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POTEAUX

Renforcement d´un poteau existant en fonte avec un corset en acier

 

 

Les poteaux de fonte ont été utilisés très tôt au 19ème siècle pour suppléer les porteurs traditionnels en bois, trop vulnérables aux agressions de l’humidité en pied. Leur section creuse ou pleine d’un diamètre réduit offrait une grande réduction d’encombrement par rapport à une solution maçonnée mais aussi une vitesse d’exécution sans comparaison. La vente sur catalogue de ces produits manufacturés en grande série par les fonderies fait que l’on retrouve ces poteaux supportant aussi bien des structures de planchers en fer que des structures de plancher en bois.

 

Renforcement d´un poteau existant en fonte avec un corset en acier

 

Les illustrations présentées ci-dessus montrent le principe du corset métallique en deux demi U utilisés pour renforcer la section du poteau. Pour des problèmes de compatibilité métallurgique évidents, la soudure de renforts directs sur les poteaux de fonte est déconseillée, on procède donc par adjonction périphérique de deux U liés avec des barrettes soudées transversalement.

 

 

 

 

 

 

 

 

 Renforcement des poteaux métalliques existants

 

1. Poteau d’origine en acier ou en fer.

2. Paumelles.

3. Accès à l’intérieur du poteau.

4. Renforts métalliques.

5. Boulon de fixation des renforts.

6. Soudure des renforts.

7. Descente d’eau pluviale

NB : Même si la philosophie demeure la même, le renfort des poteaux rivetés des constructions est particulier à chaque cas de figure.

 

 

 

 

 

 

 

Parfois en fonte, les poteaux métalliques à renforcer peuvent aussi être en tôles de fer poudelé assemblées par des rivets comme pour les constructions du 19ème siècle ou encore, depuis le début du 20ème siècle en profils d’acier laminés ou reconstitués à base de tôles épaisses soudées. Le renforcement d’un poteau métallique peut être nécessaire lorsqu’il y a une corrosion aggravée, mais il s’opère le plus souvent lorsqu’il y a un accroissement notable de la descende de charge ou, par suite de modifications de la structure, un accroissement de l’élancement. On pense par exemple à un poteau initialement maintenu par des lisses dans son plan de flambement le plus faible qui sont déposées suite à la création d’une ouverture.

 

Renforcement et consolidation des poteaux en béton armé

 

La création d’un double niveau par suppression d’une partie des planchers d’une structure en béton armé pose le problème de la résistance des poteaux dont la longueur de flambement est doublée par la disparition de la dalle. Si la réduction des charges sur le poteau par suppression du plancher est un élément favorable, elle ne suffit pas toujours à équilibrer le doublement de l’élancement. Les concepteurs doivent alors renforcer le poteau pour accroître son rayon de giration et satisfaire au nouvel état statique de la construction. Ce nouvel état peut également être dû à l’accroissement important des charges, dû à un simple changement d’exploitation.

 

 

La création d’un double niveau par suppression d’une partie des planchers d’une structure en béton armé pose le problème de la résistance des poteaux dont la longueur de flambement est doublée par la disparition de la dalle. Si la réduction des charges sur le poteau par suppression du plancher est un élément favorable, elle ne suffit pas toujours à équilibrer le doublement de l’élancement. Les concepteurs doivent alors renforcer le poteau pour accroître son rayon de giration et satisfaire au nouvel état statique de la construction. Ce nouvel état peut également être dû à l’accroissement important des charges, dû à un simple changement d’exploitation.

 

Très souvent, la solution de "l’engraissage" du poteau existant par coffrage d’un ferraillage complémentaire n’est pas satisfaisante. D’une part, elle accroît la taille des colonnes en béton armé dont les dimensions sont déjà importantes, d’autre part, elle est fastidieuse à mettre en œuvre. Le renforcement par des profilés ou des plaques en acier est économique et  simple à mettre en œuvre. Les éléments de renfort sont amenés sur place par tronçons manuportables et assemblés à sec par boulonnage, par soudure ou par collage. Il est judicieux, autant que faire se peut,  de ne pas mélanger les modes de fixations sans en étudier les conséquences !

 

Dans le cas où l’on veut réduire la section du poteau au minimum, on peut étayer la structure, déposer le poteau en béton armé et le remplacer par une section compacte de type HEM ou tout simplement par une colonne pleine en acier de forme ronde ou carrée comme exposé dans la fiche suivante.

 

Consolidation de poutre et de dalle par des poteaux métalliques

 

Les poteaux métalliques de sections I et H, de sections tubulaires et parfois de section pleine sont très appréciés en réhabilitation comme éléments de soutènement temporaire ou permanent des structures en pierre ou en béton armé. Facile à mettre en place, ces poteaux sont fabriqués au millimètre, après une prise exacte des cotes sur le site. Grâce au module de résistance élevé de l’acier, ces poteaux peuvent avoir une section réduite et un grand élancement. Ils sont discrets et faciles à loger et contribuent ainsi au gain d’espace et à l’esthétique architecturale des constructions rénovées.

 

Précisions techniques et détails de consolidation avec les poteaux métalliques

 

Les pieds de ces poteaux de soutènement sont le plus souvent articulés afin de ne pas transmettre de moments parasites à la dalle. Il convient dans tous les cas de vérifier la résistance au poinçonnement de la dalle et le cas échéant de répartir l’effort ou de prévoir un massif de fondation. Les têtes des poteaux sont conçues en fonction de la structure à supporter, une platine chevillée de surface suffisante pour une dalle ou un dispositif d’attache pour une poutre en béton. Dans certains cas, lorsque les efforts de compression sont importants, il y a lieu de prévoir des dispositifs d’appuis spéciaux pour transférer la charge et deux articulations matérialisées par un système de grain qui seul garantit le transfert des charges sans transmission de moments préjudiciables.

 

Suppression de poteaux en façade pour élargir la trame porteuse et augmenter la transparence

 

Construit à Neuilly/Seine vers 1960, l’ancien siège social du groupe PSA a fait l’objet d’une rénovation en 2003 par les architectes Valode et Pistre pour le fond de pension Whitehall. Outre l’ajout de 9000 m² de bureaux et la remise aux normes actuelles des 35000 m² existants, l’objectif de la rénovation était de créer des surfaces exemptes de poteaux pour composer de vastes plateaux libres aménageables. Ce remodelage a  nécessité la suppression de 2 400 poteaux métalliques et le déplacement de 1 200 autres pour permettre la création de ces surfaces paysagées.

 

Illustration de ce travail, la restructuration des façades et la suppression de poteaux du bâtiment principal consistaient à déposer quatre poteaux sur cinq, élargir le plancher de 600 mm pour y poser un mur rideau. Chaque poteau de façade conservé (espacé de 7 mètres) a été renforcé par moisage. Les poteaux existants supprimés ont été remplacés par une poutre caisson filante en PRS prenant appui sur des « T ». Ces derniers sont inversés, soudés sur les poteaux existants préservés.  Suivant le principe de « griffes », des profilés sont soudés sous le PRS et permettent de venir reprendre le plancher existant.  L’élargissement sera assuré par la mise en place de profilés en console.