulorsqu’ilssontsoumisàunchoc.

Les chevilles à expansion, commelesgoujonsd’ancrageoulesfixationschimiques,quis’adaptentautomatiquementautrou,mêmeélargiparunefissure.Lecônemigreplusprofondémentdansl’élémentd’expansionets’adapteaudiamètreduforage.Ceschevillespeuventégalementabsorberleschargesduesauxchocs.Lapremièrechevilleenplastiquehomologuéepourlebétonfissuré:lachevillerallongéeSXSfischerreprésenteuncasspécial.

SXSFZA FAZ II FHB II SXS

Fixations appropriées pour les fissures

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2. Protection contre l'incendie

EnAllemagne,lesprocéduresenvigueurpourlaconstructionetlaprotectionincendiesontsignaléesparlanormedeprotectionincendieDIN4102,leModelBuildingOrdinance(MBO),lesRegionalConstructionOrdinances(LBO)etdifférentesréglementationspropresausecteurémanantd’organisationsprofessionnelles.

Lesrèglessuivantess’appliquent,conformémentauxparties1et2delanormeDIN4102:

Les matériaux de construction tels que le béton, le bois, la pierre, le métal, etc.sontclassésendeux catégories selon leur comportement au feu :lesmatériauxdeconstructioninflammablesetlesmatériauxdeconstructionnoncombustibles.Al’opposé,lesélémentsdesupportquisontconstituésdedifférentsmatériauxdeconstructioncombustiblesetnoncombustibles.Ilsnesontpasclassésdanslesmêmescatégories,maisévaluésdansleurintégralitéenfonctiondeleurduréederésistanceaufeu.

LaduréederésistanceaufeuRestindiquéeenminutesetclasséeendeuxcatégories:

D’une part, les composants ignifuges,présentantuneduréederésistanceaufeuR30etR60.

D’autre part, les composants résistants au feu,quionttousunerésistanceaufeudeR90,R120etR180.

Lessystèmestestés,commelessystèmesdecâbles,deventilationoudeconduites,nesontpastestésuniquementpourleurrésistanceaufeumaisaussipourleurcapacitéàfonctionnerencasd’incendie(parexemple,conduitesd’alimentationeneaudessystèmesfixesanti-incendie).Laduréederésistanceaufeudecessystèmesestindiquée;ils’agitparexempled’unevaleurcompriseentreE30etE120pourlessystèmesdecâblesélectriques,et/ouL30àL120pourlesconduitesdeventilation.Leschevillesutiliséespourfixercessystèmesdoiventauminimumprésenterlamêmeduréederésistanceaufeu.

Lacourbedurée/températurestandard(ETK)delanormeISO834s’appuiesurunesimulationdeconditionsréellesd’incendie,etconstituedanslemondeentierlabased’évaluationdeladuréederésistanceaufeu.Ilexisteégalementd’autrescourbesdetempératurepourlesrisquesspéciauxd’incendie,commelacourbedeshydrocarburespourlesincendiesprovoquéspardesliquidescombustibles,oubienlescourbestunnelRAB/ZTV(Allemagne)et/ouRijkswaterstaat(Pays-Bas)et/ouHCM(France),quireprésententlesincendiessedéclarantdanslestunnels.

Durée de l’incendie [min.]

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rûla

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˚]

Courbes de température : ——— (ETK) ——— Courbe d'hydrocarbure ——— RABT/ZTV - Courbe tunnel ——— Rijkswaterstaat-Courbe tunnel

Mesures de protection contre l'incendie

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Connaissances de base

Latechnologiedefixationchoisieestd’uneimportancecapitaledanslaprotectioncontrelesincendies:parexemple,poursécuriserlefonctionnementetlastabilitéstructurelledesgarde-corps,dessystèmesdeconduitesoudesélémentsdepla-fond.

