COMPORTEMENT AU FEU DES STRUCTURES MIXTES ACIER BETON. Cas des profilés creux en acier remplis de béton.
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Date
2015-03-03
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Dans le domaine du génie civil, l'incendie reste un risque permanent qui doit être pris en compte
lors de la construction de bâtiments ou lors de leurs réhabilitations. Dans de nombreux pays, les
autorités essayent de légiférer pour limiter autant que possible ce risque. Bien sur, la manière la plus
sure de lutter contre les effets désastreux d’un incendie c’est d’éviter son déclenchement. Mais,
l’expérience montre que les trois étapes : prévention, détection et extinction, sont parfois dépassées
et que les incendies arrivent quand même à se développer et à prendre une ampleur importante et
cela malgré toutes les précautions prises par les systèmes de prévention sécuritaires.
Les incendies dans les ouvrages de bâtiments civils et industriels peuvent causer des catastrophes
qui entrainent des conséquences, lourdes en vies humaines et en biens économiques. Dans le
domaine du génie civil et en particulier dans le bâtiment, l’incendie, du point de vue normes et
règlementations est une action classée comme chargement accidentel au même titre que les séismes,
les chocs et les explosions par exemple.
L’étude comprend la présentation des méthodes de dimensionnement et de vérification des colonnes
en profils creux en acier remplis de béton, armé ou non armé selon les Eurocodes 2, 3 et 4 ainsi
qu’une méthode numérique, basée sur la méthode des éléments finis, permettant de simuler le
comportement des structures exposées au feu. Des comparaisons ont été faites entre ces méthodes
tout en s’appuyant sur quelques résultats expérimentaux réalisés en Europe et en Amérique du
Nord.
Pour ce qui est du contenu du mémoire, il est rédigé en langue française et comporte une
introduction et cinq chapitres. Dans l’introduction, la thématique du problème est exposée tout en
précisant les risques et les pertes causés par les incendies.
Après avoir rappelé au chapitre 1, certaines généralités sur des notions générales liées à l’incendie,
et la présentation des structures mixtes acier béton, en particulier les colonnes en tube d’acier
remplies de béton, armé ou non armé et des propriétés thermomécaniques des matériaux acier et
béton aux températures élevées exposées dans les Eurocodes, une étude du problème de flambement
des colonnes en général et des profils creux en acier remplis de béton en particulier est présentée au
chapitre 2.
Le chapitre 3 est consacré à la présentation des méthodes de calcul de la résistance des profils creux
en acier remplis de béton, à température ambiante et à température élevée en cas d’incendie selon
l’Eurocode 4. Une méthode simplifiée proposée par la norme canadienne dénommée Kodur est
aussi exposée dans ce chapitre.
Un code de calcul numérique SAFIR par éléments finis, développé à l’université de Liège, en
Belgique, est exposé dans le chapitre 4. Ce logiciel permet de simuler les structures mixtes acier
béton à température élevée mais aussi à température ambiante. Le chapitre 5 renferme une étude
comparative entre les différentes méthodes de calculs de la résistance au feu présentées aux
chapitres précédents. Le domaine de validité et les limitations de chaque méthode ont été étudiés et
les différences ont été analysées ainsi que l’influence des différents paramètres. Plusieurs types de
sections, circulaires et carrées, ont été étudiés en compression axiale et en compression. Aussi, il est
proposé une méthode de protection contre le feu des colonnes en béton armé sollicitées à l’action
d’un modèle de feu naturel paramétré, en phase de refroidissement. Ce chapitre se termine par une
analyse des résultats obtenus. Le document se termine par une conclusion générale et quelques
recommandations