enpc - procedes generaux de construction

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1 CONSTRUCTION METALLIQUE CONSTRUCTION METALLIQUE Jean-Louis MICHOTEY Jean-Louis MICHOTEY École des Ponts ParisTech Département Génie Civil et Construction Construction des Ouvrages de Génie Civil

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Page 1: ENPC - Procedes Generaux de Construction

1

CONSTRUCTION METALLIQUECONSTRUCTION METALLIQUE Jean-Louis MICHOTEYJean-Louis MICHOTEY

École des PontsParisTech

Département Génie Civil et Construction

Construction des Ouvrages de Génie Civil

Page 2: ENPC - Procedes Generaux de Construction

2

LE MARCHE EN CONSTRUCTION METALLIQUEET SES CARACTERISTIQUES

LE MARCHE DES BATIMENTSLE MARCHE DES BATIMENTS L’ORGANISATION DU PROJET DE BATIMENTL’ORGANISATION DU PROJET DE BATIMENT L’ENTREPRISE DE CONSTRUCTION METALLIQUEL’ENTREPRISE DE CONSTRUCTION METALLIQUE

(0rganisation interne, évolution des processus de (0rganisation interne, évolution des processus de fabrication)fabrication)

Page 3: ENPC - Procedes Generaux de Construction

3

consommation dans la construction/habitant/an en kgconsommation dans la construction/habitant/an en kg

0 100 200 300

France

Germany

Italy

Japan

Spain

UK

USA

reinforcing barsRolled profilsteel plates

55

108

108

268

151

118

83

Source : DCC, 1993

Page 4: ENPC - Procedes Generaux de Construction

4

PRODUCTION EN TONNES DE BATIMENTS INDUSTRIELS

300354 370 370 415

480 505

0

100

200

300

400

500

600x1000 t

1994 1996 1998 2000

BÂTIMENTS INDUSTRIELS

LES BÂTIMENTS INDUSTRIELS LES BÂTIMENTS INDUSTRIELS ET LES GRANDES OSSATURES ET LES GRANDES OSSATURES RESTENT LE DEBOUCHE RESTENT LE DEBOUCHE PRINCIPALPRINCIPAL

HAUSSE DU MARCHE DE 68,3 HAUSSE DU MARCHE DE 68,3 % SUR 7 ans% SUR 7 ans

Page 5: ENPC - Procedes Generaux de Construction

5

PRODUCTION EN TONNES DE BATIMENTS AUTRES QUE INDUSTRIELS

142 146 150 140 152

180 186

0

50

100

150

200x1000 t

1994 1996 1998 2000

AUTRES BÂTIMENTS (agricoles, commerciaux, bureaux et logements) LA HAUSSE SE POURSUIT LA HAUSSE SE POURSUIT

PRINCIPALEMENT EN RAISON DE PRINCIPALEMENT EN RAISON DE L’ACROISSEMENT DU MARCHE DES L’ACROISSEMENT DU MARCHE DES BÂTIMENTS AGRICOLESBÂTIMENTS AGRICOLES

AUGMENTATION TRES NET DU AUGMENTATION TRES NET DU MARCHE DES IMMEUBLES DE MARCHE DES IMMEUBLES DE BUREAUXBUREAUX

BÂTIMENTS A USAGE DE LOGEMENT BÂTIMENTS A USAGE DE LOGEMENT (environ 1% du marché)(environ 1% du marché)

Page 6: ENPC - Procedes Generaux de Construction

6

PRODUCTION EN TONNES D’OUVRAGES D’ART

38 37

4450 45

40

30

0

10

20

30

40

50

(x1000 t)

1994 1996 1998 2000

PONTS

GLOBALEMENT LE MARCHE DES GLOBALEMENT LE MARCHE DES PONTS EST EN BAISSE, PONTS EST EN BAISSE, NEANMOINS LA PART DE NEANMOINS LA PART DE MARCHE PRISE PAR LES PONTS MARCHE PRISE PAR LES PONTS METALLIQUES (routes et ferroviaires) METALLIQUES (routes et ferroviaires) EST EN AUGMENTATION EST EN AUGMENTATION

Page 7: ENPC - Procedes Generaux de Construction

7

PRODUCTION EN TONNES DE PYLÔNES (ELECTRIQUES et RELAIS de COMMUNICATION)

31 30

25 2520 20

38

0

10

20

30

40

(x1000 t)

1994 1996 1998 2000

PYLÔNES

LA TEMPÊTE DE DECEMBRE 1999 LA TEMPÊTE DE DECEMBRE 1999 EXPLIQUE L’ACCROISSEMENT DE EXPLIQUE L’ACCROISSEMENT DE TONNAGE DE PYLÔNES FABRIQUES TONNAGE DE PYLÔNES FABRIQUES EN 2000.EN 2000.