L’identificationetlaclassificationdesancragesetdesfixationsconsistentàindiquerleursduréesderésistanceaufeurespectives(parexemple,F90).Avantl’introductiondevaleursdechargecaractéristiquepourleschevillesparleDIBtouleCSTB,laduréederésistanceaufeun’étaitpasréglementéeparlesautoritésdeconstruction,maisparlesavisd’expertsenincendiebaséssurdestests.Lesconceptsdesécuritémesurentlavaleurderupturedanslecasd’unincendieendéfinissantuncoefficientϒ.Desconceptsdesécuritétrèsdifférentssontappliquésdanslesagrémentsdesautoritésdeconstructionetlesavisdesexpertsenincendie.Decefait,ilestpossiblequelesvaleursdechargedéfiniespardesexpertsd’aprèslestestssoientplusimportantesqueleschargesadmissiblesindiquéesdanslesagréments.Naturellement,danscecas,seulesleschargesmaximalesconformesàl’agrémentdel’autoritédeconstructionsontvalables.Récemment,unnouveaudocumentd’évaluationémanantduDIBt(institutallemanddestechniquesdeconstruction)aétéutilisépourdéterminerlesvaleursdechargecaractéristiques,ainsiqueladuréederésistanceaufeu.Cesnouveauxagrémentsdel’autoritédeconstructionserventderéférencepourlaconstruction.Touslesanciensagrémentsseronttransposésdanscettenouvelleméthodedansunprocheavenir.

LesrésultatsdestestsselonDIN4102ontdémontréque,parex.,lesfixationspourcadresenpolyamide(nylon)avecdesviszinguéessontplusrésistantesaufeupourlesfixationsdefaçadequelafaçadesuspendueetlesupportlui-même:lazoned’expansiondeladouilledefixationenplastique,quiestfixéedanslematériaudeconstruction,résisteaufeupendantaumoins90minutesdanslafixationdefaçade.

Pourplusd'informationssurlaprotectioncontrel'incendiedanslestechnologiedefixationcontactezlesiègedelasociétéfischer.

L’incendie et les technologies de fixations

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2. Corrosion

Lacorrosionestuneréactionchimiquequidécomposelemétal.Moinslemétalestnoble(«potentielélectrochimique»),pluslesdommagessurlematériausontimportants.Dansceprocessus,lematériauestécailléparlarouilleouestcomplètementuséàcertainsendroits.Diversesformesd’usuresontdécritesdansleprésentdocument.Lestypeslesplusfréquentsdecorrosionsurleschevillesetlesancragessontlessuivants:

La corrosion de surface :danscecas,lemétalsecorrodedefaçonrelativementuniformesurunepartieoulatotalitédesasurface.C’estparexemplelecaspourlarouilleinvisibledueàlacondensation,quiattaqueunevisdanslazonetransitoireentrelaplatined’ancrageetletrou.Résultat:lafixation,quisembletotalementintactedel’extérieur,lâchebrutalement.

Corrosion par contact :lorsquedesmétauxdenoblessedifférenteentrentencontactl’unavecl’autred’unemanièreconductrice,lemétallemoinsnoble(l’anode)secorrodetoujours.Pourcetteraison,l’acierinoxydablen’estgénéralementpasmenacé.Lesrapportsdesurfacedesdeuxtypesdemétalsontdécisifs:pluslasurfacedumétalleplusnobleestgrandeparrapportaumétallemoinsnoble,pluslacorrosionestimportante.Parexemple,sidestôlesenacierinoxydablesontvisséesavecdesviszinguées,lesvisserontattaquéesentrèspeudetemps.Al’inverse,utiliserdesvisenacierinoxydablepourlestôleszinguéesneposepasdeproblème.

Corrosion fissurante sous contrainte :siunetensioninterneouexternesurvient,desdéformationsetdelacorrosionpeuventapparaîtresurlemétal.Dansceprocessus,unefissuresedéveloppeenraisondescontraintesmécaniques,ellegranditsousleschargescroissantesetprépareainsileterrainpourunecorrosionprogressive.Parexemple,celaapparaîtavecl’acierA4dansuneatmosphèrericheenchlorure(piscinesintérieures,etc.).Habituellement,lacorrosionfissurantesouscontrainten’estpasvisiblesurlesfixationsetentraînegénéralementunedéfaillancesoudainedel’ancrage.

Développement de la corrosion

Ilexistedifférentesméthodespourprotégerlesfixationscontrelacorrosion.Parmilesplusimportantes,ontrouve:

Le zingage, protectionanti-corrosionlaplusfréquemmentutiliséepourlesfixationsmétalliquesenacierfaiblementzingué.Cetteméthodeconsisteàappliquerunrevêtementmétalliqued’uneépaisseurvariantentre5μmet10μm.Lezingageestréaliséeavecunepassivationbleuequidonneàl’ancrageuneapparenceargentéeoujaune(bichromatée).Etantdonnéquelezingages’effaceparusureaufildutemps,iln’offreuneprotectionanti-corrosionadéquatequepourl’utilisationenintérieurdansdesendroitssecs.

