Intérêt économique de l'acier à haute résistance dans les structures de type portique

Abstract

De nos jours, grâce aux avancées dans les procédés de production de sidérurgie, il est possible de produire des aciers de plus en plus résistant. Or, l'utilisation de ces aciers permet généralement de diminuer le poids des structures métalliques et donc, par conséquent, de réduire la taille des fondations, les émissions de CO2, les coûts de transport etc qui y sont liés directement.

Cependant, les structures réalisées avec ces nuances vont généralement être plus rapidement affectées par les états limites de service, la fatigue et les effets d'instabilités, tel que le flambement, le déversement et le voilement local étant donné qu'une réduction du poids implique souvent une diminution de l'élancement des parois et de l'inertie. C'est donc en raison de ces facteurs auquel on combine un manque de familiarité avec ces nuances d'acier, que les concepteurs restent encore réticent à les utiliser.

Ainsi, dans une optique de réduire la réticence des concepteurs vis à vis de ces nuances d'acier, ce travail à pour objectif de déterminer s'il existe un véritable intérêt à utiliser des aciers à hautes résistance dans des ossatures de type "portique" par rapport aux aciers de nuances standards.

L’étude repose sur une modélisation progressive d’un portique académique, d’abord à assemblages articulés puis semi-rigides, en tenant compte ou non des phénomènes d’instabilité. Des routines de dimensionnement automatisées ont été développées sous Python et MATLAB pour comparer différentes configurations. Les résultats permettent d’identifier les cas dans lesquels l’utilisation des HSS se traduit par des gains significatifs, et ceux où les effets négatifs surpassent les bénéfices. Cette analyse apporte des éléments concrets pour orienter les concepteurs vers une utilisation plus raisonnée et optimisée des aciers à haute résistance dans les structures métalliques.