Description
Comment fonctionne l'acier à mémoire de forme ?
Le principe repose sur les propriétés particulières d'un alliage métallique à mémoire de forme à base de fer.
L'acier est pré-déformé lors de sa fabrication. Une fois installé et ancré sur la structure à renforcer, il est activé par chauffage.
Le matériau tend alors à retrouver sa forme initiale. Son raccourcissement étant empêché par sa liaison avec la structure, cette réaction génère une force de précontrainte.
La structure existante bénéficie ainsi d'un renforcement actif : contrairement à un renforcement passif, principalement sollicité lors d'une nouvelle déformation de l'ouvrage, l'acier à mémoire de forme permet d'introduire un effort de précontrainte dès son activation.
Cette technologie permet ainsi d'agir à la fois sur la capacité résistante de l'ouvrage et sur son comportement en service, notamment en matière de déformations et de fissuration.
Les principales étapes de mise en œuvre
1. Diagnostic de la structure
L'étude débute par l'analyse de l'ouvrage existant : géométrie, reconnaissance des armatures, caractérisation des matériaux et identification des éventuelles insuffisances structurelles.
2. Dimensionnement du renforcement
La solution est dimensionnée en fonction du fonctionnement de la structure, des sollicitations à reprendre et des performances recherchées.
Cette étude permet notamment de définir la quantité, la disposition et les caractéristiques des éléments de renforcement.
3. Préparation et mise en place du renforcement
Les supports sont préparés et les éléments en acier à mémoire de forme sont positionnés puis solidarisés à la structure conformément au procédé retenu.
4. Activation thermique
L'acier est chauffé de manière contrôlée. L'effet mémoire du matériau génère alors l'effort de précontrainte recherché dans la structure.
5. Protection et finition
Selon la configuration de l'ouvrage et la solution retenue, le renforcement peut ensuite être protégé et intégré à la structure, notamment à l'aide de mortiers adaptés ou de béton projeté.
Dans quels cas utiliser l'acier à mémoire de forme ?
Cette technologie trouve particulièrement son intérêt dans les opérations de réhabilitation, de transformation et de renforcement des structures existantes.
Elle permet de répondre à différentes problématiques : augmentation des charges, modification du fonctionnement d'un ouvrage, insuffisance structurelle, réparation après endommagement ou nécessité de mieux maîtriser les déformations et la fissuration.
Renforcement à la flexion
Le procédé peut être utilisé pour augmenter la capacité résistante d'éléments tels que :
- dalles en béton armé ;
- poutres ;
- planchers ;
- tabliers et éléments d'ouvrages de génie civil.
L'introduction d'une précontrainte permet également d'améliorer le comportement en service de l'élément renforcé, notamment en limitant les déformations et l'ouverture des fissures.
Renforcement à l'effort tranchant
Des éléments en acier à mémoire de forme peuvent également être employés pour compléter le renforcement à l'effort tranchant d'une structure existante.
Cette solution peut notamment présenter un intérêt lorsqu'une poutre ou un autre élément structurel doit reprendre des sollicitations supérieures à celles initialement prévues.
Renforcement au poinçonnement
Dans certaines configurations, l'acier à mémoire de forme peut être utilisé pour compléter le renforcement d'une dalle au voisinage de ses appuis et augmenter sa résistance au poinçonnement.
Cette problématique peut notamment apparaître lors d'une augmentation des charges ou d'une modification de l'utilisation d'un bâtiment.
Réparation après endommagement ou sectionnement d'armatures
Un carottage, une création d'ouverture ou des travaux de transformation réalisés sur une structure existante peuvent entraîner le sectionnement accidentel d'armatures ou d'éléments de précontrainte.
Après diagnostic et étude de la structure, l'acier à mémoire de forme peut constituer l'une des solutions permettant de reconstituer ou compléter la capacité structurelle de l'élément endommagé.
Pourquoi choisir un renforcement par acier à mémoire de forme ?