Les chevilles en acier inoxydable(matériaun°1.4404ou1.4362),quiconviennentauxfixationsdansdespièceshumides,àl’airlibre,dansdesatmosphèresindustriellesouenborddemer(maispasdirectementdansl’eaudemer).Cesacierssontdesalliagesavecuncontenuenchromed’aumoins12%quiformeunecouchepassiveàlasurfacedel’acieretleprotègecontrelacorrosion.Lesaciersinoxydablespouvantêtreutilisédanscecassontsoitdetypeausténitiquesoitausténo-ferritique.

Les fixations fabriquées à partir d’alliages spéciaux (parex.acier,matériaun°1.4529),quisontutiliséesdansdesenvironnementsparticulièrementagressifscommelesatmosphèresrichesenchlorure,lestunnelsroutiersouencontactdirectavecl’eaudemer.Danscesconditions,lecontenuenchromedesaciersinoxydablesnormauxtombeendessousde12%.Lacouchepassivedeprotectiondisparaîtetl’ancragedevientsensibleàlacorrosion.D’unautrecôté,lesalliagesspéciauxsonthautementrésistantsàlacorrosiondanscesatmosphèrestrèsagressives,enraisondeleurpourcentagerelativementélevéenmolybdène.Avecunpourcentaged’alliagede50%,ilsdépassentclairementlesaciersusuelsnonalliés,faiblementalliésoufortementalliésavecdespourcentagesd’alliagede30%maximum.Celasignifiequel’acier1.4529alliéavecduchrome,dumolybdèneetdunickelaunpourcentaged’alliagede58%.Leresteestcomposédeferetdecarbone.Enraisondupourcentageélevédecesadditifsd’alliagecoûteux,lafabricationdecestypesd’acierestrelativementonéreuse.

Protection anti-corrosion

En 1985, le plafond suspendu en béton d’une piscine intérieure s’est écroulé à Uster, en Suisse. Les fixations du plafond, en acier inoxydable, n’ont montré aucun signe de défaillance quel qu’il soit, bien qu’elles soient entièrement détruites intérieurement, dans certains cas en raison de fissures de contrainte liées à la corrosion.

Exemple de fissure de contrainte trans-cristalline liée à la corrosion sur de l’acier inoxydable 1.4401 avec une concentration en chlorure élevée.

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Connaissances de base

4. Dynamique

Lesagrémentsdonnésparl’institutallemanddestechniquesdeconstruction(DIBt)deBerlinetlesagrémentstechniqueseuropéens(ATE)sontgénéralementréservésà l’ancrage de charges à dominante statique. Cependant, par opposition à cesagrémentsactuels,danslapratique,unnombred’effetsdynamiquesinterviennent,

parex.destensionscroissantesetalternantessurlesgruesàpivot,lesrailspourappareilsdelevage,lesrailsdeguidagedanslaconstructiond’ascenseurs,lesmachines,lesrobotsindustrielsetlessouffleriesdanslaconstructiondetunnels.Celacomprendégalementlesancragespourlescomposantssensiblesauxvibrationscommelesantennesetlesmâts.

L’ancragedescomposantsavecplusde10000cyclesdechargedoitêtreréaliséavecdesfixationsquisonttestéesethomologuéespourcetteutilisation.L’ancrageetlafixationdesélémentschargésdynamiquementonttoujourscausédegrosproblèmesauxingénieurs,mêmeaveclestechniquesrécentes.Habituellement,lesagrémentspourlesfixationsnes’appliquentquepour l’ancragedeschargesàdominante statique. Lecheminà suivrepourobtenir lesavisdesspécialisteset les«agrémentspour lescasparticuliers»aétélongetdifficile.Deplus,descoûtsplusélevésquenécessairesontsouventétégénérés,enraisondel’incertitudegénéraleconcernantleplanning,carlesfixationsétaientsouventtropgrandes.Aujourd’hui,toutestplussimple.

