Concernant la section 1.1 Exigences fonctionnelles générales

1. ------IND- 2003 0469 DK- FR- ------ 20040105 --- --- PROJET
Additif n° 1 à la norme DS 409 :1998 (version
2), Norme relatives aux Dispositions de
sécurité des structures
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Introduction
Cet additif n° 1 à la norme relative aux dispositions de sécurité des structures, DS 409 :1998 (version 2) a été établie par le comité ad hoc chargé de
la Robustesse, en collaboration avec le comité de normalisation des charges
et de la sécurité S-364.
Cet additif a été rédigé suite à un texte informatif de DS, à savoir DS/INF
146 Robustesse -– Contexte et principes; il apporte des modifications au
texte concernant la robustesse de la norme DS 409:1998. L’annexe A du
texte DS/INF 146 reprend les critiques qui ont été précédemment soulevées à
l’encontre de la formulation actuelle de la norme DS 409.
Il convient d’observer que des améliorations concrètes du texte de normalisation ont été apportées à la section 5.2.7 concernant les charges accidentelles
– hors les rectifications consécutives.
L’additif n° 1 à la norme relative aux dispositions de sécurité des structures,
DS 409 :1998 (version 2) a été présentée pour consultation publique. Sur la
base des commentaires reçus, les comités ont rédigé un projet final, approuvé
en tant que Dansk Standard (norme danoise). L’additif entre en vigueur au 1er
avril 2004.
A compter du 1er avril 2004, cet additif n° 1 à la norme DS 409:1998 est intégré à l’ensemble des normes en matière de structures (DS 409 à 451), publiées après 1998.
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Concernant la section 1.1 Exigences fonctionnelles générales
(3) La sécurité d’une structure est évaluée en considérant la structure dans
son ensemble, en tenant compte notamment des conséquences et des types de
défaillances. Le chapitre 5 décrit de quelle manière l’exigence de sécurité
doit être observée. La conformité est normalement démontrée en s’assurant :
 que la sécurité de chaque élément structurel est suffisante et
 que la sécurité de la structure dans son ensemble, c’est-à-dire de
l’assemblage global des sous-ensembles, est suffisante, d’une part
dans le cadre des hypothèses générales de conception (sécurité de
l’assemblage) d’autre part face aux effets et aux défauts imprévus
qui n’entrent pas dans le cadre des hypothèses générales de conception (robustesse).
Concernant la section 1.2.7 Robustesse
(1)P devient :
(1)P Une structure est robuste :
 lorsque les parties de la structure essentielles à la sécurité sont peu
sensibles aux efforts et aux défauts imprévus, ou
 lorsqu’il ne se produit pas de défaillance importante de la structure
en cas de défaillance d’une partie limité de celle-ci.
Le texte du point (2) est supprimé et est remplacé par :
(2)
Citons à titre d’exemple d’effets et de défauts imprévus :
 l’action de charges imprévues
 des différences imprévues entre le comportement réel de la structure et les modèles de calcul appliqués
 des différences imprévues entre le projet réalisé et les documents
du projet
 des imperfections géométriques
 des affaissements imprévus
 une rupture imprévue
Dans certains cas, une augmentation de la robustesse peut également contribuer à réduire les conséquences d’erreurs grossières éventuelles, bien qu’une
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démonstration de la robustesse ne puisse ou ne doive pas être considérée
comme un calcul de protection contre les erreurs grossières.
Un nouveau point (3) est ajouté :
(3) La robustesse est traitée en détail dans la norme DS/INF 146 ”Robustesse – Contexte et principes”.
Concernant le chapitre 5 Sécurité
Un nouveau point (7) est ajouté suite à la modification du 1.2.7 (2) :
(7) La combinaison de charges 3 garantit que la structure possède une résistance satisfaisante contre les charges accidentelles. Cette disposition correspond aux exigences générales de la norme DS/EN 1990, Eurocode 0, Base
de calcul des structures, qui prévoit que les structures ne doivent pas être endommagées par des événements tels que des explosions, un choc ou similaire, dans la mesure où cet événement est disproportionné par rapport à la
cause du dommage.
