Comparaison des Eurocodes et des normes NEN
Comparaison des exigences pour les calculs de structure (Pays-Bas)
NEN-EN 1990 (nouvelle)
Classe de conséquences CC3 |
immeubles de grande hauteur h >70 m | 1,49G + Σ 1,65ψ0, i Qk, i (a)
tribunes | i ≥1
salles |
d’exposition | 1,32G + 1,65Qk, 1 + Σ 1,65ψ0, i Qk, i (b)
salles de concert | i >1
Classe de conséquences CC2 |
immeubles résidentiels | 1,35G + Σ 1,5ψ0, i Qk, i (a)
immeubles de bureaux | i ≥1
bâtiments publics |
bâtiments industriels | 1,2G + 1,5Qk, 1 + Σ 1,5ψ0, i Qk, i (b)
(trois niveaux | i >1
ou plus) |
Classe de conséquences CC1 |
bâtiment d’exploitation | 1,22G + Σ 1,35ψ0, i Qk, i (a)
agricole | i ≥1
serres horticoles |
maison unifamiliale |
bâtiments industriels | 1,08G + 1,35Qk, 1 + Σ 1,35ψ0, i Qk, i (b)
(1 ou 2 niveaux) | i >1
NEN 6702 (ancienne)
Classe de conséquences CC3 | 1,35G (a)
| 1,2G + 1,5Qk, 1 + Σ 1,5ψ0, i Qk, i (b)
i >1
Classe de conséquences CC2 | 1,35G (a)
| 1,2G + 1,5Qk, 1 + Σ 1,5ψ0, i Qk, i (b)
i >1
Classe de conséquences CC1 | 1,35G (a)
| 1,2G + 1,3Qk, 1 + Σ 1,3ψ0, i Qk, i (b)
i >1
Tout ouvrage doit pouvoir reprendre aussi bien la combinaison de charges (a) que la combinaison (b).
avec
G Charge permanente [kN/m²]
Q Charge variable [kN/m²]
on distingue la charge variable maximale Qk, 1 et la valeur présente en permanence
des autres charges variables ψ0, i Qk, i, où ψ0, i est le coefficient de simultanéité. Celui-ci varie selon le bâtiment, comme le montre le tableau ci-dessous, mais il est identique dans la
NEN-EN 1990 et dans la NEN 6702 pour chaque type de bâtiment.
Σ, Σ Somme sur i, respectivement i-1 cas de charge.
i ≥1 i >1
On peut ainsi calculer avec une charge de vent extrême, combinée à la valeur (supposée par le calcul) présente en permanence de la charge d’exploitation des planchers.
Pour le vent, i = 1, et pour la charge des planchers,
i = 2. La valeur de i correspond au i-ème cas de charge.
ψ0, i
locaux d’habitation et de séjour 0,4
bureaux 0,5
lieux de réunion 0,25
surfaces commerciales 0,4
locaux de stockage 1,0
toitures 0
Tableau : coefficients de simultanéité selon l’usage
À partir des combinaisons de charges déterminantes (a) et (b), on calcule les contraintes correspondantes de compression parallèle au fil, de compression perpendiculaire au fil, de traction, de flexion et de cisaillement. Ces contraintes doivent être inférieures à la valeur de calcul des résistances correspondantes.
Conclusion : la nouvelle norme est tantôt plus sévère, tantôt moins sévère que l’ancienne. Elle serait ainsi moins sévère en classe de conséquences CC1, à valeurs G et Q inchangées, lorsque la combinaison (b), souvent déterminante, l’emporte sur (a), et lorsque G > 0,42 {Qk, 1 + Σ ψ0, i Qk, i},
i >1
si la résistance de l’ouvrage restait inchangée entre l’ancienne et la nouvelle norme. En effet, dans ces conditions, la différence entre les deux normes vaut :
0,12G = 0,05 {Qk, 1 + Σ ψ0, i Qk, i}
i >1
Au salon de la rénovation à la Jaarbeurs, le 1er avril dernier, j’ai demandé à de nombreux exposants pourquoi le 1er avril était important. Eux-mêmes ignoraient que les exigences relatives aux calculs de structure avaient changé aux Pays-Bas. Il ressort de ce qui précède que, pour les bâtiments qui les concernent (classe de conséquences CC1, avec une charge permanente G suffisamment élevée), la nouvelle norme est moins sévère que l’ancienne. Dans ces conditions, cette méconnaissance ne serait donc pas dramatique. Le consommateur critique pourrait toutefois faire remarquer que ces bâtiments sont surdimensionnés, et donc trop chers, s’ils sont encore calculés selon l’ancienne norme.
