Bases de calcul, béton, bois, géotechnique, séisme : Eurocode par Eurocode, des exemples concrets de ce qui évolue avec la deuxième génération, avec des comparaisons chiffrées réalisées par notre moteur de calcul, et ce que cela change pour vos projets.
Dans un premier article, nous avons présenté la deuxième génération des Eurocodes dans ses grandes lignes. Place maintenant au concret : quelques évolutions marquantes, Eurocode par Eurocode, pour le bâtiment comme pour le génie civil. Les comparaisons chiffrées ont été réalisées avec le moteur de calcul de notre bureau d’études.
EN 1990, les bases de calcul : la fiabilité selon les conséquences
L’EN 1990 fixe les règles communes : situations de projet, combinaisons d’actions, coefficients de sécurité. La deuxième génération organise davantage la fiabilité selon les classes de conséquences, c’est-à-dire la gravité des conséquences d’une défaillance (pertes humaines, économiques, environnementales), avec une gamme élargie aux ouvrages aux conséquences très faibles comme aux ouvrages exceptionnels. Un abri de jardin et un stade ne méritent pas le même niveau d’exigence. Elle est complétée par une nouvelle partie consacrée à l’évaluation des structures existantes, indispensable pour la rénovation et la prolongation de la durée de vie des ouvrages.
EN 1992, le béton : un seul document et de nouvelles approches
Bâtiments, ponts et génie civil réunis
Dans la première génération, les règles du béton étaient réparties entre plusieurs parties : bâtiments, ponts, réservoirs et silos. La deuxième génération les réunit dans une seule partie, l’EN 1992-1-1, qui couvre les bâtiments, les ponts et les ouvrages de génie civil. La résistance au feu reste traitée à part.
La durabilité par classes de résistance à l’exposition
L’enrobage des armatures, c’est-à-dire l’épaisseur de béton qui les recouvre, protège l’acier de la corrosion. Jusqu’ici, il se déterminait à partir d’une classe structurale (S1 à S6) et de la classe d’exposition du béton. La deuxième génération introduit des classes de résistance à l’exposition (ERC) : l’enrobage minimal dépend de la résistance réelle du béton choisi aux agressions (carbonatation, chlorures). Plus le chiffre de la classe est petit, plus le béton résiste, et moins il faut d’enrobage. Cela valorise les bétons performants, y compris les bétons bas carbone dont la durabilité est démontrée.
Exemple pour une paroi exposée à la carbonatation avec alternance d’humidité et de séchage (classe XC4), durée d’utilisation de 50 ans :
| Règle | Enrobage |
|---|---|
| 1re génération, classe structurale S4 | 30 mm |
| 2e génération, béton de classe XRC 2 | 15 mm |
| 2e génération, béton de classe XRC 3 | 25 mm |
| 2e génération, béton de classe XRC 4 | 30 mm |
| 2e génération, béton de classe XRC 5 | 35 mm |
Avec un béton dont la résistance à la carbonatation est démontrée, l’enrobage peut donc diminuer nettement ; avec un béton moins résistant, il augmente. L’enrobage devient une conséquence du béton réellement choisi. Pour le maître d’ouvrage, cela signifie que le choix du béton et sa justification doivent être faits plus tôt dans le projet.
L’effort tranchant : le rôle des granulats
Pour les éléments sans armatures d’effort tranchant, comme la plupart des dalles et des radiers, la deuxième génération adopte une formule issue de la théorie de la fissure critique de cisaillement. La résistance y dépend explicitement de la taille des granulats, par le paramètre ddg = 16 + D (en mm, D étant la taille des plus gros granulats, ddg ≤ 40 mm), rapportée à une longueur av qui combine la hauteur utile d et la portée de cisaillement acs = M/V : av = √(acs·d/4).
Nous avons comparé les deux générations avec notre moteur de calcul, pour une bande de dalle de 1 m de large sans étriers :
| Cas | 1re génération | 2e génération | Écart |
|---|---|---|---|
| Dalle d = 200 mm, C25/30, ρl = 1 %, granulats 20 mm, près de l’appui | 140 | 166 | +19 % |
| Même dalle, granulats 8 mm | 140 | 145 | +4 % |
| Radier d = 600 mm, C30/37, ρl = 0,8 %, granulats 20 mm, près de l’appui | 328 | 342 | +4 % |
| Même radier, granulats 8 mm | 328 | 298 | −9 % |
| Même radier, section où M/V = 3 d | 328 | 284 | −13 % |
Hypothèses : 1re génération selon l’EN 1992-1-1:2005 et son annexe nationale française (γc = 1,5) ; 2e génération selon le FprEN 1992-1-1:2023 avec γV = 1,5, valeurs vérifiées supérieures à la résistance minimale τRdc,min.