Le texte du (7)P est adapté, et le paragraphe est renuméroté afin de devenir
le (8)P :
(8)P La robustesse d’une structure, voir le point 1.2.7 (1)P, doit être proportionnée aux conséquences d’une défaillance de la structure. Une documentation démontrant la robustesse n’est exigée que pour les structures de classe
de sécurité élevée. Pour les structures de classe de sécurité normale, il convient toutefois d’effectuer une évaluation de la robustesse. Le niveau de détail de l’évaluation doit être augmenté en cas de travée importante, de
charges concentrées élevées, d’appuis peu nombreux et de types particuliers
de structures (rares ou nouveaux).
Le texte du (8)P est adapté, et le paragraphe est renuméroté afin de devenir le
(9)P.
(9)P Un choix approprié des matériaux, l’application du principe de statique générale et le montage de la structure ainsi que la conception adéquate
des éléments-clés permettent d’obtenir une structure robuste. Un élément-clé
est une partie limitée de la structure qui, malgré le fait qu’elle soit de taille
restreinte, joue un rôle central dans la robustesse de la structure, au point
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qu’une éventuelle défaillance de celle-ci entraîne une défaillance de
l’ensemble ou de parties essentielles de la structure.
Le texte du (9)P est modifié, et le paragraphe est renuméroté afin de devenir
le(10)P.
(10)P Lorsqu’une documentation démontrant la robustesse est exigée, il
convient d’effectuer une étude technique spécialisée prouvant qu’au moins
l’un des critères de robustesse spécifiés en 1.2.7 (1)P est satisfait. C’est-àdire soit :
 en démontrant que les parties essentielles de la structure sont peu sensibles aux effets et aux défauts imprévus, cf. le point 1.2.7 (2), soit
 en utilisant l’application de la combinaison de charges 3.2 – à l’exception
es éléments structurels – du 5.2.7.2 afin de démontrer qu’aucune défaillance importante de la structure ne se produit en cas de défaillance d’une
partie limitée de celle-ci, soit
 en justifiant la sécurité suffisante des éléments-clés, de manière à obtenir
pour l’ensemble de la structure dont ils font partie au moins la même sécurité globale que pour une structure équivalente dont la robustesse est
démontrée par la présence de la combinaison de charges 3.2.
L’étude technico-professionnelle doit, outre la démonstration à proprement
parler, inclure une étude critique du montage structurel, notamment
l’identification des éléments-clés, ainsi que des scénarii de charges.
Un nouveau point (11) est ajouté :
(11) Lorsque la robustesse est démontrée par la ”disparition d’élément”, les
lignes directrices suivantes peuvent être appliquées afin d’obtenir une ampleur d’effondrement acceptable :
 Bâtiments à étages comportant plus de 15 étages : 15% de la surface d’un étage pour deux étages situés l’un au-dessus de l’autre en
cas de disparition d’élément telle que définie en 5.2.7.2, avec toutefois un maximum de 240 m2 par étage et un maximum de 360 m2
en tout.
 Autres structures : la limite est établie pour chaque cas.
Il convient d’observer que la mise en relation avec la combinaison de
charges 3.2 pour les charges accidentelles – disparition d’élément – est purement technique. La démonstration de la robustesse peut être soit remplacée, soit corrélée par les charges accidentelles.
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Le texte du (10) est modifié, et le paragraphe est renuméroté afin de devenir
le (12).
(12) Lorsque la robustesse est démontrée par l’ajout d’une sécurité supplémentaire sur des éléments-clés, il est possible, pour les besoins de la démonstration, d’utiliser normalement pour les combinaisons de charges 2 et 3 (3.1
et 3.3), un coefficient partiel de matériau m, augmenté du facteur 1,2 par
rapport à la valeur présentée en 5.2.2 (7)P. En termes de modélisation, ceci
revient à ce qu’un système comportant des éléments-clés en série possède la
même sécurité globale qu’un système avec des éléments-clés en parallèle.
Toutefois, il convient de s’efforcer, lors de la conception d’une structure, que
sa robustesse puisse être démontrée dans toute la mesure du possible sans
appliquer de sécurité supplémentaire aux élément-clés. En cas d’application
d’une sécurité supplémentaire aux éléments-clés, il convient de s’assurer que
la résistance de la structure aux efforts et aux défauts imprévus est réellement
améliorée.
A titre d’exemple, la robustesse de colonnes pendulaires d’une structure destinée à un bâtiment d’habitation ne sera généralement pas suffisante avec
l’application d’un facteur 1,2, sauf en cas d’utilisation concomitante au niveau de chaque plancher, d’une interpénétration prenant la forme de connecteurs traversant horizontaux et verticaux dans la colonne
Un nouveau point (13) est ajouté :
(13) Les normes de construction peuvent prévoir des lignes directrices indiquant de quelle manière assurer la robustesse.
