Construction métallique I

Le cours de Construction métallique I (UE5 — Environnement génie civil, semestre 3) initie le futur assistant en architecture à l’emploi de l’acier dans le bâtiment : charpentes de hangars, marchés couverts, auvents, mezzanines, passerelles et ossatures d’équipements publics. Au Niger, l’acier est omniprésent dans les toitures en tôle, les halls de stockage, les stations-service ou les préaux d’écoles, souvent associé à la maçonnerie de parpaings, de BTC ou de banco. L’architecte n’a pas à dimensionner seul une structure métallique, mais il doit en comprendre la logique : choisir un système porteur cohérent, prévoir les contreventements, estimer les sections et le tonnage, dialoguer avec le bureau d’études et contrôler les plans d’exécution.

Le cours part des propriétés du matériau, présente le cadre normatif (Eurocodes 0, 1 et 3, normes de produits), puis étudie le comportement des éléments (tirants, poutres, poteaux) et termine par la conception d’ensemble et les assemblages. Chaque leçon comprend un exemple résolu et des exercices corrigés ; un TP guidé accompagne la dernière leçon.

Objectifs d’apprentissage

• Décrire les propriétés mécaniques et physiques des aciers de construction et les produits disponibles (IPE, HEA, UPN, cornières, tubes, tôles).
• Situer les normes et standards de la construction métallique (EN 1990, EN 1991, EN 1993, EN 10025, EN 1090) et appliquer les combinaisons ELU/ELS de base.
• Analyser le comportement d’un tirant, d’une poutre fléchie et d’un poteau comprimé (flambement) et effectuer des vérifications simples.
• Concevoir le schéma porteur d’un bâtiment métallique simple (portiques, pannes, contreventements) adapté au climat sahélien.
• Reconnaître et prédimensionner des assemblages boulonnés et soudés courants et lire un plan de charpente.

Prérequis

Matériaux de construction (S1), Résistance des matériaux (S1), Théorie des structures (S2) : notions de contrainte, moment fléchissant, effort tranchant, moment d’inertie et flèche.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Les aciers de construction : propriétés, produits et applications
2. Leçon 2 — Normes, actions et principes de justification (Eurocodes)
3. Leçon 3 — Comportement des éléments : traction, flexion et flambement
4. Leçon 4 — Conception des structures métalliques, assemblages et TP guidé

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 15 h de CM, 10 h de TD, 5 h de TP et 10 h de travail personnel (TPE), 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (exercices de TD, compte rendu de TP, quiz en ligne) et examen terminal écrit portant sur des vérifications simples et une question de conception.

Bibliographie

• Salmon, C. G., Johnson, J. E., Malhas, F. A. Steel Structures: Design and Behavior, Pearson, 5^e éd., 2008.
• Timoshenko, S. P., Gere, J. M. Theory of Elastic Stability, McGraw-Hill / Dover, 2009.
• Morel, J. Calcul des structures métalliques selon l’Eurocode 3, Eyrolles.
• Hirt, M. A., Bez, R., Nussbaumer, A. Construction métallique — Notions fondamentales et méthodes de dimensionnement (Traité de génie civil, vol. 10), PPUR.
• NF EN 1993-1-1 (Eurocode 3 : Calcul des structures en acier — Règles générales), AFNOR/CEN.