Comment vraiment optimiser le coût de l’acier dans une structure ?

Comment vraiment optimiser le coût de l’acier dans une structure ?

Lorsque l’on calcule des éléments en béton armé, on cherche toujours, en tant qu’ingénieur ou projeteur, à économiser le coût de l’acier pour l’entreprise tout en assurant les contraintes de résistance et de flèches imposés par les normes Eurocodes.

Il est trivial de penser que le moyen le plus simple pour économiser le coût de l’acier est de faire en sorte d’avoir le poids d’acier le plus faible possible. Nous allons voir qu’il n’en est rien et qu’il faut paradoxalement souvent mettre plus d’aciers pour diminuer les coûts de l’élément Béton Armé!

 

Chercher la section d’acier la plus faible est souvent illusoire

Un point souvent ignoré mais ô combien important : Le coût de l’acier à la tonne augmente lorsque le diamètre des barres diminue. J’ai demandé à un fournisseur le prix pour 1 000 kg en barres HA8 et en barres HA16. J’ai obtenu respectivement 1450€ et 1260€. La différence s’explique par le fait que pour avoir 1000 kg d’armatures, il faudra façonner seulement 106 barres HA16 de 6,0 mètres contre 422 barres HA8 de 6,0 mètres!

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La différence se fait encore plus ressentir sur les petits diamètres. Le coût au kg pour des barres HA6 et des barres HA8 diffère d’environ 30%. Dans les cadres d’une poutre par exemple, on veut généralement optimiser le poids d’acier avec des cadres HA6 alors qu’en passant avec des cadres HA8, on augmente peut-être le poids d’acier d’environ 5-10 % suivant la poutre mais on va largement gagner ce poids par la différence de coût entres les 2 aciers qui est d’environ 30%!

Par la même occasion, on augmente la qualité générale de l’exécution en utilisant des diamètres plus importants. Les barres de petit diamètre comme des HA6 ont tendance à être facilement pliées ou courbées pendant la manutention ou la mise en oeuvre in situ. On a alors des enrobages plus faibles qui sont la cause de sinistres.

 

Pensez à l’armaturier

Je pense que peu de personnes pensent à ce point en dessinant des plans d’armatures car il n’y a pas de lien direct entre le bureau d’études chargé du dessin des armatures et l’armaturier chargé de la fabrication. Pourtant, il y a pas mal de points sur lequel on peut faire gagner du temps à l’armaturier :

  • L’exemple précédent où on augmentait la section des cadres permet aussi de diminuer le nombre global de cadres et donc le temps de façonnage des cadres, puisque le temps de façonnage d’une barre HA6 ou d’une barre HA8 est quasiment le même pour l’armaturier.
  • En augmentant le diamètre des barres, on obtient un nombre plus faible d’aciers. Comme le temps d’assemblage est très peu dépendant du diamètres des barres, il vaut mieux viser un nombre minimum de barres. Une cage d’armature sera plus rapide à réaliser avec 2 lits de 4HA20 plutôt que 4 lits de 4HA14. De plus, pour les HA14, chaque lit sera façonné différemment par les logiciels pour respecter l’épure d’arrêts des barres. Encore un temps supplémentaire non négligeable!
  • Si on diminue le nombre de cadres, on diminue le nombre de barres à couper mais aussi le nombre de points de soudure sur les cages d’armatures, donc un gain de temps.

 

Pensez à l’optimisation logicielle

Pour les armatures des poutres, pensez à vérifier que lorsque vous avez au moins 3 files d’aciers, les files du milieu soient attachées par des épingles par défaut et non pas des étriers. Si il y a un problème d’effort tranchant, alors on peut passer sur des étriers pour avoir plus de section d’aciers. En théorie, l’Eurocode 2 n’oblige pas à mettre en place des épingles ou des étriers lorsqu’il y a au moins 3 files d’aciers dans les poutres. On pourrait donc envisager de mettre uniquement quelques épingles de montages comme l’image ci-dessous, mais cette option n’est pas disponible à ma connaissance dans les logiciels disponibles sur le marché.

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Pour l’espacement des cadres dans les poutres, il faut préférer des espacements constants type 5 x 10cm + 7 x 20cm + 4 x 30cm plutôt que des espacements farfelus comme 6cm + 2 x 8cm + 9cm + 11cm + 2×13 cm + 14cm + etc. Cette seconde option oblige à avoir une implantation très rigoureuse et spécifique à chaque poutre alors que la première solution permet une fabrication beaucoup plus rapide pour un surcout d’acier très faible.

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Conclusion

En augmentant légèrement le poids d’acier des éléments Béton Armé et en appliquant les principes ci-dessus, on peut parvenir à de réelles économies financières pour le projet. Ces économies seront partagées entre le coût direct de l’acier, qui sera moins cher suite à l’augmentation du « diamètre moyen » du projet, et l’armaturier, qui pourra largement diminuer son temps de fabrication des cages d’armatures.

 

Les éléments ci-dessus traitent uniquement des économies à faire lorsque la conception est finalisée et que l’on doit fabriquer les plans d’exécution des éléments Béton Armé. En avant-projet, les choix de l’architecte et de l’ingénieur ont un rôle très important à jouer dans le coût du projet et de la structure gros oeuvre. Par exemple, lorsque les voiles plombent les uns au-dessus des autres, les charges verticales descendent directement aux fondations. Mais lorsque les voiles s’appuient sur des poutres, qui elles-mêmes, s’appuient sur d’autres éléments, il faut dévier les charges verticales sur le plan horizontal et cela coutera très cher en terme d’armatures. Je pense que ce point n’est pas assez mis en avant dans l’optimisation des coûts en conception.

N’hésitez pas à me laisser un commentaire si les informations vous ont été utiles °°

 

2018-04-16T07:35:07+00:00

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