CONSTRUCTIONS MÉTALLIQUES

L'influence des sollicitations

Les sollicitations peuvent être dues aux charges permanentes et d'exploitation mais aussi aux éléments extérieurs (neige, vent, séismes, houle...). Les structures métalliques permettent d'avoir une charge permanente le plus faible possible et un comportement élastique, même dans le cas de mise en plastification de certaines zones. Dans le cas des bâtiments, ces caractéristiques sont particulièrement intéressantes pour les structures en zone de séismicité marquée. Il en est de même pour des tours de grande hauteur, où les gains de poids au point de vue de la charge permanente sont précieux. Enfin, le comportement en fatigue de l'acier a certainement eu une grande influence dans le choix de structures métalliques pour l'exploitation du pétrole en mer. Dans le cas des ponts ou couvertures de grande portée, l'acier rend de grands services grâce au gain de poids de charge permanente. Il en est de même pour les ponts mobiles où le poids de la volée commande en grande partie le mécanisme de levage. Enfin, les caractéristiques mécaniques élevées de l'acier par rapport au béton sont très avantageuses en cas de report de charge : pour des bâtiments à étages, la partie basse constituée de poteaux métalliques enrobés ou non de béton a une superficie utile plus étendue que si des poteaux en béton étaient utilisés. À titre d'exemple, signalons la réalisation de la gare de Lyon La Part-Dieu et la tour des Poissons à la Défense.

Le système de montage

Les opérations de montage en matière de charpente métallique sont fondamentales car elles constituent le dernier stade avant l'achèvement, mais le plus dangereux en raison des problèmes d'instabilité. Les différents procédés classiques sont les suivants : déplacement de charges par levage ; déplacement par ripage horizontal ; montage par utilisation de la structure existante comme support. Dans tous les cas, la possibilité de préfabrication en usine dépend en grande partie des conditions de transport. La solution la plus économique est la voie maritime ou fluviale. Elle permet le remorquage et la mise en place de blocs pouvant atteindre plusieurs centaines de tonnes. Ce procédé est utilisé fréquemment pour la fabrication et l'approvisionnement des « modules » des plates-formes marines. Ces modules sont d'énormes boîtes métalliques contenant tous les organes prévus et testés (unité de forage, unité de traitement d'eau électrique...). Ils peuvent peser jusqu'à 1 000 tonnes.

Il n'est pas possible en site terrestre de bénéficier de telles conditions. Les transports routiers, même exceptionnels, réduisent fortement les dimensions des blocs élémentaires. Il faut donc procéder à des préassemblages au sol et utiliser au maximum les capacités de levage disponibles. Celles-ci sont très faibles dans le cas d'ouvrages en béton. Il est donc nécessaire de déplacer des grues puissantes (400 mètres × tonnes) ou de mettre en place des dispositifs spéciaux. Les ouvrages comme les ponts, par exemple, nécessitent le recours à ceux-ci : à titre d'exemple, citons le viaduc de Caronte, près de Martigues, en France, pont à béquille, de 300 mètres de portée totale, qui fut « levé » depuis le niveau 0 jusqu'à la cote finale (48 m) par un levage utilisant deux palées équipées chacune de vérins de 500 tonnes. L'ossature levée pesait environ 2 000 tonnes ; autre exemple analogue, les travées latérales du pont de Saint-Nazaire - Saint-Brévin, et le pont de Niteroï, au large de Rio de Janeiro.

Les déplacements de charges importantes peuvent se faire également horizontalement grâce à des techniques[...]