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L'ancrage mécanique pour les charges lourdes Dans le bâtiment, il est une évidence que les procédés de fixation doivent être performants pour que tous les éléments de construction puissent être ancrés d’une façon sûre et pérenne dans les structures porteuses. Plusieurs solutions existent pour réaliser ces liaisons, avec des procédés qui peuvent être chimiques ou mécaniques. Faisant partie de cette deuxième catégorie, le goujon d’ancrage est un mode de scellement traditionnel mais toujours d’actualité et performant pour toutes les fixations traversantes. Un goujon d'ancrage est constitué d’une tige filetée baguée terminée par un cône (ou noix) et pourvue d’une rondelle et d’un écrou. Il reprend le système éprouvé de la déformation, ici obtenue par l’expansion de sa bague qui vient se bloquer sur les parois du trou de forage, pour se verrouiller totalement dans les matériaux pleins. Ces derniers ne devraient être en théorie que des bétons de différentes sortes, si l’on se réfère aux homologations attachées à cette fixation, mais les goujons peuvent aussi être utilisés en sécurité mais hors homologations sur des supports en pierre, brique pleine ou parpaing plein. Pour réaliser l’ancrage, le goujon doit est inséré en force au marteau dans un trou de forage de même diamètre. Ce faisant, la bague qui est munie d’aspérités ou de griffes et est d’un diamètre légèrement supérieur à celui du perçage est littéralement plaquée contre les parois de son logement. Cette accroche initiale amène déjà une adhérence et une résistance à la charge. Ensuite, le monteur sert l’écrou en appui sur le support (la rondelle en intermédiaire) ce qui a pour conséquence de faire ressortir la tige filetée vers l’extérieur, la bague restant immobile, et simultanément de faire rentrer le cône terminal de la tige sous la bague. Celle-ci, en règle générale conçue avec trois ailettes, est conçue pour se déformer et s’ouvrir sous l’effet de cette pression jusqu’à se sceller dans le support pour rendre la fixation totalement inexpugnable. Cette pose doit selon le DTU être effectuée à un couple précis à l’aide d’un outil dynamométrique selon la valeur indiquée dans les données du goujon. A titre d’exemple pris chez un fournisseur du marché, elle peut varier sur un diamètre 10 de 25 Nm pour un modèle électrozingué à 45 Nm pour un modèle inox en passant par 40 Nm pour un modèle répondant aux contraintes sismiques. Et toujours de façon indicative, les charges admissibles (en tenant donc compte des coefficients de sécurité) sont au minimum de 200 kg pour du goujon M8, avec une moyenne tournant autour de 350 kg, et au maximum de 2,8 tonnes pour du M16 avec une moyenne sur ce diamètre d’environ 2 tonnes. Evaluation Technique Européenne Cette fixation traversante est bien sûr soumise à toutes les réglementations relevant de l’ancrage dans le bâtiment et en premier lieu l’ETE, Evaluation Technique Européenne. Ces homologations ont pris en juillet 2014 le relais du bien connu ATE, Agrément Technique Européen, en intégrant notamment pour l’option 1 des normes portant sur les contraintes sismiques et la résistance au feu qui étaient auparavant considérées de façon séparées. Cette évaluation, qui reste de l’ordre du volontariat pour les entreprises mais in fine se révèle nécessaire sinon indispensable pour vendre en Europe, ordonne les goujons d’ancrage en deux grandes catégories avec d’une part l’ETE option 7 pour les utilisations dans les bétons non fissurés et de l’autre l’ETE option 1 pour les utilisations dans les bétons fissurés et non fissurés, ces produits étant par nature plus qualitatifs. A l’intérieur de ces deux grandes classes figurent plusieurs sous-familles liées à la nature des bétons (C12/15, C40/50…) sur lesquels ils ont été testés. Béton fissuré et béton non fissuré Les notions d’options 1 et 7 se réfèrent à la nature du support qui accueillera les goujons, avec la distinction à faire entre béton fissuré et béton non fissuré. Pour une personne qui n’est pas du métier de la construction, la première des réactions serait d’imaginer pour le béton fissuré des lézardes montant le long d’une paroi. Ce n’est évidemment pas la notion que recouvre ce terme qui s’attache plutôt à caractériser dans un ouvrage les zones de tension qui seraient de nature à provoquer l’apparition de microfissures dans sa structure. Ces infimes fêlures ne remettent pas en cause la tenue même de l’ouvrage, qui reste solide et résistant, mais peuvent a contrario par des mouvements d’ouvertures et de fermetures répétitifs dues à des déformations de structure mettre en péril au fil du temps la tenue des ancrages qui y sont attachés. Vous concevez fort bien qu’un goujon dont les performances sont inaltérables dans un milieu totalement figé répondra de façon plus ou moins efficace aux déformations de son environnement selon la conception de sa bague et la résistance de sa tige filetée (matière). Des exemples types de ces bétons fissurés sont les dalles de balcon qui sont soumises à des contraintes importantes au niveau de leur clavetage, et les poutres de structures horizontales qui, par les charges qu’elles soutiennent, fléchissent d’une façon légère et s’allongent en sous-face, créant ainsi des microfissures imperceptibles à l’œil nu mais bien réelles. A l’inverse, une dalle au sol n’est pas sujette à ces microfissures, tout comme une paroi verticale qui est en compression. Contraintes sismiques et résistance au feu L’autre critère d’utilisation d’un goujon ETE option 1 ou ETE option 7 tient dans les nouveaux critères des contraintes sismiques et