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Avec l’intérêt croissant pour les renforts non métalliques, l’une des plus grandes questions est la suivante : ces matériaux sont-ils prêts pour une utilisation standard dans la construction ?

La réponse est désormais un oui catégorique. En 2024, l'Institut allemand des techniques du bâtiment (DIBt) a accordé l'agrément technique général Z-1.6-308 aux grilles de renforcement en carbone, s'appuyant sur une directive nationale récemment publiée par le Comité allemand du béton armé (DAfStb).

Il s’agit d’une avancée majeure pour les ingénieurs, les concepteurs et les planificateurs qui souhaitent construire des structures plus légères, plus durables et sans corrosion, sans avoir besoin de permis spéciaux ou d’approbations personnalisées complexes.

Pour mieux comprendre l’importance de cette étape importante, nous avons discuté avec le Dr Marcus Hinzen , responsable du développement de produits chez solidian, qui a été directement impliqué dans le processus d’approbation et d’élaboration des lignes directrices.

Dans cette interview, il explique ce que couvre l'approbation, comment elle impacte la liberté de conception et quelle est la prochaine étape pour les renforts non métalliques en Allemagne et au-delà.

Pouvez-vous expliquer brièvement ce que couvre l' agrément technique national allemand (Z-1.6-308) et pourquoi il est important pour les renforts non métalliques ?

Les armatures non métalliques sont un produit de construction très innovant, mais jusqu'à récemment, elles n'étaient pas encore réglementées. Il n'existe pas non plus de normes produits définissant les exigences applicables aux armatures non métalliques, comme c'est le cas pour l'acier d'armature ou les fibres d'acier. Cela ne s'explique pas par un manque d'intérêt des comités de normalisation, mais plutôt par le fait que les armatures actuellement disponibles sur le marché sont très individualisées et ne peuvent être décrites de manière générale en termes de géométrie et de propriétés. Cette situation nécessite la délivrance d'homologations individuelles par le DIBt (Institut allemand des techniques du bâtiment) , qui remplacent juridiquement les normes produits qui n'existent pas encore. Par conséquent, l'obtention d'une homologation produit est essentielle pour construire sans autorisations réglementaires supplémentaires.

Le contenu d'une telle homologation de produit comprend, d'une part, la définition des limites d'application, car tous les domaines de la construction courante ne peuvent pas être couverts simultanément. Par exemple, diverses variantes géométriques de grilles en carbone sont déjà couvertes par l'homologation pour une utilisation dans des applications soumises à des contraintes de flexion, principalement statiques. Cela signifie que la plupart des applications peuvent déjà être traitées. D'autre part, l'homologation de produit fournit tous les paramètres de conception nécessaires à la planification structurelle.

Mais comment concevoir des structures ? Toutes les directives de conception pertinentes font référence aux armatures en acier.

C'est une question pertinente. Après tout, les homologations de produits, tout comme les évaluations techniques européennes (ATE), ne comprennent que les paramètres de conception, et non les règles de conception. Il était donc nécessaire de combler cette lacune. C'est pourquoi le Comité allemand pour le béton armé (DAfStb) a très tôt créé un groupe de travail pour l'élaboration d'une directive allemande. Cette directive suit généralement la structure de l'Eurocode et complète les réglementations manquantes pour les nouvelles méthodes de construction ou les produits de construction innovants.

Solidian a activement participé à ce processus et contribué à l'élaboration de la directive. La première édition de la directive, intitulée « Structures en béton avec armatures non métalliques », a été publiée en 2024. Associée à une homologation de produit, elle permet désormais l'utilisation sans aucune homologation d'armatures non métalliques dans les domaines d'application mentionnés précédemment.

Quelles sont les principales exigences techniques et normes de performance auxquelles les renforts non métalliques doivent répondre en vertu de cette réglementation ?

L'avantage de la réglementation actuelle réside dans le fait que, si nous avons défini précisément les paramètres importants et la manière dont ils doivent être testés, nous avons fixé très peu de limites ou de valeurs minimales. Par exemple, toutes les combinaisons de matériaux à base de fibres et de polymères hautes performances peuvent généralement être approuvées. Cependant, elles doivent être soumises à des tests de performance standardisés, ce qui peut donner lieu à des valeurs de conception très bonnes ou plus faibles. Les seules exigences sont que l'armature soit imprégnée d'un polymère et que le matériau fibreux et le polymère soient inoffensifs en interaction avec le béton.

Comment l'approbation affecte-t-elle la conception et le dimensionnement des éléments en béton utilisant le renforcement en carbone Solidian GRID ?