Les ancrages scellés fischer Highbond FHB dynamiques et Upat UMV multicônesdynamiquesontreçul’agrémentpourleschargesdynamiques.Cesagrémentss’appliquentpour l’ancrage de charges dynamiques avec un nombre illimité de cycles de charge,pour les effortsde tractionetde cisaillement.Deplus, le FHBdynamiqueest fabriquéentailled’ancrageM16enacieràhauterésistanceàlacorrosion,matériaun°1.4529.Lesessaisontdémontréquecematériau,par rapportauxaciers inoxydables standardutiliséshabituellementdans l’industriede lafixation (matériauxn°1.4401et1.4571),ne convient pas qu’en environnement humide et à l’extérieur, mais également poursoutenirdeschargesdynamiques.Lachargedechocestuntypeparticulierdecontraintedynamique.Lesfixationsfischeravecagrémentpourchargedechocontunmarquagespécifiquedanslecatalogue.

Pour plus d’informations sur la dynamique et la détermination de l’ancrage à utiliser,contactezlesiègedelasociétéfischer.

Dynamique

effets dynamiques

period T

period TD

harmonique

periodique

aléatoire

pulsatoire

sinusoïdal

périodique

non périodique

faible durée d’impact

machines d’usinages

Charge régulière(machines de frappe)trafic ferroviaire, routier

Séismes

Impact, explosion

Action Mouvement de l’oscillation Causes possibles

Am

plit

ude

d’os

sila

tion

nombres de cybles N.

Diagramme de Wöhler

contrainte statique(capacité statique)

contrainte de fatigue(capacité de fatigue)

contrainte oscillatoire de longue durée(capacité en cas de fatigue longue durée)

N = 2 ‰ 106

1 10 100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000 100.000.000

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5. Agréments

Lesbaseslégalespourl’homologationdesproduitsdeconstructionenEuropesontprincipalementdéterminéespar l’Union européenne (UE).L’objectifestdefairedumarchécommuneuropéenuneréalitépourtouslesproduits,ycomprislesproduitsdeconstruction.

Dans cette optique, la « Directive 89/106/CEE du Conseil pour l’Alignement des Spécifications Juridiques et Administratives des Etats Membres relative aux Produits de Construction » (DPC) aétépubliée.Cettedirectiveestmiseenœuvreaveclaréglementationconcernant lamisesur lemarchéet le libreéchangedesproduitsdeconstruction.

Les exigences importantes des constructions telles que les définit la DPC comprennent :

1. Résistance mécanique et stabilité

2. Protection contre l’incendie

3. Hygiène, santé et protection environnementale

4. Sécurité d’utilisation

5. Protection phonique

6. Economies d’énergie et protection thermique

Ensebasantsur laDPC,desdocumentsdebasedéfinissantdesnormesetdes lignesdirectrices ont été établis afin de réguler l’homologation des produits de construction.Le tout premier document développé dans ce contexte est celui des « Guides pour l’agrément technique européen (ETAG) » pour les « ancrages métalliques pour utilisation dans du béton », ETAG 001.

Les normes européennes n’ont pas d’importance particulière concernant la DPC. Unproduitdeconstructionnepeutêtremissurlemarchéetéchangélibrementques’ilestutile,c’est-à-dires’il a montré sa conformité avec les exigences importantes et reçu la marque CE. L’adéquation à l’utilisation choisie et la conformité sont généralementdémontrées par conformité avec des normes coordonnées et/ou reconnues. Si lesnormescorrespondantesnesontpasdisponibles,leproduitreçoitunagrémenttechniqueeuropéen(ATE).L’undesprincipauxavantagesestquelesproduitsdotésd’unATEet/oud’unehomologationCEpeuventêtrelibrementéchangésauseindel’Unioneuropéenne.

Base Juridique

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Connaissances de base

Selonl’ETAG001,leseffortspourledimensionnementdesancragesdesconstructeursetdesutilisateursdefixationssontrelativementimportants,cardiversmodesdedé-faillanceontétéconstatés.