de résistance au feu que l’on retrouve uniquement mentionnés dans les produits en option 1, avec des conséquences assez importantes en termes de prix, supérieurs d'au moins 50% par rapport à ceux des produits sans agrément. L’obligation de conception sismique du goujon dépend de la zone géographique, cinq catégories de risque, et le type de bâtiment, quatre classes, où sera utilisée la fixation. En croisant ces deux critères, le maître d’œuvre connait ses obligations face au risque sismique et utilisera les équipements et matériaux en conséquence. Schématiquement, les bâtiments sans activité humaine de longue durée humaine ne font l’objet d’aucune obligations tandis que les habitations, les bureaux et les bâtiments vitaux pour la population en cas de séisme (hôpitaux, pompiers…) sont sujets à ces obligations dès qu’ils sont en zone 2 (zone 3 pour les logements d’une hauteur inférieure à 28 m). Ces goujons peuvent être de classe C1, avec une tenue testée sur une fissure inerte de 0,8 mm de large, et plus souvent de classe supérieure C2 avec un test sur fissure dynamique que l’on fait varier en dimension. Pour la résistance au feu, les goujons sont donnés avec des indications sur l’évolution de leur charge admissible pendant 30, 60, 90 et 120 minutes d’exposition au feu. Il s’agit de valeurs résultant de tests mais il faut savoir qu’il n’y a pas de performance particulière à atteindre. Toutefois, pour relativiser ce fait, le goujon est une fixation qui généralement ne subit pas une grosse altération dans les conditions de feu. La résistance à la corrosion Avant d’utiliser un goujon d’ancrage, le professionnel doit donc en premier lieu définir précisément l’application à laquelle il le destine afin de choisir entre les produits ETE option 1 et ETE option 7. En effet, les contraintes auxquelles sont soumises ces fixations sont bien différentes et entraînent des écarts de coût qui s’ils elles sont faibles pour les petites quantités deviennent notables lorsque l’achat de goujons se compte en milliers d’unités. D’autant qu’opter pour des goujons ETE option 1 pour des applications que ne le nécessitent pas n’améliore pas la sécurité de l’ouvrage. C’est de la sur-qualité inutile. D’ailleurs, certains goujons ETE option 7 pourraient même remplir les conditions de l’option 1 s’ils passaient les – très chers – tests d’homologation. Ensuite, le choix du goujon, toujours en lien avec les applications et dans le cadre des ETE, peut varier au niveau de sa matière. D’une façon générale, celle que l’on retrouve le plus communément sur le marché est l’acier électrozingué, malgré qu’elle soit, pour des raisons de résistance aux intempéries, préconisée pour les utilisations en intérieur. Pour des raisons de sécurité évidente, la législation impose d’ailleurs d’utiliser des goujons dotés d’une résistance élevée à la corrosion pour les fixations réalisées en extérieur. Toutefois, dans les faits, en raison d’un coût de vente plus élevé d’un rapport de 1 à 2,5 ou 3, cette obligation est bien souvent ignorée ; les goujons inox ne sont en général utilisés qu’en bord de mer et dans les milieux agressifs. Si l’utilisateur ne désire pas utiliser de goujons inox, il peut se retourner vers d’autres solutions, moins coûteuses, de produits résistant à la corrosion proposés par les fabricants. Hors l’électrozinguage standard qui fournit une faible protection contre le brouillard salin, avec une épaisseur de revêtement qui passe toutefois aujourd’hui de 5 à 7 microns, on peut citer ici la shérardisation (alliage fer-zinc), le revêtement zinc lamellaire (zinc et aluminium), la galvanisation à chaud (dépôt de zinc en fusion, essentiellement pour fixer des éléments eux-mêmes galvanisés). Reste que la solution la plus sécuritaire demeure l’inox et que les fabricants font la promotion de ce produit, dont l’usage est déjà largement démocratisé dans le nord de l’Europe. La qualité par la matière et les usinages La matière a donc son importance. Un bon acier, de préférence européen, apporte résistance et résilience aux déformations. Cependant, il ne fait pas tout et la qualité du goujon dépend également du revêtement qui peut être appliqué sur la tige et cône. Ainsi, la tige peut être revêtue pour faciliter la rotation de l’écrou et donc diminuer les efforts à fournir pour effectuer verrouillage de forme. De son côté, le cône des goujons inox peut aussi être revêtu pour éviter qu’il ne vienne se coller à la bague, elle-même en inox, lors de l’expansion, ce qui aurait pour conséquence de modifier la déformation de la bague et réduire ainsi les performances de l’accroche. L’usinage du goujon joue également sur sa qualité finale, celle-ci variant selon que son filetage est matricé à froid, sans dégradation de la matière, ou formé par le procédé du décolletage qui coupe les fibres du métal. De même, la précision de l’accouplement cône bague joue directement sur le niveau de charge accepté et la résistance aux contraintes venant du support. Enfin, il faut également considérer la facilité de contrôle lorsqu’un marquage sur la tête du goujon permet de vérifier le dimensionnement des goujons après la pose. 90% des ventes pour le goujon option 7 Sur le marché de la distribution bâtiment, ce sont les goujons ETE option 7 pour le béton non fissuré qui constituent le gros des volumes avec environ 80 à 85% des ventes. Ils peuvent être utilisés sur la majorité des ouvrages en sécurité, cette dernière pouvant être garantie via des logiciels de dimensionnement développés par les fournisseurs et accessibles en libre accès (en ligne et téléchargement). Ces goujons sont souvent vendus en