MARCHE EN DECROISSANCE (de plus MARCHE EN DECROISSANCE (de plus en plus les réseaux seront enterrés, sauf en plus les réseaux seront enterrés, sauf peut-être lignes de grandes puissances)peut-être lignes de grandes puissances)

Page 8: ENPC - Procedes Generaux de Construction

8

REPARTITION DU TONNAGE USINE EN FONCTION DE LA TAILLE D’ENTREPRISE

7

12

7,57

19

10

37,5

05

10152025

303540

( % )

>15000

9000 à15000

7000 à9000

5000 à7000

3000 à5000

2000 à3000

< 2000

tonnage usiné annuel

Page 9: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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LA CHAÎNE DES INTERVENANTS DANS UN PROJETDE CONSTRUCTION DE BÂTIMENT EN ACIER

LE CLIENT(le maître d’ouvrage)

L’ARCHITECTE(le maître d’œuvre)

LE CONTRÔLEUR

LE BUREAU d’ETUDES

L’ENTREPRISEGENERALE

LE CONSTRUCTEURMETALLIQUE(avec son bureau

d’études)

NEGOCIANTS DE PRODUITSACIERS

(poutrelles, bardages, couvertures, boulons, …)

PRODUCTEURD’ACIER

LE MONTEUR – LEVAGEURLE POSEUR

Page 10: ENPC - Procedes Generaux de Construction

10

LES ACIERS

•Domaine du bâtiment : produits longs (laminés…)

aciers d ’usage général S235 et S355

•Domaine des ponts : plaques

aciers d ’usage général S355 K2

aciers à grains fins S355 N S460 N

Page 11: ENPC - Procedes Generaux de Construction

11

DETAILS CONSTRUCTIFS BATIMENTS

Page 12: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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DETAILS CONSTRUCTIFS PONTS

Page 13: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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MATERIAUX UTILISES PONTS

1. PLATS UNIQUES

• S355K2 pour t<30mm

• S355N pour t 80mm (40J à -20°C)

• S355NL pour 150 mm t 80 mm (27J à -50°C)

2. PLATS PROFILES EN LONG

3. ACIERS THERMOMECANIQUES• PLATS

S460M ( 120 mm)• LAMINES

S460M (QST) (h1000mm)

Page 14: ENPC - Procedes Generaux de Construction

14

type variationd’épaisseur

maxi

pentemaxi

55 8

55 8

55 8

PLATS PROFILES EN LONG

Page 15: ENPC - Procedes Generaux de Construction

15

16 24

40

60

8060 30

Soudure sur site

Soudure atelier

Soudure sur site

2000

800/

PLATS PROFILES EN LONG

Page 16: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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soudabilitésoudabilité S460M a le même S460M a le même

CEV que S355NCEV que S355N meilleure ténacitémeilleure ténacité économies économies

(préchauffage…)(préchauffage…)

ACIERS THERMOMECANIQUES

Page 17: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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LES PRODUITS

POUTRELLES CLASSIQUES

Poutrelles IPE Poutrelles IPN Poutrelles H Poutrelles U(ailes droites)

Poutrelles U(ailes inclinées)

IPE 80 à 600 ; 750IPE A 80 à 600IPE O 180 à 600IPE R 140 à 600

IPN 80 à 500 ; 550

HEAA 100 à 1100HL 1000 & 1100HD 260 à 400HP 220 à 400

HEC 300

HEAHEBHEM

100 à 1100 UAP 80 à 300UAP-A 250 & 300

UPN 80 à 400UPN-A 240 à 400

LAMINES MARCHANDS

Cornières à ailes égales 20 20 3 200 200 24 à

Cornières à ailes inégales 30 20 3 200 100 14 à

Petits fers U 30 15 3 70 40 6 à

T égaux à congés 25 25 3 80 80 9 à

Plats d'usage général 16 5 150 10 à

Ronds d'usage général 12 250à

Carrés d'usage général 8 à 90

Hexagones sur plat 8 à 24

Page 18: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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STRUCTURE DE HALL INDUSTRIEL

portique longitudinal

palée de stabilitétransversale

poteau

poutre

entretoise poutre

entretoise

poutre

portique transversale(file)

Page 19: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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Caractéristique de la section Désignation des séries Dimensions (mm)

PROFILES SPECIAUX

Équerres à ailes égales à anglesvifs 14 14 2 à 50 50 5

Équerres à ailes inégales à anglesvifs

20 10 2 3 à 110 30 5,

T à ailes égales à angles vifsT courantsT allégés

20 20 3 à 40 40 525 25 2 5 , à 50 50 5

T à ailes inégales à angles vifsT courantsT allégés

23 20 3 à 40 45 530 35 3 à 60 30 5

ARMATURES POUR BETON ARME

Ronds lissesBarres et fils machines (HA)