La méthode de conception de l’ETAG 001 est basée sur la méthode CC du DIBt, datéede1993.Elleestbaséesurleconceptdescoefficientsdesécuritépartiels.Avec la méthode A mentionnée précédemment, les résistances caractéristiquesdépendentde ladirectionde la charge et prennent en compte tous les modes de défaillance possibles (reportez-vous à la section «Principes de base des modes dedéfaillance»).Avec la méthode B,unerésistancecaractéristiqueestindépendantedeladirectiondela charge, et l’influence de distances aux bords et d’entraxes réduits est prise en compte par le biais de coefficients.Avec la méthode C, une résistance caractéristique est donnée. Cette résistancecaractéristique est valide pour toutes les directions de charge, et pour des distancesauxbordsetdesentraxesprédéterminésqu’ilest impossiblederéduire.LaméthodeCcorrespondauxanciennesméthodesdeconceptionpourlesfixationsenacieràexpansionpourbétonnonfissuré.

Pouruneutilisationquotidienneetpourtesterlesfixations,fischeradéveloppéunlogicieldeconceptionsimple,rapideetefficace:CCCompufix.Celogicielpermetauxconcepteursetauxutilisateursdecalculerlesconnexionsdefixationetlatailledesfixationsmultiplesenutilisantunoutildesaisiepratique.Unelignedestatutfacileàlireafficheencontinulacapacitéutiliséedelafixation,cequisimplifiegrandementlasélectiondusystèmedefixationapproprié,d’unpointdevuetechniqueetéconomique.

Conception des fixations

Actuellement, conformément à l’ETAG 001, Sections 1 à 6, mentionné ci-dessus, les agréments pour les fixations métalliques dans le béton sont possibles pour :

▪Les chevilles à vissage par couple contrôlé

▪ Les chevilles à verrouillage de formes

▪ Les chevilles à expansion par déformation contrôlée

▪ Les chevilles à scellement

▪ Les chevilles pour usage multiple destinés à des applications non structurelles

Lesagrémentseuropéensquienrésultent,necontiennentpourautantquedesvaleurscaractéristiquespourletypedefixationconcerné.déterminelesperformancesdubéton.Enutilisantlaméthodededimensionnementduguide(ETAG001,AnnexeC)etlesvaleurscaractéristiquespourlacapacitédechargedutypedefixationconcerné,ilestpossibledeconcevoirn’importequelancrage.Trois méthodes de dimensionnement (A, B et C) sont disponibles, selon le type de fixation.

L’ETAG001diviselesagrémentsdesfixationsmétalliquesen12options(reportez-vousautableaupage12). Les options 1 à 6 concernent le béton fissuré et non fissuré,les options 7 à 12 étant réservées au béton non fissuré.Lesagrémentsselon l’Option 1 offrent la plus grande flexibilitépourlesfixations, ceux de l’option 12 sont les plus restreints.Celasignifieque lesfixationsavecagrémentsselon l’option1ont lavaleurlaplusélevéeet lavaleurselon l’option12est laplusfaible. Ilestpossibled’utiliserdemanièreoptimalelesancrages,enraisondutypeetdelaméthodededimensionnement,etdeladivisiondesagrémentsendifférentesoptions.

Spécifications relatives à l'agrément pour les fixations

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Lesdouzeoptionsduguidepourlesagrémentstechniqueseuropéensconcernantles«fixationsmétalliquespourunancragedanslebéton»,ETAG001

option 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Béton

Homologué pour le béton fissuré et non fissuré • • • • • •

Homologué pour le béton non fissuré • • • • • •

Qualité du béton

Les bétons de qualité supérieure permettent d’augmenter la charge.

C 20/25 à

C 50/60

C 20/25 à

C 50/60

C 20/25 à

C 50/60

C 20/25 à

C 50/60

C 20/25 à

C 50/60

C 20/25 à

C 50/60

Aucune augmentation de charge avec un béton de qualité supérieure

C 20/25 unique-

ment

C 20/25 unique-

ment

C 20/25 unique-

ment

C 20/25 unique-

ment

C 20/25 unique-

ment

C 20/25 unique-

ment

Capacité de charge

Utilisation optimale en raison des différentes charges pour les efforts de traction et de cisaillement • • • •

Une seule et même charge dans toutes les directions • • • • • • • •

Entraxe

Réduction des entraxes possible • • • •

Réduction des entraxes à base large possible1) (avec réduction simultanée de la charge) • • • •

Entraxe fixe important • • • •

Distanceaux bords

Réduction possible des distances aux bords • • • •

Réduction possible des distances aux bords2) (avec réduction simultanée de la charge) • • • •

