Annexe B (Normative) Essais sur les pattes de fixation3
Extrait du cahier 3194_V2
B.1 Détermination des caractéristiques mécaniques minimales des pattes destinées à la fixation des chevrons ou montants sur la paroi support
La convenance d'une attache du point de vue rigidité s'apprécie en fonction de la résistance de service qu'elle offre :
d'une part, aux charges permanentes dues au poids propre du bardage rapporté ;
d'autre part, aux charges momentanées dues aux effets du vent (pression et dépression).
Les charges latérales (dans le plan du bardage), dynamiques (à la pose) et statiques (en oeuvre) ne sont pas prises en considération.
B.2 Valeur de calcul à l'état limite de service aux charges verticales permanentes dues à la masse du bardage rapporté
B.2.1 Appareillage
B.2.1.1 Généralités
L'appareillage se compose pour l'essentiel d'une machine d'essai de traction de classe 1 conformément à la NF EN 10002-2, de capacité minimale 1 000 daN, à axe vertical, dont les éléments principaux sont les suivants :
une partie inférieure permettant de fixer en situation les attaches supportant le profilé ;
une partie supérieure mobile permettant l'accrochage du profilé.
L'une ou les deux parties doivent permettre, de par leur conception, un alignement des dispositifs par rapport à l'axe de chargement.
B.2.1.2 Description du dispositif d'essai
La partie inférieure du dispositif se compose d'un bâti rigide fixé sur le plateau inférieur de la machine d'essai et dont le retour vertical permet la fixation des attaches (pattes équerres ou étrier).
Des trous oblongs permettent de régler l'écartement entre les pattes équerres ainsi que la position des fixations des équerres dans leur propre trou de fixation oblong.
Des platines en acier d'épaisseur minimale 5 mm et de surface au moins égale à la surface de l'aile d'appui des pattes équerres, percées d'un trou de diamètre égal à celui de la fixation, sont disposées sous les pattes pour obtenir une surface d'appui continue.
Un trou vertical dans l'axe du bâti permet la fixation d'attaches en forme de U (étrier).
La partie supérieure comprend un adaptateur de traction approprié à la section du profilé.
Les déformations peuvent être prises égales aux déplacements de la traverse mobile, mais il est préférable de disposer des capteurs de déplacement :
soit dans l'axe du profilé (montage avec étrier) ;
soit sur l'extrémité de chaque équerre.
B.2.1.3 Attaches
La nature et les caractéristiques géométriques des attaches sont relevées. Un schéma est joint au rapport d'essai.
B.2.1.4 Chevron
Les attaches (pattes équerres ou étriers) sont fixées au bâti support à l'aide de boulons de diamètre adapté au préperçage (Ø 6 mm minimum) en utilisant les rondelles prévues.
De fait, le chevron est simulé par un tube en acier d'épaisseur minimale 15/10e de section carrée ou rectangulaire.
B.2.1.5 Fixation
Le type de fixation des attaches sur le profilé doit correspondre à la fixation réellement utilisée dans la pratique.
Le fournisseur des fixations doit en indiquer la marque, le type et les caractéristiques géométriques et mécaniques qui doivent figurer dans le rapport d'essai.
La fixation est montée selon les spécifications du fournisseur de la fixation avec les outils et le couple préconisé ainsi que les diamètres des trous de perçages et préperçages éventuels.
B.2.1.6 Assemblage
Les attaches asymétriques, type pattes équerres, sont disposées par groupe de deux en opposition de part et d'autre du profilé pour annuler leur tendance à la rotation.
En fonction du type de fixation, relever le cas échéant :
les caractéristiques de réglage des matériels utilisés pour la mise en oeuvre des fixations (outil de pose, couple de serrage [vis et boulons], limiteurs de serrage [rivets], etc.) ;
le diamètre des trous de préperçage.
B.2.2 Nombre d'éprouvettes
L'essai est réalisé sur trois assemblages du même type.
B.2.3 Mode opératoire
Réaliser le montage d'essai conformément à la Figure B.1.
Dans le cas des pattes équerres, le boulon de fixation sur le bâti sera disposé en extrémité du trou oblong la plus éloignée du profilé.
L'attache du mors mobile de la machine de traction, le profilé sur lequel sont fixées les deux pattes équerres opposées (ou l'étrier) et le ou les capteurs de déplacement sont disposés en alignement droit sur le bâti rigide et indéformable.
Les capteurs sont reliés à un enregistreur graphique permettant de tracer la courbe effort-déformation dont l'allure est donnée en Figure B.2.
 : Systèmes d'isolation thermique par l'extérieur en bardage rapporté avec lame d'air ventilée/NF DTU 45.4 P1-2 (janvier 2022)/image/fig_AMMN_1_7.png)
Figure B.1 Dispositif d'essai
Le profilé est soumis à une succession de cycles « aller-retour », la charge en traction croissant de 10 daN en (10 daN avec retour à zéro [charge]) entre chaque cycle comme indiqué à la Figure B.1.