Fils à haute adhérenceTreillis soudés

6 à 406 à 404 à 16

PROFILS CREUX

Profils creux ronds 8 1 à 508 17

Profils creux carrés 8 1 à 400 17

Profils creux rectangulaires 12 8 1 à 500 300 17

Page 20: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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STRUCTURE DE HALL INDUSTRIEL

Page 21: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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Page 22: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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PROFILES FORMES A FROID (COURANTS)

Cornières à ailes égales 1515 5 , à100

Cornières à ailes inégales 20152 à100505

Coulisses 1130 à 20080

épaisseurs2 à 6

Profilés C 30115 2 , à140503

Profilés Omégas 17251215 , à 7038304

Profilés Sigma 200 à 360épaisseurs 1 à 3,5

Profilés Zed 120 à 250épaisseurs de 1 à 5

Page 23: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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PRODUITS DERIVES ET PALPLANCHES

Palplanches

Poutrelles ajourées

Page 24: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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STRUCTURE DE HALL INDUSTRIEL

Page 25: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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Tôles Nervurées Produits

Couverture sèche

Support d'étanchéité(étanchéité rapportée)

Panneau isolant sandwich(couverture)

Bardage

Plateau(parement pour bardage double peau)

Panneau isolant sandwich(pour bardage)

Plancher à coffrage perdu

Plancher à coffrage collaborant

Page 26: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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STRUCTURE DE HALL INDUSTRIEL (habillage – couverture)

Page 27: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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STRUCTURE DE HALL INDUSTRIEL (bardage simple peau)

Page 28: ENPC - Procedes Generaux de Construction

28

STRUCTURE DE HALL INDUSTRIEL (bardage par plateau)

Page 29: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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Platalage mixte

Dalle de compression en béton

Connecteurs éventuels

Armature

Poutre principale

Solive

Solive

Page 30: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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L’ENTREPRISE DE CONSTRUCTION METALLIQUE(La fabrication)

LA STRUCTURE OPERATIONNELLE LA STRUCTURE OPERATIONNELLE DE L’ENTREPRISEDE L’ENTREPRISE

– Le bureau d’études Le bureau d’études et des méthodes (le et des méthodes (le projet, le devis, projet, le devis, dessin-traçage-dessin-traçage-préparation de la préparation de la fabrication – fabrication – machines à machines à commande commande numérique)numérique)

L’atelier de production (peinture L’atelier de production (peinture comprise)comprise)

Le transport et le montageLe transport et le montage

Page 31: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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LA FABRICATION

Le parc de stockage des aciersLe parc de stockage des aciers Le débit (sciage,cisaillage)Le débit (sciage,cisaillage) La découpe thermiqueLa découpe thermique Le formageLe formage L’usinageL’usinage Le soudageLe soudage L’assemblageL’assemblage La peintureLa peinture Le colisage et le transportLe colisage et le transport

Page 32: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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LAMINAGE ET MARQUAGE

LAMINAGE EN USINE ET

MARQUAGE

Page 33: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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ARRIVEE DES TOLES(en grande largeur)

Page 34: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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CONTRÔLE DE L’ACIER

ESSAI DE TRACTION

DUCTILITESTRICTION

Page 35: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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LA FABRICATION

Le parc de stockage des aciersLe parc de stockage des aciers Le débit (sciage,cisaillage)Le débit (sciage,cisaillage) La découpe thermiqueLa découpe thermique Le formageLe formage L’usinageL’usinage Le soudageLe soudage L’assemblageL’assemblage La peintureLa peinture Le colisage et le transportLe colisage et le transport

Page 36: ENPC - Procedes Generaux de Construction

36

Page 37: ENPC - Procedes Generaux de Construction

37

LA FABRICATION

Le parc de stockage des aciersLe parc de stockage des aciers Le débit (sciage,cisaillage)Le débit (sciage,cisaillage) La découpe thermiqueLa découpe thermique Le formageLe formage L’usinageL’usinage Le soudageLe soudage L’assemblageL’assemblage La peintureLa peinture Le colisage et le transportLe colisage et le transport

Page 38: ENPC - Procedes Generaux de Construction

38

OXYCOUPAGE

Page 39: ENPC - Procedes Generaux de Construction

39

Page 40: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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LA FABRICATION

Le parc de stockage des aciersLe parc de stockage des aciers Le débit (sciage,cisaillage)Le débit (sciage,cisaillage) La découpe thermiqueLa découpe thermique Le formage (roulage)Le formage (roulage) L’usinageL’usinage Le soudageLe soudage L’assemblageL’assemblage La peintureLa peinture Le colisage et le transportLe colisage et le transport

