École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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Unité d’enseignement : CM · S4 · UE2 — Assemblage et Statique

  • Statique

    La statique est la base de tout calcul d’ouvrage métallique : avant de choisir un profilé, un boulon ou un cordon de soudure, le technicien doit connaître les efforts qui le sollicitent. Ce cours de semestre 4 approfondit la statique du solide indéformable dans le plan, présente les méthodes graphiques encore très utilisées en bureau d’études et à l’atelier (épures de charpente, vérifications rapides), puis applique ces outils au calcul des treillis : fermes de hangars, pylônes, poutres à treillis, potences et consoles rencontrés à Niamey, Maradi ou sur les postes NIGELEC.

    Objectifs d’apprentissage

    • Modéliser une action mécanique (force, moment, charge répartie) et calculer le moment d’une force par rapport à un point.
    • Énoncer et appliquer le principe fondamental de la statique (PFS) à un solide ou un ensemble de solides.
    • Modéliser les liaisons usuelles (appui simple, articulation, encastrement) et déterminer le degré d’hyperstaticité.
    • Résoudre graphiquement un problème plan (deux forces, trois forces concourantes, dynamique et funiculaire).
    • Calculer les efforts dans les barres d’un treillis par la méthode des nœuds, de Ritter et de Cremona.
    • Pré-dimensionner une barre tendue ou comprimée de treillis en acier.

    Prérequis

    Trigonométrie et calcul vectoriel (S1-S2), notions de mécanique générale et de résistance des matériaux 1 (S3), lecture de plans de charpente.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Principe fondamental de la statique : forces, moments et actions mécaniques
    2. Leçon 2 — Statique plane : liaisons, équilibre des solides et frottement
    3. Leçon 3 — Statique graphique : dynamique, funiculaire et méthode des trois forces
    4. Leçon 4 — Calcul et dimensionnement des treillis

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 30 h de cours magistral (CM), 10 h de travaux dirigés (TD), 0 h de TP et 20 h de travail personnel de l’étudiant (TPE) ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (devoirs de TD, épures graphiques rendues, quiz en ligne) et examen terminal écrit (problèmes de statique et de treillis). Pondération indicative : 40 % contrôle continu, 60 % examen.

    Bibliographie

    • Fanchon J.-L., Guide de mécanique : sciences et technologies industrielles, Nathan.
    • Agati P., Bremont Y., Delville G., Mécanique du solide : applications industrielles, Dunod.
    • Hibbeler R. C., Engineering Mechanics: Statics, Pearson.
    • Beer F. P., Johnston E. R., Mécanique à l’usage des ingénieurs : statique, Chenelière / McGraw-Hill.
    • Morel J., Calcul des structures métalliques selon l’Eurocode 3, Eyrolles.

  • Procédés d’Assemblage Non Soudé

    Le cours Procédés d’assemblage non soudé (semestre 4) traite de toutes les techniques qui permettent de relier des éléments métalliques sans fusion du métal de base : boulonnage (ordinaire et à haute résistance), rivetage, agrafage, sertissage et collage. En construction métallique au Niger, ces procédés sont omniprésents : charpentes de hangars livrées en kit et boulonnées sur chantier (où le soudage est difficile et coûteux), pylônes NIGELEC entièrement boulonnés et galvanisés, brides de tuyauteries de dépôts pétroliers et de la raffinerie SORAZ, gaines de ventilation et habillages en tôle galvanisée agrafés, bardages rivetés, collages de panneaux. Le cours part de la modélisation des liaisons (appuis, articulations, encastrements) pour arriver au choix raisonné et au dimensionnement du procédé, puis à sa mise en œuvre en atelier lors des TP guidés.

    Objectifs d’apprentissage

    • Modéliser un système mécanique et identifier les liaisons d’une charpente ou d’un ouvrage chaudronné (appui, articulation, encastrement).
    • Concevoir une liaison complète et analyser la solution technologique d’un encastrement (platine d’about, éclissage, pied de poteau).
    • Choisir le procédé d’obtention d’une pièce et la technique d’assemblage appropriée.
    • Dimensionner un assemblage boulonné simple selon l’Eurocode 3 (cisaillement, pression diamétrale, traction, glissement).
    • Définir les paramètres et le processus de réalisation d’un rivetage, d’un agrafage, d’un sertissage et d’un collage.

    Prérequis

    Statique (équilibre d’un solide, actions de liaison), résistance des matériaux élémentaire (traction, cisaillement), technologie des matériaux métalliques, lecture de plans de charpente et de chaudronnerie.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Liaisons en charpente métallique et chaudronnerie, principes généraux d’assemblage
    2. Leçon 2 — Assemblages boulonnés : typologie, dimensionnement et mise en œuvre
    3. Leçon 3 — Rivetage, agrafage et sertissage
    4. Leçon 4 — Collage structural et choix d’un procédé d’assemblage

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de cours magistral (CM), 10 h de travaux dirigés (TD), 10 h de travaux pratiques (TP) et 20 h de travail personnel (TPE) ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD notés et comptes rendus de TP, 40 %) et examen terminal écrit de 2 h (60 %). La présence aux TP est obligatoire ; le port des EPI conditionne l’accès à l’atelier.

    Bibliographie

    • NF EN 1993-1-8, Eurocode 3 — Calcul des structures en acier — Partie 1-8 : calcul des assemblages, AFNOR.
    • NF EN 1090-2, Exécution des structures en acier et des structures en aluminium — Exigences techniques pour les structures en acier, AFNOR.
    • J. Morel, Calcul des structures métalliques selon l’Eurocode 3, Eyrolles.
    • A. Chevalier, Guide du dessinateur industriel, Hachette Technique (chapitres éléments d’assemblage).
    • J. Cognard, Science et technologie du collage, Presses polytechniques et universitaires romandes.