Quelle différence entre l'ELU et l'ELS ?
L'ELU est l'état où la structure s'effondre : on y vérifie qu'elle tient. L'ELS est l'état où elle devient inutilisable sans pour autant tomber — elle fléchit trop, vibre, ou se fissure : on y vérifie qu'elle reste confortable et durable.
Un état limite, c'est une frontière
La définition tient en une ligne : l'état au-delà duquel la structure ne remplit plus une des fonctions pour lesquelles elle a été conçue. Tout le reste n'est que la liste de ces fonctions. Elle peut concerner une situation durable — la vie de l'ouvrage — ou transitoire : l'exécution, le montage, une réparation.
À l'ELU, ce qui est en jeu, ce sont les personnes
Les états limites ultimes se rapportent à la ruine ou à ce qui en est très proche. Le vocabulaire de l'EN 1990 les répartit en familles qu'il faut savoir nommer :
- EQU — la perte d'équilibre de la structure ou d'une de ses parties, considérée comme un corps rigide : elle bascule, elle glisse, elle se soulève.
- STR et GEO — la ruine par déformation excessive, par transformation en mécanisme, par rupture ou par perte de stabilité, appuis et fondations compris. STR quand c'est la structure qui lâche, GEO quand c'est le sol.
S'y ajoutent la perte de liaison entre éléments, le défaut de ductilité sous séisme, et les ruines extrêmes provoquées par un incendie, une explosion ou un choc.
La fatigue est un ELU, pas un ELS
Piège classique. La fatigue est provoquée par des actions fréquentes, en service normal — ponts routiers et ferroviaires, chemins de roulement, plateformes en mer. On serait tenté de la ranger à l'ELS. Elle se vérifie pourtant en état limite ultime, pour une raison simple : son aboutissement est l'effondrement.
À l'ELS, ce qui est en jeu, c'est l'usage
Trois aspects sont distingués : les déformations, les vibrations, l'endommagement.
Le troisième est le moins intuitif et le plus coûteux. Une fissure trop ouverte n'est pas qu'un défaut d'aspect : elle ouvre un chemin aux agents agressifs, expose les armatures à la corrosion et accélère la carbonatation du béton. L'ELS de fissuration est donc, en réalité, une vérification de durabilité — c'est là que l'ELS rejoint les classes d'exposition.
Réversible ou non : la distinction qui commande les combinaisons
Un ELS est irréversible quand le dépassement laisse une trace après disparition de la charge — une fissure ouverte, une flèche résiduelle — et réversible quand tout revient à l'état initial. Ce n'est pas une nuance de vocabulaire : les deux cas n'appellent pas les mêmes valeurs de charge, et donc pas les mêmes combinaisons.
Les erreurs fréquentes
- Vérifier la flèche avec les charges pondérées de l'ELU.
- Traiter la fatigue comme un état limite de service.
- Oublier EQU sur un ouvrage qui ne casse pas mais qui bascule : mur de soutènement, console, poutre en porte-à-faux pendant l'exécution.
Textes de référence
- NF EN 1990, clause 3.3 (1)P — états limites ultimes : sécurité des personnes et de la structure
- NF EN 1990, clause 3.4 (1)P — états limites de service : fonctionnement, confort, aspect, durabilité
- NF EN 1990, clause 3.4 (3) — les trois aspects vérifiés à l'ELS : déformations, vibrations, endommagement
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.