libre-service dans les négoces sans grande explication de texte sur les mérites respectifs des produits, mais avec indication des prix et notamment les plus bas, ce qui ne contribue pas à tirer ce marché vers le haut. Concernant les goujons ETE option 1, l’usage est de fait moins fréquent et essentiellement lié à une préconisation chantier avec notes de calcul à l’appui. Il y a des risques forts en tension qu’il n’est pas question de couvrir autrement que par des solutions homologuées. Ces goujons, qui pèsent donc environ 15 à 20% du marché en volume, ne sont généralement pas mis en libre-service. Le cœur de marché sur le 10 et le 12 mm Tous ces goujons sont déclinés dans des diamètres qui vont de 6 à 24 mm avec des longueurs qui diffèrent selon l’épaisseur de la pièce à fixer ; sauf précisé, la profondeur engagée dans le support est toujours identique pour un même diamètre et n’a pas à être particulièrement élevée, l’ancrage s’effectuant au niveau de la seule bague, au contraire des vis à béton par exemple dont l’accroche se fait sur toute la longueur du filet. Traversants, les goujons permettent de fixer des platines métalliques de 5 mm d’épaisseur jusqu’aux poutres en bois larges de 150 mm, voire plus. Le cœur de marché se situe autour de la fixation de pièces faisant de 5 à 40 mm de large avec de goujons de diamètres de 8, 10 et 12 mm, ce qui fait tout de même un nombre élevé de références à stocker. En termes de dénomination, un goujon 10 x 180 correspond à un diamètre 10 pour une longueur totale de 180 mm avec 100 mm hors du support. Montée en gamme annoncée Produit de fixation traditionnel, éprouvé, le goujon continue d’évoluer pour obéir aux nouvelles normes édictées pour sécuriser les constructions. Dans ce mouvement, et sûrement sous l’influence grandissante des bureaux de contrôle, nous devrions voir se développer dans les années à venir les ventes de goujons inox dont la démocratisation est une évolution naturelle du marché pour garantir la tenue à long terme des ancrages dans les environnements difficiles. De même, la mise en place des normes sismiques conduit les maîtres d’œuvre à répondre à ces nouveaux risques et à préconiser des ancrages conformément homologués. Même si cela ne concerne pas la totalité du territoire français ni toutes les fixations dans un ouvrage, les goujons répondant aux normes sismiques devraient devenir d’un usage de plus en plus courant dans les constructions et mener à une montée en qualité de l’ensemble du marché. Peut-être verrons-nous bientôt apparaître une nouvelle segmentation marché avec les options 1 et 1 avec agrément sismique qui remplaceront l’actuelle séparation option 7 option 1. Frédéric Bassigny Rawlplug - Goujon R-HPTII-ZF Le goujon mâle R-HPTII-ZF de Rawl possède un Agrément Technique Européen option 1 du M8 x 50 au M20 x 200 (22 références) ainsi qu’un agrément sismique et une résistance au feu R120. Ce goujon livré pré-monté est doté de deux repères d’enfoncement qui permettent, sous ATE, d’opter pour des profondeurs d’ancrage standards ou réduites. Il bénéficie en outre d’un revêtement de type zinc lamellaire, superposition sur un minimum de 8 microns de lamelles de zinc et d’aluminium qui constitue une excellente barrière entre l’acier du goujon et le milieu corrosif et procure une résistance à la corrosion allant jusqu’à une tenue de 1 000 heures au brouillard salin ; il s’agit ici d’une protection sacrificielle, le zinc s’oxydant préférentiellement à l’acier du goujon. En plus du goujon R-HPTII, le fabricant propose le R-XPT, goujon avec ATE option 7 décliné en versions acier zingué, inox A4 et galvanisé à chaud. Un logiciel en ligne permet la réalisation de dimensionnement sur ces différents produits. Grupodesa -SDR - Goujon Mungo M2 Spécialement développé pour supporter des charges lourdes, le goujon Mungo M2 Grupodesa SDR option 7 disponible dans les dimensions M6 à M20 (6 références) bénéficie du revêtement GreenTec®, un système d’alliage spécial reposant sur une base en zinc et en nickel qui le dote d’une protection contre la corrosion élevée, supérieure à 750 heures au test du brouillard salin. Cette fixation Mungo de deuxième génération possède une bague d’expansion à la géométrie améliorée pour atteindre une expansion optimale et de hautes résistances à la charge. Un marquage indique la profondeur d’ancrage pour un montage impeccable. Fischer - Goujons FAZ II A4 et FAZ II C Les goujons d’ancrage FAZ II A4 en acier inoxydable de la classe de résistance à la corrosion III (24 références des dimensions M8 à M24 et longueurs de 75 à 235 mm) et FAZ II C en acier haute résistance à la corrosion (1.4529) (4 réf. M8 à M12 de 75 à 130 mm de longueur) de Fischer complètent la nouvelle génération de produits FAZ II en remplaçant les versions FAZ A4/C précédentes. Présentant des performances très élevées avec des distances aux bords et entraxes réduites sous des charges extrêmes, même dans des bétons fissurés de faibles épaisseurs, ils sont homologués ETE option 1 et validés pour la catégorie sismique C1 (et C2 pour les modèles inox diamètres 10 à 20). Ils sont dotés d’un long filetage adapté aux fixations déportées, d’une géométrie optimisée pour la partie conique (avec revêtement) et la bague d’expansion et disposent d’un nouveau marquage de tête qui permet le contrôle aisé de la profondeur d’ancrage et de l’épaisseur maximale pouvant être fixée par les goujons. Alsafix - Goujon T Le goujon T Alsafix, ATE option 1, est homologué avec deux profondeurs d’ancrage et avec une rondelle normale pour le métal et une rondelle de grande taille pour le bois. Il est disponible du M8 au M16 