Structures en acier

C'est quoi la classe d'une section en acier ?

C'est le classement, de 1 à 4, qui dit jusqu'où une section peut être exploitée avant que ses parois comprimées ne se voilent localement. La section entière prend la classe la plus défavorable de ses parties comprimées.

Le problème : une paroi mince se dérobe avant de plastifier

Une semelle ou une âme comprimée trop élancée cède par voilement local — elle ondule — bien avant que l'acier n'atteigne sa limite d'élasticité. La classification sert précisément à savoir jusqu'où on peut aller.

La règle de classement

Quatre classes sont définies. Chaque partie comprimée de la section est classée séparément, à partir de son rapport largeur sur épaisseur ; les limites figurent au tableau 5.2 de la NF EN 1993-1-1.

Puis vient la règle qui fait toute la différence : la section entière prend la classe la plus élevée — donc la moins favorable — de ses parties comprimées. Une âme de classe 3 sur un profilé dont les semelles sont de classe 1 donne une section de classe 3. Le maillon faible impose son régime.

Ce que la classe autorise

Les expressions de résistance de section, pour les quatre classes, sont données à la section 6.2 de la NF EN 1993-1-1 : N_t,Rd en traction, N_c,Rd en compression, V_c,Rd en cisaillement, M_c,Rd en flexion.

La conséquence la plus lourde n'est pourtant pas là : c'est la classe qui décide si l'on a le droit de mener une analyse globale plastique. Une structure dont les zones de rotule ne sont pas de classe suffisante doit être calculée élastiquement, ce qui change la méthode entière, pas seulement une valeur.

La classe 4, un régime à part

Les sections de classe 4 se calculent sur des caractéristiques efficaces : on retire fictivement la part de paroi qui se voile. Les recommandations du CNC2M précisent que lorsqu'on utilise des semelles de classe 4 ou des semelles très larges, et que le voilement local ou le traînage de cisaillement influe notablement sur la distribution des sollicitations, il convient de mener l'analyse globale elle-même sur les caractéristiques efficaces — pas seulement les vérifications de section.

Un cas rassurant

Pour les âmes élancées, la résistance à l'effort tranchant peut être limitée par le voilement par cisaillement, traité dans la NF EN 1993-1-5. Le SCI note que c'est rarement un sujet avec les profilés laminés à chaud : la question se pose surtout sur les poutres reconstituées soudées, où l'âme est choisie beaucoup plus mince.

Textes de référence

NF EN 1993-1-1, tableau 5.2 — limites des rapports largeur sur épaisseur des parois comprimées, pour chaque classe
NF EN 1993-1-1, section 6.2 — résistances de section Nt,Rd, Nc,Rd, Vc,Rd et Mc,Rd pour les quatre classes
NF EN 1993-1-5 — voilement local des sous-panneaux et voilement des panneaux raidis
SCI P361, « Introduction aux Eurocodes pour les bâtiments en acier », § 4.1.3

Les références sont citées pour vous permettre de les consulter. Le texte des normes est protégé et n'est pas reproduit ici.

Mettre cette notion en pratique

Les exercices corrigés qui appliquent exactement ce qui précède.