Distances aux bords fixes importantes • • • •

Méthodes de dimensionnementA1), B2),

C2)A1), B2),

C2)B2), C2) B2), C2) C2) C2)

A1), B2), C2)

A1), B2), C2)

B2), C2) B2), C2) C2) C2)

1) Entraxe de base – 3 x profondeur d’ancrage, distances aux bords de base – 1,5 x profondeur d’ancrage 2) Entraxe de base – 4 x profondeur d’ancrage, distances aux bords de base – 2 x profondeur d’ancrage

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Connaissances de base

Voustrouverezci-aprèsdesextraitsd’agrémentsactuellementémisenEuropeavecleursymboleetl’importancecorrespondante:

Agréments, marquages et leur importance

Agrément technique européen (ATE) publiéparuneautoritéd’agrémenteuropéenne(parex.leDIBt)surlabasedesguidesdesagrémentstechniqueseuropéens(ETAG)ATE:Agrémenttechniqueeuropé-en/Options1–12CE:marquedeconformitéeuro-péenne,quiattestequeleproduitdeconstruction(parex.lafixation)estconformeauxguidesdesAgré-mentstechniqueseuropéens.LesproduitsportantlamarqueCEpeu-ventêtrelibrementéchangéssurlemarchééconomiqueeuropéen.

Z-21.2-1734

Agrément des autorités géné-rales de la construction Agrémentallemand,publiéparleDIBt,àBerlinpourlesancragesdanslebétonàdimensionnerselonlaméthodeA(méthodeCC).Preuvedelaconformitéduproduitdeconstruc-tionàl’agrémentdesautoritésgénéralesdelaconstruction.Con-formitéconfirméepardestestssurlesmatériaux.

See ICC-ESEvaluation Reportat www.ic-es.org

Inspection agency:IEA (AA-707)ESR-2948

ICC (International Code Council) = Conseil de codification inter-national responsable de la ré-daction des codes de construc-tion, formé par le BOCA, l’ICBO et le SBCCILeServiced’évaluationdel’ICC(ICCES)publiedesrapportsd’évaluation,icipourl’ancragemen-tionnéci-dessus,baséssurleCodedeconstructionuniforme(UniformBuildingCodeTM)etlescodesasso-ciésauxEtats-Unis.

Agrément des autorités géné-rales de la constructionAgrémentallemand,publiéparleDIBt,àBerlin.Preuvedelaconformitéduproduitdeconstructionàl’agrémentdesautoritésgénéralesdelaconstruc-tion.Conformitéconfirméepardestestssurlesmatériaux.

Certificat FM Reconnudansl’utilisationdesystèmesdeluttecontrel’incendieàbased’eau(FactoryMutualResearchCorporationforPro-pertyConservation,compagnied’assuranceaméricaine)

Fixation testée au feuLafixationaétésoumiseàuntestderésistanceaufeu.Un«Rapportd’évaluationconcernantlesessaisdecomportementderésistanceaufeu»(avecclasseF)estdisponible.

Fixationdegrande qualité, nylonrésistantauvieillissement(polya-mide)

Référence au dimensionnement de la fixationLafixationpeutêtredimensionnéeaveclelogicieldedimensionnementfischerCompufixbasésurlamétho-deCC.

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Pour système de SprinklerRépondauxexigencesselonlarégle-mentationVdSCEA4001

Fixation pouvant résister à des charges dynamiquesLafixationestutilisableethomolo-guéepourl’ancragedechargesquinesontpas«àdominantestatique»(chargesdynamiques).

Test de résistance à la flammeselonVDE P-NDS04-137

Certificat de test des autorités générales de la construction

Homologation de résistance aux chocs délivrée par l‘office fédéral pour la protection civile, Bonn

Tests de résistance aux chocs/homologation relative à la résistance aux chocspourlesfixationsrésistantauxchocsdanslesouvragesdelaProtectioncivile(MinistèrefédéraldelaProtec-tioncivile,Bonn,Allemagne)

Certificat VdS Produitreconnupourutilisationdansdessystèmesfixesdeluttecontrel’incendie,àbased’eau(ancienne-ment:Associationdesassureursdepatrimoine,aujourd’hui:PréventiondesdommagesVdS)

SANS HALOGENE

Lematériaudefixationne contient pas d’halogène

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