Appliquer la charge en réglant la vitesse de chargement afin de respecter la condition : vitesse constante de charge < 500 daN/minute, de façon que la ruine de l'assemblage intervienne sous effort statique et non par effet dynamique.
Dans un essai de chargement continu, il n'est pas possible de déterminer sur la courbe chargedéplacement la charge correspondant à la limite de déformation élastique. C'est pourquoi l'essai est réalisé par seuils de charge successivement croissants, avec retours intermédiaires à zéro (charge) pour apprécier la valeur de déformation résiduelle caractérisant le dépassement de la limite élastique.
 : Systèmes d'isolation thermique par l'extérieur en bardage rapporté avec lame d'air ventilée/NF DTU 45.4 P1-2 (janvier 2022)/image/fig_AMMN_1_8.png)
Figure B.2 Courbe effort-déformation
B.2.4 Expression des résultats
Les attaches sont qualifiées par deux critères, l'un relatif à la contrainte de service dans le métal, l'autre relatif à la déformation sous charge.
B.2.4.1 Premier critère
On note la charge Fr pour laquelle on obtient une déformation résiduelle Dl mesurée en nez de patte égale à :
 : Systèmes d'isolation thermique par l'extérieur en bardage rapporté avec lame d'air ventilée/NF DTU 45.4 P1-2 (janvier 2022)/image/for_AMMN_1_1.png)
Lx étant la longueur de la patte.
B.2.4.2 Second critère
On note les charges Fd qui correspondent à des déformations sous charges, de 1 mm et 3 mm.
L'essai est effectué sur au minimum trois montages, d'où les deux séries de résultats Fr1, Fr2, Fr3 et Fd1, Fd2 et Fd3.
On appellera « résistance caractéristique de la patte » la plus faible des deux valeurs ci-après :
 : Systèmes d'isolation thermique par l'extérieur en bardage rapporté avec lame d'air ventilée/NF DTU 45.4 P1-2 (janvier 2022)/image/for_AMMN_1_2.png)
avec :
Fmr : la plus faible des trois valeurs Fr1, Fr2, Fr3 ;
Fr : la force correspondant à la déformation résiduelle de 0,2 % en nez de patte ;
Fmd : la plus faible des 3 valeurs d'essai Fd1, Fd2, Fd3 ;
Fd : la force correspondant à une déformation sous charge choisie égale à 1 mm et 3 mm selon la nature du bardage ;
La déformation sous charge spécifique à chaque parement est indiquée dans le CCT du parement correspondant.
Le facteur n correspond au nombre d'attaches essayées dans le montage considéré, soit 2 pour les attaches asymétriques (équerres) et 1 pour les attaches symétriques (étriers).
On appellera « Valeur de calcul à l'état limite de service de la patte » la plus faible des deux valeurs critiques affectées d'un coefficient de sécurité a pris égal à 2,25.
 : Systèmes d'isolation thermique par l'extérieur en bardage rapporté avec lame d'air ventilée/NF DTU 45.4 P1-2 (janvier 2022)/image/for_AMMN_1_3.png)
Sous réserve d'effectuer un plus grand nombre d'essais (7 au minimum et 12 de préférence), les résistances caractéristiques pourront être calculées comme suit :
-
à partir des n valeurs individuelles Fr et Fd obtenues, on détermine les valeurs moyennes Fmr et Fmd et un écart type estimé s :
 : Systèmes d'isolation thermique par l'extérieur en bardage rapporté avec lame d'air ventilée/NF DTU 45.4 P1-2 (janvier 2022)/image/for_AMMN_1_4.png)
les résistances caractéristiques sont déterminées par : Rcr = Fmr - 2sr et Rcd = Fmd - 2sd ;
le faible coefficient de sécurité retenu (a = 2,25) est justifié par le fait que l'essai est réalisé en position de fixation défavorable, que l'on retient la plus faible des trois paires de pattes essayées et que, en oeuvre, les pattes sont associées sur une longueur de profilé, ce qui a pour effet de répartir les efforts ;
pour les ouvrages traditionnels de bardage à recouvrement, qu'il est souhaitable de poser sur chevrons non raboutés de longueurs usuelles, une déformation sous charge de 3 mm des pattes peut être acceptée ;
B.3 Valeur de calcul à l'état limite de service aux charges horizontales momentanées dues à la dépression
B.3.1 Appareillage
Les prescriptions du paragraphe « Valeur de calcul à l'état limite de service aux charges verticales permanentes dues à la masse du bardage rapporté » sont également applicables à cet essai réalisé à l'aide du dispositif représenté à la Figure B.3.
