Sélection et calcul des fixations en acier inoxydable

Cet article concerne la sélection et le calcul des fixations en acier inoxydable conformément à l’Eurocode 3. Elle fait suite à une première note qui revenait sur ces fixations dans le contexte de la publication de la nouvelle version de l’ISO 3506.

Généralités sur l’usage des fixations inox dans la construction

L’Eurocode 3 partie 1-4 [2] considère uniquement l’usage de fixations en acier inoxydable austénitique et duplex (austéno-ferritique), sans limitation de grade. Les fixations en acier inoxydables ferritiques ou martensitiques ne sont donc pas couvertes par l’Eurocode.

Seules les classes de qualité 50, 70 et 80 sont explicitement évoquées dans la version en vigueur. La classe 100 n’était pas encore normalisée au moment de la rédaction de l’Eurocode.

Note : Le projet de révision de l’Eurocode [4] prévoit d’inclure la classe 100.

La norme NF EN 15048 [6] couvre actuellement la réalisation de boulons SB dans les grades A2, A3, A4 et A5 et dans les classes de qualité 50, 70 et 80, en cohérence avec les limitations de l’Eurocode et de la précédente version de la NF EN ISO 3506.

Note : Les boulons précontraints en acier inoxydables ne sont pas couverts par la NF EN 14399 [7]. L’Eurocode 3 partie 1-4 [2] précise d’ailleurs que des boulons précontraints inox ne sont utilisables que si leur aptitude à la mise en précontrainte a été spécifiquement démontrée par essai. En effet, la relation couple – tension est plus complexe à maitriser pour les fixations en acier inoxydable. Des travaux sont toutefois en cours à ce sujet.

Sélection des fixations inox conformément à l’Eurocode 3 partie 1-4 [2]

L’annexe A de l’Eurocode 3 partie 1-4 [2], dans sa version modifiée par l’amendement A1 de 2015, propose une méthode de sélection des nuances d’acier inoxydable en vue d’assurer une durabilité satisfaisante.

Cette méthode prend en compte le risque d’exposition à des chlorures d’eau salé ou des sels de dégivrage (F₁), le risque d’exposition au dioxyde de souffre (F₂) ainsi que les conditions de nettoyage ou exposition au lavage par la pluie (F₃). La démarche consiste à déterminer un facteur de résistance à la corrosion noté FRC :

Les termes F₁, F₂ et F₃  et  sont décrits dans le Tableau 1, le Tableau 2 et le Tableau 3, respectivement.

Après avoir additionné les trois termes, le FRC obtenue est associé à l’une des 5 classes de résistance à la corrosion (I, II, III, IV et V, avec une résistance croissante vis-à-vis de la corrosion), voir le Tableau 4. L’annexe A de l’Eurocode 3 partie 1-4 [2] précise également les nuances correspondant à chacune de ces classes.

Le Tableau 4 précise à quel(s) grade(s) de fixation en acier inoxydable correspond chaque classe de résistance à la corrosion, afin d’en faciliter la sélection. Il est évidement toujours possible d’utiliser un grade plus performant.

Calcul des fixations inox conformément à l’Eurocode 3 partie 1-4 [2]

Conformément à l’Eurocode 3 partie 1-4 [2], les calculs de résistance des fixations en acier inoxydable suivent globalement les dispositions de l’Eurocode 3 partie 1-8 [5]. Les modifications à prendre en compte sont décrites ci-dessous.

Le Tableau 5 donne les valeurs nominales de la limite d’élasticité  et de la résistance ultime en traction  pour les fixations en acier inoxydable.

La résistance au cisaillement des fixations en acier inoxydable est définie comme suit dans l’Eurocode 3 partie 1-4 [2] :

La résistance à la traction des fixations en acier inoxydable est calculée conformément à l’Eurocode 3 partie 1-8 [5] sans modification particulière :

La résistance des autres modes de ruine des assemblages boulonnés (cisaillement de bloc, poinçonnement, etc.) est évaluée sans modification par rapport à l’Eurocode 3 partie 1-8 [5], à l’exception de la résistance en pression diamétrale. Pour les plats en acier inoxydable, l’Eurocode 3 partie 1-4 [2] demande en effet de remplacer la résistance ultime du plat  par :

Références

[1] NF EN 1993-1-4:2007 : Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Partie 1-4 : règles générales – règles supplémentaires pour les aciers inoxydables. AFNOR, 2007 (y compris amendements NF EN 1993-1-4/A1:2015 et NF EN 1993-1-4/A2:2020).

[2] NF EN 1993-1-4/NA : Annexe nationale à la NF EN 1993-1-4:2007. AFNOR, 2008.

[3] prEN 1993-1-4 : Final draft of the revision of EN 1993-1-4. CEN/TC 250/SC 3 N3248

[4] NF EN 1993-1-8:2005 : Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Partie 1-8 : Calcul des assemblages. AFNOR, 2005.

[5] NF EN 15048 : Boulonnerie de construction métallique non précontrainte – Toutes parties. AFNOR, 2016.

[6] NF EN 14399 : Boulonnerie de construction métallique à haute résistance apte à la précontrainte – Toutes parties. AFNOR, 2015 – 2018.

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Anthony Rodier, chef du service formation, CTICM