pour une longueur totale allant de 60 à 160 mm en fonction du diamètre (25 références). Ce goujon est décliné en inox dans les mêmes diamètres avec des longueurs légèrement différentes (21 références). Scell-it - Goujon BZ-S sismique C1 et C2 Le goujon BZ-S de Scell-it est certifié pour l’utilisation en zones sismiques en catégories C1 de M8 (4 références) et C1/C2 de M10 à M16 (10 références), avec tenue au feu de 2 heures. Fabriqué en acier trempé avec traitement par galvanisation d’une épaisseur minimum de 8 microns, il est pourvu d’une bague d’expansion en acier inox A4 dont les trois segments d’expansion, d’une épaisseur accrue, sont dotés de neuf dents d’accroche pour offrir une meilleure adhérence à la paroi du trou foré. G & B Fissaggi - Nouvelles versions SITA option 1 et option 7 Appartenant à la gamme des fixations lourdes pour utilisations structurelles du fabricant italien G&B Fissaggi, la série des goujons SITA Acier sera étoffée de deux nouvelles versions du SITA CE option 1 et CE option 7 en mars prochain. Le SITA CE TTSKS option 1, goujon d’ancrage homologué ATE option 1, avec corps zingué et bague shérardisée, a obtenu la certification pour les fixations en zones sismiques C1 et C2 et est approuvé pour sa résistance au feu R30 à R120. Proposé en diamètres M8 à M20, il est aussi disponible dans une version en acier inoxydable AISI 316 et dans une version SITA H.D.G. galvanisé à chaud. Le goujon SITA CE option 7, avec corps et bague zingués et filet long, est également commercialisé en diamètres M8-M20 avec longueur jusqu’à 270 mm et en version extra-longue M12 à M16 avec longueur jusqu’à 400 mm. Tous ces ancrages certifiés CE sont repris sur le site du fabricant dans le logiciel de calcul G&B Calculation Program. ING Fixations - Des séries inox A4 et acier galvanisé La gamme des goujons d’ancrage ING Fixations pour béton fissuré et non fissuré, comprend de multiples références en longueurs et diamètres avec notamment des versions en inox A4 et en acier galvanisé pour apporter de meilleures résistances en milieux humides et corrosifs. Ces produits en acier 8.8 haute qualité avec écrou et rondelle pré-montés sont dotés d’une bague à trois segments en inox assurant une bonne répartition de la charge. Simpson-Strong Tie - Goujon Boax-FMC C1 et C2 Le goujon d’ancrage Boax-FMC Simpson-Strong Tie ETE option 1, fabriqué en acier électrozingué 8.8, est homologué en classe sismique C1 en dimensions M8 (6 références) et classes sismiques C1 et C2 pour les dimensions M10 à M16 (15 références). Sormat - C1 C2 et des spécificités Les performances des goujons Sormat SKA zingué, SKAK galvanisé à chaud, inox A4 SKAH et inox HCR ont été augmentées de manière significative en 2016. Ainsi, les versions zinguées et inox A4 sont désormais couvertes par l’agrément sismique C1 permettant l’installation des ancrages dans la plupart des zones sismiques en France. La famille des goujons s’est aussi enrichie de deux versions en inox A2 développées pour des applications dans les mines et les tunnels : le goujon SKAR M8 en inox A2 utilisé comme un goujon standard mais beaucoup plus long (200, 240 et 300 mm) de façon à atteindre les couches les plus dures de la roche ; l’ancrage queue de cochon HHA M8 en inox A2 (144 et 244 mm) destiné à accrocher un câble. Bossong - Gamme toutes configurations Un des premiers fabricants à avoir proposé le goujon à filetage long afin de jouer sur les charges et les épaisseurs à reprendre en conservant la même longueur de goujon – système repris dans les ATE avec le goujon à double repère d’enfoncement –, Bossong possède une large gamme permettant de répondre à toutes les configurations en béton non fissuré (NWS CE), béton fissuré (NWS CE1), atmosphère agressive (Inox A4 NWS CEX4). L’entreprise est en mesure de tester ses goujons en laboratoire pour des applications spécifiques et de proposer des essais chantiers pour valider la performance dans des bétons de classe indéfinie – un programme de calcul est disponible en ligne pour répondre aux attentes des bureaux d’études des clients de ses distributeurs. Spit - Goujon Fix Z Xtrem Le goujon acier Fix Z Xtrem option 1 de Spit a été conçu pour offrir une capacité de charge élevée et être utilisé sous actions sismiques avec ses homologations C1 dans la dimension M8 (5 références de 65 à 130 mm de longueur) et C1/C2 dans les dimensions M10 à M20 (18 références de 85 à 220 mm de longueur). Il est proposé avec une rondelle standard et pour sept références avec une rondelle extra-large.
Un marché de réglementation Positionnées sur un marché mature, les chevilles métalliques pour béton bénéficient paradoxalement d’un certain dynamisme. Malgré des évolutions de produits assez rares, les ventes sont stimulées par l’émergence de références qui, grâce aux récentes réglementations, tendent à s’imposer et contribuent à renouveler l’offre. Pour la fixation dans le béton d’éléments lourds, il existe deux solutions à savoir l’utilisation de scellements chimiques que nous n’aborderons pas dans cet article, ou l’ancrage avec des chevilles métalliques. Sur le marché, il existe à ce jour trois familles de chevilles qui répondent chacune à des contraintes bien précises. Les goujons, des incontournables Selon les estimations des fournisseurs les goujons d’ancrage représenteraient plus de 80% des ventes au sein de la distribution professionnelle. Ces produits sont constitués d’un corps fileté communément baptisé tige, sur lequel est usiné un cône serti d’une bague munie généralement de trois ou quatre segments d’expansion. Facile à poser, il suffit au professionnel de percer un trou au