Les valeurs de la charge permanente G diffèrent à peine entre les deux normes. Pour la charge variable Q, les écarts peuvent être plus importants.
Si toutes les valeurs Q augmentaient de 20 % dans la nouvelle norme, G et la résistance de l’ouvrage restant inchangés, la nouvelle norme ne serait plus favorable en classe CC1 que si :
G > 1,8 {Q(nouv.)k, 1 + Σ ψ0, i Q(nouv.)k, i}
i >1
Pour le vent Qw, la nouvelle norme définit des zones le long de la côte néerlandaise où il faut compter avec des charges de vent supérieures de plus de 40 % à celles de l’ancienne norme. Ailleurs, les écarts selon la hauteur ne dépassent pas environ 10 %, dans un sens favorable comme défavorable. La méthode de calcul diffère à plusieurs égards. Nous ne la détaillons pas ici pour les promoteurs, car les résultats varient peu pour l’ouvrage.
Pour la neige Qsn et pour les charges d’exploitation Qop liées à l’usage du bâtiment, les écarts entre l’ancienne et la nouvelle norme sont négligeables pour les promoteurs. Les charges d’exploitation sont les charges dues aux personnes, au mobilier, aux objets mobiles et aux véhicules.
La résistance d’une structure en acier, en béton, en bois ou en un autre matériau diffère entre la nouvelle et l’ancienne norme. Pour le béton, on peut moins compter sur la résistance au cisaillement du béton lui-même : une plus grande part doit donc être reprise par les étriers. Pour l’acier aussi, la résistance au cisaillement des poutres est nettement limitée. Pour les poutres en acier, c’est toutefois généralement le critère de flexion, inchangé, qui est déterminant. La nouvelle norme est également plus sévère pour la compression et la flexion combinées des poutres en acier. Pour le bois, la résistance à la compression perpendiculaire au fil diminue d’un facteur 1,8. La lisse basse d’une ossature bois doit donc être plus grande ou réalisée dans un produit plus résistant. Nouveauté de la norme : le lamibois (Laminated Veneer Lumber, LVL). Il s’agit d’une sorte de contreplaqué épais dans lequel les nœuds faibles ne s’étendent plus sur une grande épaisseur, ce qui rend le matériau plus de deux fois plus résistant. Il convient donc bien comme lisse basse en ossature bois. Beaucoup de lattes de toiture en bois traditionnel cassent, ce qui occasionne du travail supplémentaire ; des lattes en LVL, plus résistantes, permettent d’en économiser une bonne partie. Le LVL permet aussi d’espacer beaucoup plus les chevrons sous le voligeage. On peut en faire des structures en caisson permettant des portées de plancher jusqu’à 20 m, ainsi que des sections en T, à travers l’âme desquelles les gaines passent facilement. Grâce à une composition masse-ressort-masse bien choisie, les exigences acoustiques élevées du nouveau Bouwbesluit néerlandais sont largement respectées. Le matériau est léger, rapide à monter et possède une fréquence propre élevée, ce qui satisfait aussi cette exigence souvent déterminante. Le LVL élargit encore les possibilités pour les portiques à trois articulations, les treillis et les toitures cintrées. À la Floriade 2012 de Venlo, une structure à double courbure en LVL a été réalisée. Le LVL permet également des porte-à-faux de 7 m, comme au centre nature De Oostvaarders à Almere.
À partir du 1er avril, les assemblages traditionnels de charpenterie ne figurent plus dans la norme. Grâce aux machines CNC plus performantes, ces assemblages redeviendront toutefois intéressants, si bien qu’ils seront probablement réintégrés dans la norme à l’avenir.
Pour les promoteurs, les autres différences de résistance des structures sont moins pertinentes.