Eurocodes

Contenu :

3. Structure des Eurocodes

Conception à température normale

Les parties générales 1-1 des Eurocodes 3 et 4 sont construites de manière similaire et suivent approximativement le processus de conception :

domaine d’application et références normatives ;
principes de conception ;
propriétés des matériaux ;
conditions de durabilité ;
indications pour la détermination de la répartition globale des charges dans l’ensemble de la construction ; par exemple, dans quels cas faut-il effectuer un calcul du 1er ou du 2e ordre, ou comment tenir compte du comportement non-linéaire d’un matériau et des imperfections. Ce calcul est normalement réalisé par un programme informatique ;
classification des sections des éléments de construction ;
méthodes de calcul des états limites ultimes ;
méthodes de calcul des états limites d’utilisation ;
annexes reprenant des méthodes de calcul complémentaires pour des types de construction spécifiques.

Conception contre l’incendie

Modèles d'incendie

La partie 1-2 de l’Eurocode 1, concernant les actions sur les structures exposées au feu, prévoit de schématiser l’incendie à différents niveaux de complexité.

Courbes d’incendie nominales : il s’agit de l’incendie standard selon la norme ISO834, mais également du feu extérieur et de l’incendie hydrocarbure.
Modèles d’incendie simples : il s’agit d’un ensemble de relations mathématiques qui permettent de réaliser, de manière simplifiée, une approximation de l’évolution de la température du feu en fonction du temps, sur la base des caractéristiques du compartiment, du risque d’incendie et de l’effet des mesures actives. Il peut s’agir de modèles calculant l’incendie à l’intérieur du compartiment ou de modèles concernant les flammes qui s’échappent par les fenêtres du compartiment.
Modèles d’incendie avancés : il s’agit de modèles basés sur les lois physiques fondamentales (balance de masse, balance d’énergie, etc.) qui calculent l’évolution de la température du feu en fonction du temps sur la base des caractéristiques du compartiment, du risque d’incendie et de l’effet des mesures actives. Il peut s’agir de modèles considérant une température uniforme dans le compartiment d’incendie (modèle à 1 zone), de modèles considérant une couche de fumée chaude et une couche inférieure froide (modèles à 2 zones) ou de modèles qui calculent la température en chaque point de l’espace (modèles multizones et modèles CFD). OZone est un exemple facilement utilisable de ce genre de modèle ; il est développé par l’Université de Liège et suit l’annexe D.

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L’incendie standard est le plus utilisé. L’incendie standard se caractérise par une température en constante augmentation, alors qu’en réalité un incendie s’affaiblit lorsque la plupart du combustible est épuisé. Dans de nombreux cas pratiques, l’incendie standard combiné à des exigences de résistance au feu élevées (90-120 minutes) est un scénario plus grave que ce qu’on peut attendre en réalité sur la base des caractéristiques du compartiment et du risque d’incendie. Dans ce cas, il est intéressant de nuancer la description de l’incendie, par exemple avec OZone. Pour les structures en acier situées à l’extérieur de la façade, il est également préférable de travailler avec le modèle d’incendie de l’annexe B qui est plus nuancé.

eurocode

Modèles constructifs

Les parties 1-2 concernant les incendies des Eurocodes 3 et 4 reconnaissent trois niveaux de complexité pour les méthodes d’évaluation du comportement thermique et mécanique d’une construction.

Tables et graphiques

On n’utilise pas de tables pour les structures en acier. Il existe cependant des graphiques donnant la température de l’acier après 15, 30 ou 60 minutes en fonction du facteur de profilé. Il existe également des graphiques simples donnant la portée par rapport à la charge admissible maximum et ce, pour un grand nombre de profilés en acier standard.

Les tables sont par contre souvent utilisées pour les structures mixtes acier/béton et surtout pour les structures en béton. Ces tables sont basées sur l’évolution de la température en fonction du temps selon l’incendie standard. Ces tables sont très simples à utiliser, mais pour pouvoir les appliquer, un calcul du taux de charge est généralement nécessaire ; le taux de charge est le rapport entre l’effet des charges pendant l’incendie et la capacité portante à température ambiante. Ce calcul nécessite de considérer l’action des forces dans toute la construction. L’Eurocode donne des valeurs indicatives pour le taux de charge, mais ces valeurs ne tiennent pas compte de charges éventuelles résultant de déformations thermiques. On le tolère pour autant que ces charges proviennent de constructions voisines. Les charges supplémentaires provoquées par des effets du 2e ordre à la suite du flambement devraient être prises en compte dans les tables.

Méthodes de calcul simples

Il s’agit de formules permettant, par exemple, de calculer la capacité de moment plastique d’une poutre ou la stabilité au flambement d’une colonne. Les méthodes de calcul simples sont à appliquer à la main ou, plus facilement encore, au moyen d’un tableur. Les méthodes de calcul simples s’inspirent généralement des méthodes de calcul de l’état limite ultime et de l’état limite d’utilisation de l’Eurocode correspondant
(partie 1-1).

Les méthodes de calcul simples concernant les structures en acier s’appliquent pour chaque modèle d’incendie. Les méthodes simples pour les structures mixtes sont en principe destinées à l’incendie standard parce qu’elles contiennent souvent des paramètres calibrés basés sur l’incendie standard.

Méthodes de calculs avancées

Ces méthodes sont basées sur les trois équations fondamentales de la mécanique (équation cinématique, équation constitutive et équation d’équilibre) et nécessitent normalement l’aide d’un ordinateur pour résoudre le système d’équations.

Les méthodes avancées se combinent avec tous les modèles d’incendie.

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