diamètre de la tige, de dépoussiérer le trou (cette action détermine 25% de la performance du goujon) puis d’insérer le goujon. En serrant, la tige va faire pression sur la bague, les segments venant s’accrocher aux parois de la cavité. Le goujon s’apparente à un produit standard et est préconisé pour les opérations courantes de serrurerie métallique comme la fixation de garde-corps ou de rampes mais aussi pour la mis en œuvre de charpente, pour la fixation de pieds de poteaux par exemple. Au sein des libres-services, les goujons sont proposés dans différents diamètres allant de 6 à 24 millimètres, panel qui permet la fixation d’éléments allant de 300 kilogrammes à 3 tonnes. Toutefois, le cœur des ventes se situe sur les diamètres 10 à 16 millimètres qui correspondent aux applications que nous avons citées plus haut. Au-delà de 16 millimètres, les goujons sont principalement destinés à la construction métallique. En termes d’évolution, les goujons sont conçus sur le même procédé depuis plus de cinquante ans d’où l’absence d’innovations marquantes. Insistons néanmoins sur la composition des goujons qui, selon les Agréments Techniques Européens, ATE (cf. encadré), doivent être fabriqués avec une qualité d’acier constante, contrôlée contrairement à certains produits d’importation asiatique qui ne font pas l'objet de tant de contrôle lors de leur fabrication. A noter qu’un paradoxe subsiste sur le marché français puisque, si l’usage des goujons concernent dans 90% des cas, des applications en extérieur, les goujons en inox, pourtant obligatoires pour ce type d’utilisation, ne représentent que 10% des volumes. Le principal facteur de ce phénomène est le prix des goujons inox qui demeure plus élevé que les versions acier dont les volumes devraient, en théorie baisser. Les chevilles de sécurité Les chevilles de sécurité sont préconisées pour les mêmes applications que les goujons mais présentent des différences majeures. Tout d’abord, concernant leur mise en œuvre, l’opérateur doit percer, non pas au diamètre de la tige filetée mais à celui de la cheville. Après avoir dépoussiéré la cavité, il suffit d’insérer la cheville, de dévisser la vis (tige), de positionner l’élément et de revisser la tige pour assurer la fixation de l’élément. Ce principe permet de garantir une finition plus propre puisque la tige filetée, qui pénètre entièrement dans la cheville, ne dépasse pas lors du serrage à l’inverse des goujons. Les chevilles de sécurité se différencient également des goujons par leur surface d’accroche en expansion dans le support qui est deux fois plus importante, entre 20 et 30 millimètres. A diamètre de perçage équivalent, une cheville de sécurité permet donc d’ancrer des charges plus lourdes qu’avec un goujon. L’offre s’étend du diamètre 6 millimètres jusqu’au 32 millimètres. De ce fait, elles sont particulièrement recommandées pour l’ancrage dans le béton d’éléments soumis à des contraintes extérieures difficiles, par exemple dans les zones sismiques. Pour aller plus loin, la majorité des fournisseurs proposent même des références qui, du fait d’une grande résistance à des plages de températures importantes, résistent au feu et permettent de répondre à des applications spécifiques, dans des tunnels routiers par exemple. Les douilles à frapper Contrairement aux deux types de chevilles que nous venons de décrire, les chevilles à frapper ou plutôt les douilles taraudées à frapper (le terme de cheville à frapper faisant plutôt référence à de la fixation légère) ne s’expansent pas par vissage mais par frappe sur un cône inséré dans la douille. Concrètement, une fois le trou réalisé au diamètre de la douille, puis nettoyé, l’opérateur enfonce la douille à l’aide d’un outil de frappe. Il convient donc de respecter au centimètre près la profondeur de frappe au risque d’altérer les performances de l’ancrage. Bien qu’existant depuis de nombreuses années, cette famille de produit connaît depuis peu un engouement nouveau. En effet, les douilles à frapper sont les seules fixations homologuées pour la pose de faux-plafonds, les ventes se concentrant de ce fait sur les diamètres 6 et 8 millimètres. Compte tenu de la démocratisation de ce système de construction, les douilles à frapper bénéficient du plus fort potentiel de croissance d’autant qu’elles conviennent également à d’autres applications propres aux plaquistes ainsi que pour la fixation de suspentes de tuyaux. Elles permettent en effet de démonter facilement les installations et de ne pas dénaturer la paroi, la cheville étant noyée dans le béton. Les vis béton Bien que pour cet article nous nous soyons principalement attardés sur les chevilles métalliques, il convient d’évoquer brièvement les vis à béton, des produits récents sur le marché et qui sont encore peu présents dans les linéaires des négoces matériaux. Contrairement aux chevilles, ces vis qui s’insèrent de façon traditionnelle à l’aide d’une boulonneuse, sont réutilisables et n’entraînent pas d’expansion. Ainsi, bien que leur prix demeurent encore 10 à 15% plus cher que les goujons, elles sont tout à fait adaptées pour des ancrages à fleur. ND SDR Fixations/Mungo Le goujon en acier m2 bénéficie d’un ATE option 7 pour béton non fissuré. Grâce à l’agrandissement de la nervure de la bague, il possède une capacité d’expansion importante. Le filetage prolongé de la tige favorise pour sa part une fixation optimale même dans les bétons de mauvaise qualité. Il est préconisé pour la fixation de gardes-corps, constructions métalliques, profils, rayonnages hauts, tracés de câbles… I.N.G. Fixations I.N.G. Fixation propose une gamme complète de