(11)P à (16)P restent inchangées, mais leur numérotation devient (14)P à
(19)P.
Concernant la section 5.2.7 Combinaison de
charges 3, charges accidentelles
Les corrections de la section 5 entraînent les corrections suivantes du texte
relatif aux charges accidentelles.
Les deux premières lignes du texte du (1)P sont adaptées :
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(1)P Les structures susceptibles d’être exposées à des charges accidentelles,
doivent être évaluées sur la base de la combinaison de charges 3 – charges
accidentelles, comme par exemple :
 les structures qui, du fait de leur situation, sont particulièrement
exposées aux chocs
 les structures qui, en raison de leur emplacement, de leur utilisation ou de leur constitution, sont soumises à des charges provoquées par des explosions internes ou externes
 les abris souterrains
 les structures soumises à des exigences relatives à la résistance au
feu
Un nouveau point (2) est ajouté, et la numérotation des points suivants est
décalée d’un rang.
(2) Pour les structures de classe de sécurité élevée, la combinaison de
charges 3 – charges accidentelles, doit toujours être déterminée au départ
dans la mesure où les types de charges accidentelles éventuelles ne doivent
pas être limités à ceux étudiés à la présente section 5.2.7. Les autres types de
charges accidentelles peuvent être traités selon les mêmes principes que ceux
correspondant à aux chocs ou aux explosions, ce qui revient à étudier la
structure soit pour la combinaison de charges 3.1, soit pour la combinaison
de charges 3.2.
5.2.7.2
Combinaison de charges 3.2, charges accidentelles – disparition
d’éléments structurels
(1)P Les structures doivent être calculées et réalisées de manière à ce que la
défaillance d’une partie limitée de la structure n’entraîne pas la défaillance
de la structure dans son ensemble ou de parties essentielles de celle-ci.
La première partie du texte du point (2) est modifiée, et le dernier bloc de
texte est supprimé :
(2) La combinaison de charges 3.2 peut être considérée comme satisfaite
pour les structures des bâtiments d’habitation et des tribunes, s’il est démontré que la structure endommagée constitue un système stable, même si un ou
plusieurs éléments structurels ont disparu. On considère que la destruction
peut correspondre à l’ampleur maximale de l’effondrement autorisée, cf. 5
(11), notamment :
 soit une structure de dalle et une colonne quelconque
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 soit une structure de dalle et une partie quelconque de mur de 3 m
de long, dans le sens de la longueur ou transversalement.
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L’additif à la norme DS 409 a été élaboré suite à un texte informatif
de DS, à savoir DS/INF 146 Robustesse - Contexte et principes; il comporte des modifications du texte concernant la robustesse par rapport à
la norme DS 409:1998.
L’annexe A au texte DS/INF 146 reprend les critiques qui ont précédemment été soulevées à l’encontre de la formulation actuelle de la norme
DS 409, et qui ont motivé entre autres la mise en œuvre de ces travaux.
Critiques ayant contribué à préciser la notion de robustesse. L’un des
aspects est la définition d’un élément-clé, notion qui pouvait entraîner des surdimensionnements dans la mesure où un trop grand nombre
d’éléments de la structure pouvaient être classifiés comme élémentsclés. Un autre aspect est que la prise en compte de la robustesse dans
une structure est également destinée à limiter les conséquences des
dommages dus à des erreurs humaines grossières/graves (voir l’annexe A
de la norme DS/INF 146) Les travaux liés à la robustesse ont également
été motivés par les importants effondrements de bâtiments qui se sont
produits au cours de l’année 2001.
Le document DS/INF 146 Robustesse – Contexte et principes représente
donc une étude des mobiles qui ont conduit à la rédaction de l’Additif
1. A cet égard, l’Annexe 1 devrait notamment contribuer à préciser la
notion de robustesse, à éviter les surdimensionnements liés aux éléments-clés et en même temps à ce que les ouvrages construits au Danemark soient plus robustes.
DS estime que l’Additif 1 ne favorise pas plus qu’il ne contribue à entraver le marché intérieur de l’UE dans le domaine des produits de
construction. Dansk Standard estime que le document DS/INF 146 doit
être considéré comme le fondement argumenté de la norme DS 409/Additif
1.
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