L'agrément général de construction (abZ) pour solidian GRID offre de nombreux avantages aux utilisateurs. Ingénieurs et concepteurs peuvent désormais utiliser solidian GRID sans avoir recours à des agréments individuels coûteux ni à des tests approfondis. L'armature en carbone étant insensible à la corrosion, l'enrobage en béton pour la protection contre la corrosion n'est plus nécessaire. Cela permet de concevoir des éléments en béton plus fins et plus légers, réduisant ainsi la consommation de matériaux, le poids et les émissions de CO₂. Parallèlement, l'armature en carbone conserve sa résistance à la traction exceptionnellement élevée pendant plus de 100 ans. Les domaines d'application idéaux comprennent les façades, les ponts, les éléments préfabriqués, les panneaux à parois minces et les structures en coque. L'agrément général de construction élimine de nombreux obstacles à l'utilisation de l'armature en carbone solidian GRID. Les concepteurs et les ingénieurs peuvent désormais travailler plus facilement et plus efficacement avec des armatures non métalliques sans agréments supplémentaires. La possibilité de concevoir des structures en béton plus fines et plus durables, sans risque de corrosion, offre des avantages économiques et écologiques pour le secteur de la construction.

Quelles sont les principales différences entre les grilles de renforcement en carbone et les renforts en acier traditionnels d’un point de vue réglementaire et applicatif ?

D'un point de vue réglementaire, grâce à la directive DAfStb et à notre approbation, il n'existe heureusement plus de différences significatives entre les armatures en acier et en carbone. Tant que les projets restent dans les limites d'application définies par la directive et l'approbation, les armatures en carbone peuvent être planifiées avec autant de liberté que les armatures en acier. J'ai déjà abordé les différences de potentiel d'application. La résistance à la corrosion des armatures en carbone, qui permet une durée de vie de 100 ans , et la possibilité de concevoir des structures plus fines et plus économes en ressources sont des avantages clés de la construction avec des armatures en carbone. Cependant, nous n'avons pas encore abordé un autre aspect crucial :
L'industrie cimentière, en tant que principal émetteur de CO₂, travaille depuis des années sur des concepts de liants innovants et alternatifs. Ces efforts sont souvent limités par le fait que la passivation des armatures en acier ne peut plus être garantie dans certaines conditions. L'utilisation d'armatures non métalliques ouvre des perspectives entièrement nouvelles pour l'industrie cimentière , car il n'est plus nécessaire de se préoccuper de la protection des armatures en acier.

Quelles sont les restrictions ou limitations imposées par l’approbation dont les concepteurs et les ingénieurs doivent être conscients ?

Comme mentionné précédemment, l'homologation du produit comporte certaines limitations que les ingénieurs en structure doivent actuellement prendre en compte. La liste suivante met en évidence quelques points clés :

• Les renforts en acier et en carbone ne doivent pas être utilisés ensemble dans les zones soumises à des contraintes de traction afin d'éviter la corrosion par contact.
• Le formage sur site n'est pas encore possible avec nos renforts carbone actuels à base de résine époxy. Cependant, nous travaillons activement à une solution adaptée.
• Les charges de fatigue ne sont pas encore couvertes : l’approbation s’applique actuellement uniquement aux charges quasi statiques, principalement non dynamiques.
• L'utilisation de la grille solidienne comme armature de cisaillement n'était pas incluse dans la première édition de l'approbation.

Quelles sont les prochaines étapes de l'élaboration d'une réglementation sur les armatures non métalliques en Allemagne et dans l'UE ? Comment envisagez-vous l'avenir de ces matériaux dans la construction ?

Certaines limitations de la première édition de la directive allemande ne sont pas techniquement justifiées, mais n'ont tout simplement pas été traitées à temps en raison de contraintes de calendrier. D'autres restrictions n'étaient pas encore pleinement définies au moment de la publication. Nous travaillons donc déjà activement à une deuxième édition de la directive, qui élargira considérablement ses possibilités d'application. Parmi les principales nouveautés, on peut citer :

• Le comportement à la fatigue du renforcement en carbone, permettant son utilisation dans la construction de ponts.
• Précontrainte avec des tendons en carbone, ce qui est particulièrement important car la résistance à la traction élevée des fibres de carbone peut être exploitée très efficacement dans les applications de précontrainte.
• Conception au feu, c'est-à-dire évaluation de la capacité portante à haute température.
• L'utilisation du renfort en carbone Solidian GRID pour le renforcement au cisaillement.

Cette deuxième édition de la directive, dont la publication est prévue pour 2026, sera la directive la plus complète pour les armatures non métalliques, bien plus complète que les dispositions actuelles du nouvel Eurocode. C'est pourquoi des efforts sont en cours pour intégrer le contenu de la directive à l'annexe nationale allemande de l'Eurocode. À plus long terme, nous espérons que d'autres pays européens s'aligneront sur la réglementation allemande et adopteront le contenu de la directive.