goujons filetés bénéficiant d’ATE option 1 ou option 7 et disponible dans les diamètres 6, 8, 10, 12, 16 et 20 millimètres. Ils sont proposés en acier 8,8 ou inox A4 et possèdent une bague à trois segments en inox qui assure une bonne répartition de la charge. Leur mise en œuvre est simplifiée par le pré-montage de l’écrou et des rondelles. A noter que la référence en acier galvanisé est également disponible et assure une résistance de 1 000 heures en brouillard salin. Simpson Strong Tie Le goujon en acier électrozingué WA commercialisé par Simpson Strong Tie est spécialement préconisé pour la fixation de structures en bois via des sabots de charpentes, la fixation de profils métalliques comme des garde-corps ou encore la fixations de charges statiques tels des portails ou des machines. Pour faciliter et simplifier sa mise en œuvre, l’écrou et la rondelle sont prémontés, le point de frappe renforcé et le filetage protégé. Ce goujon est utilisable dans le béton non fissuré et la pierre naturelle dense. Diager Reconnu en tant que fabricant de forets et autres outils coupants, Diager commercialise également une gamme complète de fixations lourdes comprenant des chevilles métalliques à quatre segments (M16 à M12 mm), des douilles à frapper (diamètre 8 à 15 mm), des goujons d'ancrage (M8 à M 16 mm) et des vis béton (diamètre 7,5 à 16 mm). Pour ces deux dernières familles, Diager a choisi des solutions d'ancrage bénéficiant d'un ATE option 1 qui offre beaucoup plus de garanties qu'un produit avec ATE option 7. Qu’est ce qu’un ATE ? L’Agrément Technique Européen par définition du CSTB « la reconnaissance de l’aptitude à un usage prévu d’un produit destiné à être marqué CE, non couvert par les normes européennes harmonisées ». Concrètement, il s’agit d’une étape obligatoire pour les produits non normalisés que les fournisseurs souhaitent commercialiser sur le marché européen. Il décrit, sous la responsabilité du fabricant, l’aptitude d’une référence à un usage déterminé et définit les dispositions du contrôle de production mis en place par le fabricant et éventuellement supervisées par un organisme notifié. Il est valable pour une durée de cinq ans. Les bases de l’attribution des ATE pour les chevilles métalliques pour l’ancrage lourd dans le béton, sont regroupées dans le guide Chevilles métalliques pour béton ETAG n°001 édition 1997. Il définit notamment les 12 options qui déterminent les conditions d’utilisations des chevilles. Ainsi les chevilles métalliques bénéficiant des options 1 à 6 (plus le nombre est petit, plus les tests sont draconiens) sont autorisées pour un usage dans les bétons fissurés ou non, les options 7 à 12 qualifiant des références exclusivement destinées aux bétons non fissurés. Précisons que le terme béton fissuré ne signifie pas la présence de fissures apparentes mais définit les zones dites de tensions dans les constructions. En effet, dès que des constructions béton sont soumises à une charge, des fissures sont prévisibles dans la zone de tension. L’utilisation d’une cheville avec un ATE option 1 permet donc de pallier les risques d’erreur, d’autant qu’en cas de non-respect des paramètres de mise en œuvre déterminés par les ATE, les conditions de garanties peuvent être levées et la responsabilité des utilisateurs engagée. Heco Schrauben La vis d’ancrage brevetée Multi-monti commercialisée par le fabricant allemand Heco Schrauben est préconisé pour la fixation, sans cheville, de pièces de montage dans le béton, la pierre et la maçonnerie. Lors du vissage, le filet spécial denté de la zone avant découpe un filet intérieur dans le matériau de construction formant ainsi une liaison solidaire. De plus, cette vis peut se positionner à proximité des bords sans spécification du couple et peut être entièrement démontée. Cette vis a reçu les ATE 05/0010 et ATE-05/0011. Emile Maurin Commercialisé par Emile Maurin, le goujon mâle Rawl R-XPT est une fixation « au travers » préconisée pour la fixation d’éléments dans le béton non fissuré. L’expansion est réalisée par l’application du couple de serrage recommandé sur l’écrou pré-monté au moyen d’une clé dynamométrique. Il bénéficie d’un ATE et répond aux nouvelles exigences de l’EOTA. Il est disponible en version acier zingué ou inox A4. Index Fixing Systems La cheville MTP Index est fabriqué en acier zingué et possède une bague d’expansion inoxydable A4 de grande résistance à la corrosion. Son installation est optimisée par la réduction de la friction entre le cône et la bague. De plus, elle comporte, sur sa partie supérieure, une lettre d’identification de longueur qui demeure visible même après son installation. Elle est préconisée pour la fixation d’éléments subissant des contraintes particulièrement élevées comme dans le cadre de la fixation de caténaires, d’éléments de sécurité, de machines… Sormat L’ancrage Sormat Superplus assure un ancrage par verrouillage de forme et bénéficie d’un ATE option 1. Il se harponne donc dans le béton dès que le couple de serrage requis est atteint. Pouvant être utilisé dans le béton fissuré et non-fissuré et permettant d’ancrer des éléments avec un entraxe et une distance au bord réduits. Il est particulièrement recommandé pour la fixation de chemins de câbles, l’installation d’ascenseurs, pour une utilisation en façade. Il est disponible dans les diamètres 8 à 16 millimètres, en acier zingué et inox A4. Des variantes spécifiques sont également commercialisées comme avec tige filetée (BLS), cheville seule (ILS), avec protection nylon (BLS SA)… Spit La cheville Guardia développée par Spit est spécialement conçue pour la fixation de garde-corps