Une précontrainte sans vérin
La mise en tension est obtenue grâce à l'activation thermique du matériau.
Le procédé permet ainsi d'introduire une précontrainte dans la structure sans recourir aux systèmes traditionnels de mise en tension mécanique par vérins.
Cette caractéristique présente un intérêt particulier dans les bâtiments existants, où les contraintes d'accès et l'espace disponible peuvent rendre les techniques conventionnelles difficiles à mettre en œuvre.
Un renforcement actif
Une fois activé, l'acier à mémoire de forme exerce un effort sur la structure.
Cette précontrainte peut notamment contribuer à :
- augmenter la capacité portante de l'ouvrage ;
- soulager les armatures existantes ;
- réduire la fissuration ;
- limiter les déformations ;
- améliorer le comportement de la structure en service.
Une solution adaptée à la réhabilitation
Les interventions sur des ouvrages existants imposent souvent des contraintes importantes : encombrement réduit, accès difficiles, maintien en exploitation, conservation de l'existant ou géométrie complexe.
L'acier à mémoire de forme constitue alors une solution particulièrement intéressante pour introduire une précontrainte directement dans la structure à renforcer.
Un renforcement métallique ductile
L'acier à mémoire de forme associe les propriétés nécessaires à la précontrainte à la ductilité d'un renforcement métallique.
Il constitue ainsi une solution complémentaire aux autres techniques de renforcement structurel mises en œuvre par TES TECHNIFOR.
Acier à mémoire de forme, carbone ou renforcement métallique ?
Il n'existe pas une solution de renforcement adaptée à toutes les structures.
Le choix du procédé dépend notamment de la nature de l'ouvrage, de son état, des efforts à reprendre, des performances recherchées et des contraintes d'intervention.
TES TECHNIFOR maîtrise différentes solutions de renforcement :
- acier à mémoire de forme ;
- lamelles et tissus en fibres de carbone ;
- carbone précontraint ;
- renforts par profilés métalliques ;
- béton et mortiers projetés.
Ces techniques peuvent être utilisées indépendamment ou combinées dans le cadre d'une solution globale de renforcement.
L'objectif n'est donc pas d'imposer un procédé, mais de déterminer la solution adaptée au fonctionnement réel de la structure existante.
Une expertise globale du renforcement des structures
Le renforcement d'un ouvrage existant commence par la compréhension de son fonctionnement.
TES TECHNIFOR associe les compétences de son bureau d'études et de ses équipes travaux pour accompagner les opérations de diagnostic, de transformation et de renforcement des structures.
Selon les besoins du projet, nos interventions peuvent comprendre :
diagnostic de l'existant → reconnaissance des armatures → sondages et carottages → études et dimensionnement → préparation des supports → mise en œuvre du renforcement → protection et contrôle.
La complémentarité de nos métiers permet également d'associer le renforcement structurel à des travaux de sciage, carottage, création de trémies, béton projeté ou autres travaux spéciaux nécessaires à la transformation de l'ouvrage.
Renforcement par acier à mémoire de forme dans le Grand Est
Implantée à Gondreville, près de Nancy, TES TECHNIFOR intervient pour l'étude et la réalisation de travaux de renforcement structurel à Nancy, Metz, Reims, Strasbourg et dans l'ensemble du Grand Est.
Nos équipes interviennent notamment sur des bâtiments existants, bâtiments industriels, parkings, ouvrages de génie civil et autres structures nécessitant une augmentation de capacité portante, une transformation ou un confortement.
Notre maîtrise de différentes techniques de renforcement nous permet d'étudier chaque opération en fonction des caractéristiques particulières de l'ouvrage et des contraintes du projet.
Un projet de renforcement structurel ?
Augmentation des charges • renforcement d'une dalle ou d'une poutre • transformation d'un bâtiment • insuffisance de ferraillage • armatures endommagées • fissuration • déformations • confortement d'une structure existante
