Les Profilés Reconstitués Soudés (PRS)
Article à jour le 17 décembre 2024Les avantages des PRS par rapport aux profilés du commerce (IPE et HEA)
Les profilés reconstitués soudés (PRS) sont populaires dans le domaine de la construction métallique en raison de leurs avantages dans certaines situations par rapport aux profilés du commerce tels que les IPE et HEA.
Les PRS permettent une plus grande flexibilité de conception, ils peuvent être fabriquées sur mesure pour répondre aux exigences spécifiques d’un projet, ce qui n’est pas possible avec les profilés standardisés. Cette flexibilité permet d’optimiser les dimensions et les propriétés mécaniques des poutres et des poteaux, diminuant ainsi le poids donc les coûts dus aux matériaux.
Les PRS constitués de tôles et de fer plats en acier S355 peuvent atteindre des résistances mécaniques supérieures à celles des profilés laminés en acier S275. Cette résistance accrue permet de réduire les sections transversales nécessaires, ce qui se traduit par une économie de matériaux et une réduction des coûts de transport et de manutention.
Les coûts de fabrication des PRS sont plus élevés que ceux des profilés du commerce. Il est donc nécessaire de réserver l’utilisation des PRS aux situations où des sections importantes sont requises.
Le dimensionnement des PRS selon les Eurocodes (particularités des sections de classe 4)
Le dimensionnement des PRS selon les Eurocodes, en particulier les sections de classe 4, présente certaines particularités qu’il est important de comprendre. Les sections de classe 4 sont des sections à parois minces qui peuvent être sujettes au voilement local avant d’atteindre leur capacité portante ultime. Pour cette raison, il est indispensable de prendre en compte les effets du voilement local des parois dans le dimensionnement des PRS en menant les calculs sur la base des caractéristiques efficaces de la section.
Les Eurocodes fournissent des méthodes spécifiques pour le dimensionnement des sections de classe 4. Ces méthodes calculs sont majoritairement détaillées dans la partie 1-5 de l’Eurocode 3 (Calcul des structures en acier – Plaques planes), plus particulièrement la section 4 qui donne les règles permettant de prendre en compte les effets du voilement de plaque dues aux contraintes normales exercées à l’état limite lors de sollicitations en compression ou en flexion et la section 5 qui donne les règles relatives au voilement par cisaillement à l’état limite ultime.
Un autre phénomène à ne pas négliger est le décalage éventuel eN de l’axe neutre de l’aire efficace Aeff par rapport au centre de gravité de la section brute et le moment additionnel qui en résulte. Le calcul du moment additionnel est indiqué dans la partie 1-1 de l’Eurocode 3 au paragraphe 6.2.2.5. On le retrouve ensuite dans les équations concernant les sections transversales de Classe 4 soumises à de la compression comme celle présentée au paragraphe 6.2.9.3 :
\[\frac{N_{Ed}}{A_{eff} \cdot f_{y} / \gamma_{M0}} + \frac{M_{y,Ed} + N_{Ed} \cdot e_{Ny}}{W_{eff,y,min} \cdot f_{y} / \gamma_{M0}} + \frac{M_{z,Ed} + N_{Ed} \cdot e_{Nz}}{W_{eff,z,min} \cdot f_{y} / \gamma_{M0}} \le 1\](EN1993-1-1 eq. 6.44)
Études de cas
Pour cette étude de cas nous utilisons notre logiciel de conception d’ombrières photovoltaïques, Ombrières PV, qui nous permet de choisir entre entre des profilés du commerce et des profilés reconstitués soudés (PRS). Nous réalisons une économie de 40 % sur les matériaux tout en maintenant des performances équivalentes. Bien que le coût de fabrication soit supérieur (€/kg), l’utilisation de PRS pour la construction des poteaux de l’ombrière s’avère nettement plus avantageuse.