dans le béton. Elle associe les performances d’une cheville chimique (fixation à 50 mm du bord) aux avantages d’une cheville mécanique (rapidité de pose). Elle bénéficie d’un repère de profondeur d’ancrage, d’un écrou de diamètre large et d’un cône traité avec zone d’ancrage anti-rotation. Sa tête de dôme exclusive favorise les fixations apparentes et les capotages. Fischer Préconisée aussi bien dans le béton fissuré que non fissuré (ATE option 1), la gamme de chevilles Fischer FH II est utilisée pour les fixations lourdes et les installations transversantes. Lors du serrage, le cône est tiré dans la bague qui s’expanse contre les parois du béton. Pour un rendu esthétique différent, plusieurs versions sont disponibles : avec vis à tête hexagonale (FH S), avec écrou borgne (FH H), avec vis à tête fraisée (FH SK)… Etanco La gamme ATS Evo d’Etanco comprend trois références de chevilles haute performance de sécurité : AT-S, ATS-N et ATS-SC. Fabriquées en acier électrozingué de classe 8,8 elles bénéficient d’un ATE option 1 et sont préconisées pour une fixation dans le béton fissuré et non fissuré. Livrées pré-montées, elles sont commercialisées du diamètre 6 millimètres au diamètre 16 millimètres. Tox Proposée par le fabricant allemand Tox, les goujons d’ancrage S-Fix en acier galvanisé sont disponibles avec un ATE option 1 ou option 7. Ils peuvent ainsi être utilisés pour la fixation de poteaux, de consoles murales, d’escaliers, de grilles de fenêtres, de poutres en bois. Le marquage de la tête permet de déterminer la longueur de la tige une fois montée afin de s’assurer de la conformité de la mise en œuvre. Une version en inox A4 est également proposée pour les fixations assujetties à une homologation dans des locaux humides ou à l’extérieur.
Un couple qui dure dans le temps Résistance, accessibilité, légèreté et gain de temps sont les principaux axes travaillés par les fournisseurs de douilles et cliquets, binôme incontournable du serrage. Le coffret, dans lequel sont commercialisés la majorité de ces outils, fait également l’objet de toute l’attention des marques, parfois même plus que les produits eux-mêmes. Même si les ventes sont stagnantes, ce marché fait finalement preuve d’un certain dynamisme, ses intervenants essayant d’apporter une valeur ajoutée pour mieux faire valoir leur différence sur un marché de l’outil à main considéré de plus en plus comme un marché de consommables. C’est l’un des couples les plus connus de l’univers du serrage. Douilles et cliquets vont rarement l’un sans l’autre, le cliquet ne pouvant s’utiliser qu’avec une douille. En revanche, la douille peut faire quelques infidélités au cliquet, puisqu’elle s’accommode également d’autres outils de serrage, y compris des outils énergisés, même si dans ce dossier, nous ne la regarderons que sous l’angle de sa relation au cliquet. Lors d’une opération de serrage-desserrage manuel, le cliquet, ou plus exactement la clé à cliquet, se distingue des autres outils de serrage à travers son mécanisme qui lui donne les moyens de serrer ou desserrer une vis, un écrou ou un boulon, par un simple mouvement de va et vient, sans qu’il lui soit nécessaire de se désengager de sa prise. Elle dispose effectivement d’un mécanisme à dents, le fameux cliquet, situé entre le manche et le carré d’entraînement, sur lequel se montent des douilles de différentes empreintes. Le duo cliquet-douilles se complète d’accessoires tels que rallonges, poignées coulissantes, cardans (sortes de tête articulée), réducteurs et augmentateurs qui accroissent la polyvalence de ces outils et permettent d’étendre leur champ d’action. Si les contours de ce marché, noyé au sein de la grande famille des outils à main, sont difficiles à cerner précisément, les acteurs du marché s’accordent tous sur une tendance générale stagnante. Utilisés notamment en mécanique, dans le secteur automobile, ou par la maintenance industrielle, douilles et cliquets ont subi, comme tant d’autres, la désindustrialisation de l’Hexagone. Néanmoins, ils font dans tous les cas partie de la caisse à outils et ont su évoluer en se mettant au diapason de l’évolution de la boulonnerie et de la visserie qui s’est traduite notamment par une classe de résistance plus grande nécessitant l’application d’une force de serrage plus élevée, d’où des produits dont la résistance est en constante augmentation. Par ailleurs, ils s’inscrivent pleinement dans les tendances actuelles en faveur du gain de temps, de la productivité et de l’attention portée aux troubles musculo-squelettiques, à travers la conception de produits qui facilitent l’accessibilité aux pièces à serrer-desserrer, sont plus légers et facilitant leur repérage rapide. D’où finalement une certaine dynamique, les fabricants continuant à innover, notamment en ce qui concerne la clé à cliquet, pour mieux faire valoir leur différence sur un marché de l’outil à main très concurrentiel. Preuve également du caractère incontournable des douilles et cliquets pour les professionnels, ces produits font partie de ceux qui sont équipés de RFID ou de dispositifs anti-chute lorsque ces gammes sont présentes au sein d’une marque. Un outil d’approche Contrairement au reste de l’outil, généralement forgé à chaud, le cliquet est un outil fritté fabriqué à l’aide d’une poudre d’acier pressée qui subira un traitement thermique, ses dimensions réduites ne permettant pas qu’il soit forgé. Toutefois, Facom, marque de référence dans l’univers du cliquet en France, vient de sortir un nouveau modèle dont le rocher, l’une des pièces maîtresses de l’outil, est fabriqué selon la technologie MIM, qui repose sur