 : Systèmes d'isolation thermique par l'extérieur en bardage rapporté avec lame d'air ventilée/NF DTU 45.4 P1-2 (janvier 2022)/image/fig_AMMN_1_9.png)
Figure B.3 Dispositif d'essai
B.3.2 Nombre d'éprouvettes
L'essai est réalisé sur trois assemblages du même type.
B.3.3 Mode opératoire
Sur l'embase fixe de la machine d'essai de traction, on dispose le bâti permettant la fixation des pattes sur leur aile d'appui côté paroi support conformément à la Figure B.1.
Cette fixation est constituée par un boulon du diamètre (généralement Ø 6) correspondant à la largeur du trou ovalisé prévu en aile d'appui de la patte et disposé en l'extrémité la plus éloignée de l'autre aile.
L'aile d'appui de la patte sur la paroi support est fixée au bâti fixe et indéformable par boulonnage traversant (Ø 6), le boulon étant disposé en extrémité du trou ovalisé la plus éloignée de l'aile.
L'autre aile d'appui de la patte est fixée sur un tube métallique solidaire du mors mobile, lequel mors doit être monté sur rotule. Un capteur de force et un capteur de déplacement sont associés au mors mobile.
Après éventuelle mise en place et remise à zéro, on soumet les pattes à une succession de 150 cycles « aller-retour », de charge constante F, un cycle « aller-retour » s'effectuant en respectant une vitesse de mise en charge < 500 daN/mn.
On vérifie sur l'enregistrement graphique qu'après les 150 cycles, la déformation résiduelle entraînée par la charge F est inférieure ou égale à 1 mm. La valeur la plus exacte de la charge F se détermine par deux ou trois essais d'encadrement. En l'absence d'informations sur la résistance de la patte, on pourra procéder à un essai préalable de chargement progressif avec retour à zéro et prendre comme première valeur de chargement en fatigue une charge égale à α x φ, φ étant défini à la Figure B.4.
Cet essai préalable correspond à une succession de cycles « aller-retour », la charge croissant de 20 en 20 daN avec retour à zéro entre deux chargements, chaque cycle chargement-déchargement s'effectuant à la vitesse de 10 mm/min.
Les capteurs sont reliés à un enregistreur graphique permettant de tracer la courbe effort-déformation dont l'allure est donnée à la Figure B.4.
 : Systèmes d'isolation thermique par l'extérieur en bardage rapporté avec lame d'air ventilée/NF DTU 45.4 P1-2 (janvier 2022)/image/fig_AMMN_1_10.png)
Figure B.4 Courbe charge - déplacement
On appelle φ la charge pour laquelle on obtient une déformation résiduelle de 1 mm.
On considère qu'en raison de la géométrie des pattes et la nature de l'assemblage réalisé, le sens de l'effort le plus défavorable correspond aux effets de dépression. On admettra donc, bien que les coefficients de pression soient plus élevés, que les pattes sont qualifiées pour supporter les effets de dépression et de pression correspondante.
B.3.4 Expression des résultats
À partir des premiers cycles de fatigue effectués à la force.
F= α . φ
En prenant comme première valeur α = 0,8, complétés par ajustements successifs (en faisant varier α), on détermine la charge F pour laquelle on obtient, à l'issue des 150 cycles, une déformation résiduelle de 1 mm au plus.
L'essai est effectué successivement sur un lot de trois montages identiques d'où les trois résultats F1, F2 et F3.
On appellera « résistance caractéristique » de la patte la valeur :
 : Systèmes d'isolation thermique par l'extérieur en bardage rapporté avec lame d'air ventilée/NF DTU 45.4 P1-2 (janvier 2022)/image/for_AMMN_1_5.png)
où Fm est la plus faible des trois valeurs F1, F2 et F3.
Le facteur n correspond au nombre d'attaches essayées dans le montage considéré, soit 2 pour les attaches asymétriques (équerres) et 1 pour les attaches symétriques (étriers).
On appellera « résistance de service » de la patte, la valeur :
 : Systèmes d'isolation thermique par l'extérieur en bardage rapporté avec lame d'air ventilée/NF DTU 45.4 P1-2 (janvier 2022)/image/for_AMMN_1_6.png)
où le facteur 1,7 correspond à un coefficient de sécurité (la valeur modérée de ce coefficient provient de la prise en compte de la fatigue, de la répartition des efforts entre pattes et du rééquilibrage potentiel des pressions de part et d'autre de la peau de bardage).
Les essais en cycle peuvent être :
soit entrepris à la suite sur le même montage ayant permis de déterminer la charge φ ;
soit réalisés sur un second montage avec des pattes neuves.
La recherche de la valeur de F la plus exacte par ajustement du coefficient a doit être faite au cours des 75 premiers cycles de la série, la valeur F à retenir étant validée par les 75 derniers cycles.