Trois enseignements :
- en première génération, la taille des granulats et la position de la section n’interviennent pas : la valeur est la même dans chaque série ;
- de gros granulats améliorent la résistance, car ils s’engrènent mieux dans la fissure ;
- les éléments épais, loin des appuis ou avec de petits granulats, peuvent perdre en résistance : pour un radier ou une dalle de génie civil, un nouveau calcul s’impose, plutôt qu’une simple transposition.
Bétons à haute résistance et nouveaux matériaux
La résistance de calcul en compression devient fcd = ηcc·ktc·fck/γc, où le coefficient ηcc = (50/fck)1/3 ≤ 1 traduit le comportement plus fragile des bétons à haute résistance. Jusqu’au C50/60, rien ne change ; au-delà, la résistance de calcul diminue :
| Béton | 1re génération | 2e génération | Écart |
|---|---|---|---|
| C30/37 | 20,0 | 20,0 | 0 % |
| C50/60 | 33,3 | 33,3 | 0 % |
| C60/75 | 40,0 | 37,6 | −6 % |
| C80/95 | 53,3 | 45,6 | −15 % |
| C90/105 | 60,0 | 49,3 | −18 % |
De nouvelles annexes traitent des armatures en polymères renforcés de fibres, des bétons à granulats recyclés et de l’évaluation des structures existantes en béton.
EN 1995, le bois : le CLT entre dans la norme
Le bois lamellé-croisé (CLT), fait de planches collées en couches croisées, est utilisé pour les planchers et les murs des immeubles en bois. Il était calculé jusqu’ici avec des documents techniques complémentaires. La deuxième génération l’intègre dans l’Eurocode 5, avec également des règles revues pour le confort vibratoire des planchers : un plancher bois léger doit rester agréable quand on marche dessus, pas seulement résister.
EN 1997, la géotechnique : trois parties et un modèle de terrain
L’Eurocode 7 passe de deux à trois parties : règles générales, propriétés du terrain et ouvrages géotechniques (fondations, soutènements, talus, ancrages…). Il met l’accent sur le modèle de terrain établi à partir des reconnaissances, et adapte les exigences à la complexité géotechnique du projet. Une bonne étude de sol devient plus que jamais le point de départ du calcul des fondations.
EN 1998, le séisme : un spectre décrit autrement
Dans la première génération, l’action sismique partait d’une accélération de référence du sol, à laquelle on appliquait une forme de spectre. La deuxième génération définit l’action sismique directement par deux valeurs du spectre de réponse : Sα, sur le plateau du spectre, et Sβ, à la période de 1 seconde. Cette description colle mieux aux données sismologiques actuelles, en particulier pour les ouvrages souples comme les bâtiments de grande hauteur et les ponts.
Synthèse : ce qui bouge, et pour qui
| Eurocode | Évolution | Ouvrages les plus concernés |
|---|---|---|
| EN 1990 | classes de conséquences élargies, évaluation de l’existant | tous, en particulier la rénovation |
| EN 1992 | document unique, durabilité par ERC, nouvel effort tranchant, bétons à haute résistance | dalles, radiers, ponts, bétons bas carbone |
| EN 1995 | CLT, vibrations des planchers | immeubles en bois |
| EN 1997 | trois parties, modèle de terrain | fondations, soutènements |
| EN 1998 | spectre défini par Sα et Sβ | bâtiments élevés, ponts en zone sismique |
Questions fréquentes
Peut-on choisir, pour un même projet, l’Eurocode 2 de deuxième génération et l’Eurocode 7 de première génération ?
Non : les deux générations ne se mélangent pas dans un même calcul, car les bases (EN 1990) et les coefficients ne sont pas les mêmes.
Les logiciels de calcul sont-ils prêts ?
Les éditeurs les adaptent progressivement. Il est prudent de vérifier, pour chaque note de calcul, la génération et l’annexe nationale utilisées.
À retenir
- Mêmes principes, mais des formules et des notations nouvelles : un ouvrage recalculé peut donner des résultats différents, dans un sens ou dans l’autre.
- Les gains les plus nets : un document unique pour le béton, la durabilité par la performance, l’existant enfin traité.
- Pour les dalles et radiers sans étriers, la taille des granulats compte désormais.
- Pendant la transition, ne mélangez jamais les deux générations dans un même calcul.
Notre bureau d’études réalise vos études de structure, en neuf comme sur l’existant.