le moulage par injection de poudres, ce qui permet de renforcer la robustesse du mécanisme. Par ailleurs, comme c’est le cas de la plupart des outils à main, les cliquets et les douilles pour une utilisation manuelle sont généralement fabriqués à partir d’acier au chrome vanadium. Le chrome qui durcit l’acier, augmente son élasticité, sa résistance aux chocs et favorise la trempe donne la possibilité de travailler sur des épaisseurs importantes. Le vanadium, fortement désoxydant, permet quant à lui l’obtention d’aciers homogènes au grain fin. L’acier au chrome molybdène, qui a la propriété de mieux absorber des chocs répétés, est pour sa part utilisé pour les douilles à chocs. Tandis que les cliquets résultent d’un estampage à chaud (les pièces du mécanisme de cliquet lui-même étant donc plutôt frittées), les douilles font généralement l’objet d’une frappe à froid. De façon générale, le cliquet présente une finition chromée brillante, qui caractérise souvent les produits premium, ou satinée. La résistance de la clé à cliquet apparaît comme l’une des toute premières attentes de l’utilisateur. Et ce d’autant plus que, même si la norme stipule que le cliquet est un outil d’approche destiné à favoriser la rapidité d’exécution d’un serrage qui doit être finalisé avec un outil monobloc, les utilisateurs s’affranchissent vite de cette obligation. La clé à cliquet est ainsi presque toujours utilisée également en phase finale du serrage, bien entendu hors obligation de contrôle du couple nécessitant l’utilisation d’une clé dynamométrique. Pire, certains n’hésitent pas à mettre des barres au bout du cliquet pour avoir plus de force, voire tapent sur le manche au marteau. Ces mauvaises habitudes seraient à l’origine de la plupart des cas de rupture de l’outil et sont également susceptibles d’endommager l’écrou ou le boulon. Le 1/4" et le 1/2", des standards Selon les spécialistes, des deux composantes du binôme cliquet/douille doivent théoriquement être équipées d’un carré d’entraînement de même taille, même si le recours à un réducteur et à un augmentateur permet d’utiliser un cliquet d’un carré d’entraînement donné tout en pouvant actionner des douilles d’une taille de carré directement inférieure ou directement supérieure. Précisons que la longueur du manche de la clé à cliquet varie en fonction du carré d’entraînement (une centaine à plus de deux cent cinquante millimètres). Plus la longueur est importante, plus la transmission de puissance est élevée. En cas de besoin, une rallonge supplémentaire peut être insérée et bloquée dans l’extrémité de la poignée. Selon la taille de l’écrou à desserrer, les dimensions du carré d’entraînement varient donc, exprimées en pouce ou en millimètres. Les plus fortes ventes sont orientées sur le quart de pouce et le demi pouce qui couvrent la majorité des applications. Adapté aux outils destinés à des interventions dans les secteurs de l’électronique, l’électromécanique et de la petite mécanique, le carré 1/4” (6,35 mm) permet le montage de douilles de 3,2 à 14 mm de côté sur plat (longueur comprise entre deux pans parallèles de l’empreinte de la douille). Très compact, ce carré est également apprécié par la maintenance industrielle qui peut être confrontée à des écrous de 8, 10 ou 13 mm. De plus, il peut figurer dans des petits coffrets que le professionnel peut glisser facilement dans sa poche. Autre dimension phare, le 1/2” (12,70 mm) convient pour les douilles de 8 à 34 mm. Il est souvent considéré comme le standard sur le marché français de la maintenance industrielle qui utilise notamment en grande partie des douilles de 24, 27 et 30 mm. Dans l’automobile, l’attention porte plutôt sur les douilles de 16, 18 et 21 mm. La dimension intermédiaire, le 3/8” (9,52 mm), est adaptée aux travaux de maintenance et de mécanique générale. Plébiscité dans les pays anglo-saxons, ce carré est moins prisé en France bien que les dimensions qu’il couvre soient au cœur des utilisations dans les différents secteurs d’activité (douilles de 7 à 24 mm). Avec un cliquet de faible encombrement, sur lequel via un réducteur ou un augmentateur il sera également possible de monter des douilles 1/4” et 1/2", il offre de quoi faire face à la plupart des serrages dans les secteurs de la maintenance industrielle et du bâtiment. Au-delà de ces trois carrés, on quitte le secteur de la maintenance industrielle pour entrer dans celui de la ‘‘grosse’’ mécanique. C’est le cas du 3/4” (19,05 mm) pour des douilles de 19 à 60 mm et du 1” (25,40 mm) pour les douilles de 46 à 100 mm, qui s’adressent à des marchés relevant du machinisme agricole, des TP et autres chantiers navals. Les outils aux carrés de dimensions supérieures au 1” sont généralement commercialisés par les fabricants directement aux entreprises utilisatrices. Destinés à des applications spécifiques, ils font l’objet de fabrications spéciales. Concernant les douilles, les fournisseurs essaient de proposer un maximum de choix, en fonction des principaux carrés d’entraînement. Par exemple, la gamme Facom comprend 25 dimensions de 8 à 34 mm en 1/2", 19 en 3/8’’ et 14 en 1/4’’. Vers une surenchère de dents ? Le mécanisme du cliquet s’appuie sur une roue dentée, dont le nombre de dents va permettre à l’utilisateur de disposer d’un débattement plus ou... Veuillez vous identifier pour consulter la totalité de l'article. Vous avez perdu votre n° d'abonné. N'hésitez pas à nous contacter. Valider Vous n’avez pas de n° d'abonné ? Abonnez-vous pour bénéficier de nos revues et l'accès à l'intégralité des articles ! S'abonner à la revue
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