Quel type d'acier est utilisé dans les ponts ?

L'acier utilisé dans les structures des ponts modernes est principalement régi par la norme ASTM A709 en Amérique du Nord. Il ne s'agit pas du type d'acier de construction ordinaire que l'on utilise pour souder une étagère par hasard. L'acier des ponts est extrêmement exigeant en termes de résistance et de soudabilité. Si l'acier de construction ordinaire est le coolie de l“”endurance“, l'acier de pont est l”"athlète complet" avec un entraînement spécial.

Les nuances les plus couramment utilisées sont l'ASTM A36 (acier au carbone pour les petites portées), l'ASTM A572 (acier faiblement allié à haute résistance) et le célèbre ASTM A588 (acier résistant aux intempéries). Dans les cas extrêmes, tels que les ponts suspendus à très longue portée, nous utilisons de l'acier à haute performance (HPS), tel que le HPS 70W.

Norme d'or pour les ponts : ASTM A709

Lorsqu'on parle d'acier pour les ponts, on ne peut pas faire l'impasse sur l'ASTM A709. Il s'agit de la spécification exclusive pour l'acier de construction des ponts. La principale différence avec l'acier destiné aux bâtiments résidentiels ou commerciaux est qu'il doit passer les tests de ténacité “fracture critical” et “Charpy V-notch”.

Le pont n'est pas mort, il continue à trembler. Si le métal n'est pas suffisamment résistant aux vibrations continues et aux fortes différences de température, il est facile de provoquer une rupture fragile. Bien souvent, ce n'est pas une résistance insuffisante qui est à l'origine des accidents, mais le matériau devient cassant à des températures extrêmes.

Grades d'acier couramment utilisés dans la construction de ponts

Nous choisirons les matériaux en fonction de la portée du pont, de la force et de l'environnement. Rien de plus que ce qui suit :

1. ASTM A36

Depuis des décennies, l'acier A36 est le choix préféré pour les ponts de petite portée et les éléments secondaires tels que les garde-corps et les connexions de contreventement. Il s'agit d'un type d'acier au carbone standard, le soudage est très pratique, le prix est également proche de la population. Toutefois, en raison de sa limite d'élasticité de seulement 36 000 psi, il est rarement considéré comme le “protagoniste" des ponts routiers ou des poutres de chemin de fer à usage intensif actuels.

2. ASTM A572

Les ponts devenant de plus en plus complexes, l'industrie s'est tournée vers l'ASTM A572. En tant qu'acier faiblement allié, son rapport résistance/poids est beaucoup plus élevé que celui de l'A36. Cela signifie que nous pouvons utiliser des sections transversales plus fines et plus légères pour supporter la même charge. Du point de vue des coûts, cela permet non seulement d'économiser de l'acier, mais aussi de réduire considérablement le coût des fondations inférieures, qui doit être calculé dans les projets de grande envergure.

3. ASTM A588

C'est l'un des matériaux les plus admirés dans l'ingénierie des ponts. A588 contient de petites quantités de cuivre, de chrome et de nickel.

• Résistance à la corrosion : Il génère une couche d'oxyde stable et dense (c'est-à-dire un film) sur la surface.
• Avantage de l'entretien : Cette couche de film est en fait une couche protectrice naturelle, qui bloque la corrosion. Cela signifie que les propriétaires n'ont plus besoin de peindre régulièrement, de sabler, et que les coûts d'entretien à long terme sont étonnamment bas. Il convient de rappeler que cette phrase doit être utilisée avec précaution dans les zones côtières où le brouillard salin est extrêmement important.

Acier à haute performance pour les infrastructures complexes

Dans le cas d'un pont suspendu ou d'un pont à haubans de très grande portée, l'acier ordinaire est plus que suffisant. L'acier haute performance HPS 70W est nécessaire.

Il est fabriqué grâce à un processus de contrôle thermomécanique avancé, avec les avantages d'un noyau très dur :

• Limite d'élasticité très élevée : 70 000 psi permet de supporter des portées plus importantes.
• Ténacité extrême à la rupture : Il peut maintenir sa stabilité sous des charges dynamiques extrêmes, éliminant ainsi le risque de fracture fragile.
• Excellente performance de soudage : Malgré sa grande résistance, il reste stable lorsqu'il est soudé en usine et sur le site, ce qui garantit l'intégrité structurelle de chaque nœud.

Pourquoi l'acier pour ponts et l'acier de construction ordinaire sont-ils complètement différents ?

La principale différence réside dans la manière de traiter les charges dynamiques et la fatigue.

La majeure partie de l'acier du bâtiment supporte la “charge morte” (c'est-à-dire le poids du bâtiment), tandis que l'acier du pont supporte la pression des millions de véhicules qui font l'aller-retour chaque jour.

Le pont est exposé à la lumière du jour. La norme ASTM A709 garantit que l'acier reste ductile même à des températures inférieures à quelques dizaines de degrés. Le coupable des effondrements de ponts qui ont choqué le monde au début du 20e siècle est souvent la “rupture fragile”.

Auteur : David Miller

“Je suis ingénieur structurel et j'ai des années d'expérience dans la conception d'infrastructures et de ponts à grande échelle. Pour moi, l'acier des ponts n'est pas un simple matériau de construction, c'est un ‘athlète’ spécialisé qui doit fonctionner sous des contraintes extrêmes. Tout au long de ma carrière, je me suis concentré sur l'équilibre critique entre la résistance du matériau et la ténacité à la rupture, en veillant à ce que chaque projet que je traite, des simples travées aux structures complexes renforcées de HPS, réponde aux normes de sécurité les plus strictes de l'ASTM A709.”