Page 41: ENPC - Procedes Generaux de Construction

41

LA FABRICATION

Le parc de stockage des aciersLe parc de stockage des aciers Le débit (sciage,cisaillage)Le débit (sciage,cisaillage) La découpe thermiqueLa découpe thermique Le formage (pliage)Le formage (pliage) L’usinageL’usinage Le soudageLe soudage L’assemblageL’assemblage La peintureLa peinture Le colisage et le transportLe colisage et le transport

Page 42: ENPC - Procedes Generaux de Construction

42

Page 43: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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LA FABRICATION

Le parc de stockage des aciersLe parc de stockage des aciers Le débit (sciage,cisaillage)Le débit (sciage,cisaillage) La découpe thermiqueLa découpe thermique Le formage (pliage)Le formage (pliage) L’usinageL’usinage Le soudageLe soudage L’assemblageL’assemblage La peintureLa peinture Le colisage et le transportLe colisage et le transport

Page 44: ENPC - Procedes Generaux de Construction

44

LA FABRICATION

Le parc de stockage des aciersLe parc de stockage des aciers Le débit (sciage,cisaillage)Le débit (sciage,cisaillage) La découpe thermiqueLa découpe thermique Le formage (pliage)Le formage (pliage) L’usinageL’usinage Le soudageLe soudage L’assemblageL’assemblage La peintureLa peinture Le colisage et le transportLe colisage et le transport

Page 45: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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CHANFREINAGE

Page 46: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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SOUDAGE AME SEMELLE

Page 47: ENPC - Procedes Generaux de Construction

47

SOUDAGE DES RAIDISSEURS

Page 48: ENPC - Procedes Generaux de Construction

48

SOUDAGE DES RAIDISSEURS

Page 49: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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CONTRÔLE PAR ULTRA-SONS

Page 50: ENPC - Procedes Generaux de Construction

50

CONTRÔLE PAR RESSUAGE

LIQUIDE PENETRANT

Page 51: ENPC - Procedes Generaux de Construction

51

CONTRÔLE PAR RESSUAGE

LAVAGE

Page 52: ENPC - Procedes Generaux de Construction

52

CONTRÔLE PAR RESSUAGE

REVELAREUR

Page 53: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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CONTRÔLE PAR MAGNETO-

Page 54: ENPC - Procedes Generaux de Construction

54

DEFAUTS DES SOUDURES

Page 55: ENPC - Procedes Generaux de Construction

55

CONTROLE DE L ’EPAISSEUR DES CORDONS

Page 56: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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LA FABRICATION

Le parc de stockage des aciersLe parc de stockage des aciers Le débit (sciage,cisaillage)Le débit (sciage,cisaillage) La découpe thermiqueLa découpe thermique Le formage (pliage)Le formage (pliage) L’usinageL’usinage Le soudageLe soudage L’assemblageL’assemblage La peintureLa peinture Le colisage et le transportLe colisage et le transport

Page 57: ENPC - Procedes Generaux de Construction

57

COMPORTEMENT DES ASSEMBLAGES ET CLASSIFICATION

Page 58: ENPC - Procedes Generaux de Construction

58

Comportement des assemblagesComportement des assemblagesComportement des assemblagesComportement des assemblages

Page 59: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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Types d ’assemblages :

• rivets• boulons• (soudures)• (goujons entre acier et béton)

Page 60: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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Page 61: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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Page 62: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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STRUCTURE DE HALL INDUSTRIEL (jarret de portique boulonné)

Page 63: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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Assemblage de jarret de portique

Page 64: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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STRUCTURE DE HALL INDUSTRIEL (assemblage de faîtage)platine d ’about et boulons

Page 65: ENPC - Procedes Generaux de Construction

65

Page 66: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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Assemblage de tubes(soudure)

Page 67: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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Boulons :•ordinaires•précontraints•pleins trous•injectés•sertis…..

Page 68: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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LA FABRICATION

Le parc de stockage des aciersLe parc de stockage des aciers Le débit (sciage,cisaillage)Le débit (sciage,cisaillage) La découpe thermiqueLa découpe thermique Le formage (pliage)Le formage (pliage) L’usinageL’usinage Le soudageLe soudage L’assemblageL’assemblage La peintureLa peinture Le colisage et le transportLe colisage et le transport

Page 69: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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DECAPAGE

Page 70: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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CONTRÔLE DE L ’EPAISSEUR DE LA COUCHE

Page 71: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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LA FABRICATION

Le parc de stockage des aciersLe parc de stockage des aciers Le débit (sciage,cisaillage)Le débit (sciage,cisaillage) La découpe thermiqueLa découpe thermique Le formage (pliage)Le formage (pliage) L’usinageL’usinage Le soudageLe soudage L’assemblageL’assemblage La peintureLa peinture Le colisage et le transportLe colisage et le transport

Page 72: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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CHARGEMENT DES TRONCONS EN USINE

Page 73: ENPC - Procedes Generaux de Construction

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DECHARGEMENT DES TRONCONS SUR SITE