16 Avril 2019
Catégorie : Conception - Publié par : Éric Lévesque, ing M.Sc & Maxime Ampleman
L’acier est utilisé dans la fabrication des superstructures de ponts pour ses nombreux avantages : 100% recyclable, résistance élevée, faible poids, etc. Il existe plusieurs nuances d’acier offertes dans l’industrie. Au stade de la conception, lors du choix d’acier pour les différentes membrures d’un pont, le concepteur doit prendre plusieurs paramètres en compte. Le présent article vise à présenter quelques-uns.
Soudabilité
Dans les ponts en acier, la soudabilité de l’acier utilisé est l’un des paramètres les plus importants. La soudabilité peut être définie comme étant la facilitée avec laquelle on peut réaliser une soudure de qualité avec le type d’acier utilisé. L’indice le plus couramment utilisé pour qualifier la soudabilité d’un acier est l’indice de carbone équivalent (CE). Un indice CE inférieur à 0.45 signifie généralement un acier avec une bonne soudabilité. Au Canada, selon la norme CAN/CSA G40.21, les aciers soudables sont représentés par la lettre « W ». Par exemple, un acier 350W possède une limite élastique (Fy) de 350 MPa et le suffixe « W » est utilisé pour indiquer qu’il est soudable (Weldable).
Résistance à la corrosion
L’acier des ponts peut être protégé contre la corrosion pour assurer la durabilité de l’ouvrage. Pour ce faire, on peut utiliser un revêtement protecteur telles les peintures, la métallisation et la galvanisation. Cependant, on peut aussi utiliser et combiner un acier patinable, c’est-à-dire plus résistant à la corrosion atmosphérique. Ces aciers peuvent être jusqu’à 4 fois plus résistants à la corrosion que des aciers au carbone non patinables. La norme CAN/CSA G40.21 dénomme les aciers qui sont à la fois soudables et résistants à la corrosion avec le suffixe « A ». La lettre « A » voulant dire « atmosphérique » (Atmospheric corrosion-resistant). Du côté américain, la norme ASTM A709, acier soudable, dénomme les aciers soudables et patinables par la lettre « W » (Weathering). Il ne faut donc pas confondre le « W » (Weldable) de la norme G40.21 et celui de la norme A709. Les aciers sous la norme américaine ASTM A588 sont aussi des aciers résistants à la corrosion. Ces aciers A588 sont généralement utilisés pour les composantes secondaires ainsi que les tôles d’une épaisseur supérieure à 100 mm.
Résilience améliorée à basse température
La résilience, qui est la capacité du matériel à absorber de l’énergie quand il se déforme sous des chocs, est mesurée à partir des essais Charpy. Il est connu que les basses températures fragilisent l’acier. Un impact sur le matériel à basse température pourrait donc augmenter les risques de rupture fragile d’une pièce. L’imposition d’un minimum de ductilité dans les documents contractuels permet donc de s’assurer d’un comportement ductile de l’acier sous charges d’impact à basse température. Une classification par niveaux à l’aide d’essai Charpy est utilisée. La norme CAN/CSA G40.21 prescrit 5 catégories d’essais Charpy selon la température (Figure 1) de l’essai allant d’une catégorie 1 avec une température d’essai à 0°C à une catégorie 4 avec une température d’essai beaucoup plus froide à -45°C. La catégorie 5 a été créée pour les demandes spéciales à savoir que la température d’essai doit être spécifiée lors de la commande de matériel. La norme CAN/CSA G40.21 dénomme les aciers avec résilience améliorée par le suffixe « T » (Toughness), en ajoutant la catégorie rencontrée. Donc, un acier à la fois soudable et avec résilience améliorée à basse température porte les lettres « WT », tandis qu’un acier soudable, patinable et avec résilience améliorée porte les lettres « AT». Du côté américain, la classification est différente avec l’utilisation des zones 1, 2 et 3 au lieu des catégories. Aussi, la norme ASTM A709 dénomme les aciers avec résilience améliorée avec le suffixe « F » (Fracture-Critical) ou « T » (Non-Fracture-Critical). La température d’essai est la même pour ces deux types, par contre, l’énergie minimum à dissiper est supérieure pour les aciers à résistance critique à la rupture (Figures 2 et 3).
Figure 1 : Température et énergie minimum dissipée pour les essais Charpy selon la catégorie visée selon CAN/CSA G40.21-13 |
 |
Figure 2 : Température et énergie minimum dissipée pour les aciers qui ne sont pas à résistance critique à la rupture selon ASTM A709-16 |
 |
Figure 3 : Température et énergie minimum dissipée pour les aciers à résistance critique à la rupture selon ASTM A709-16 |
 |
Vous aimeriez obtenir des réponses à vos questions à travers notre blogue? N’hésitez pas à nous faire parvenir vos questions!
Pas encore de commentaires.