Contrôle des propriétés des barres d’armature en acier utilisées dans les constructions à Kinshasa

Tribune

Par Michel Kirumba Kimuha et Richard Vall Ricardo

Ingénieurs Civils des Construction et Assistants de Recherche au Département de Génie Civil à la Faculté Polytechnique de l’Université de Kinshasa

Une étude a été réalisée pour vérifier le niveau de conformité des paramètres testés par rapport aux normes pour les barres d’armature en acier utilisées en construction dans la partie occidentale de la République Démocratique du Congo, en particulier à Kinshasa. Il a été utilisé comme référence la Norme britannique Code BS 4449: 1997. Au total, onze (11) entreprises dont les produits ont été trouvés sur le marché de Kinshasa ont été utilisées et soixante-cinq (65) échantillons sélectionnés parmi les barres d’acier d’armature disponibles et les plus utilisées ont été testés. Dix (10) spécimens ont été utilisés pour chaque taille de diamètre de l'entreprise.

Après les avoir testés, seuls seize (16) échantillons sur soixante-cinq (65) soit 25% seulement satisfaisaient totalement aux exigences standards du Code. Aucune des sociétés ne s'est pleinement conformée à toutes les exigences du Code. En outre, en ce qui concerne le diamètre mesuré, la plupart des spécimens n’ont pas satisfait aux valeurs de diamètre nominal requises. La grande disparité entre les tailles mesurées et nominales de certains échantillons a rendu leur contrôle qualité douteux. En ce qui concerne le critère de la résistance caractéristique, seuls dix-neuf (19) échantillons sur soixante-cinq (65) soit 29 % répondent aux exigences du Code. Tous les échantillons de barres d’armature en acier respectaient le rapport minimal entre la résistance maximale et la limite d’élasticité, tel que spécifié par les dispositions du Code. Cinquante-trois (53) sur soixante-cinq (65) spécimens répondaient aux exigences minimales du code concernant le critère d’allongement. Cependant, la majorité absolue des spécimens de 6 mm de diamètre n’ont pas respecté ce dernier critère. Et c'est une préoccupation majeure car les barres d'acier de 6 mm sont principalement très utilisées comme barres d'étriers.

INTRODUCTION  

Les barres d'armature en acier sont l'un des principaux matériaux utilisés dans l'industrie du bâtiment. La plupart du temps, ces barres sont utilisées pour le béton armé transférant des contraintes de traction [Kopas, 2015]. Le béton est l’un des matériaux de construction le plus durable et le plus largement utilisé en République démocratique du Congo (RDC), en particulier à Kinshasa.

On sait que dans la conception du béton, la résistance à la traction du béton est considérée comme négligeable (environ 10% de la résistance à la compression). Ainsi dans une construction en béton armé, le béton fourni la résistance à la compression, et l'acier fourni la résistance à la traction. Dans cette conception, les renforts constitué des barres en acier sont conçus pour résister aux contraintes de traction, qui sont transférées par liaison entre les interfaces de ces deux matériaux acier et béton [Nilson et al., 2004].

En 2012, 38% de la population de l’Afrique subsaharienne vivait dans des villes et 62% de ces citadins (près de 213 millions d’habitants) vivaient dans des bidonvilles. Chaque semaine, 230 000 personnes s’ajoutent au chiffre précédent [ONU Habitat, 2013]. Et dans la région de l'Afrique subsaharienne, Kinshasa est la deuxième mégapole en termes de population après Lagos avec environ 10,6 millions d'habitants en 2015 et un taux de croissance annuel moyen de 6,6%. Elle pourrait bien devenir la plus peuplée [Bédécarrats et al., 2016]. cette croissance urbaine élevée et incontrôlée [D’Ascenzo, 2013] peut conduire à une catastrophe si les exigences standards ne sont pas respectées.

En effet, de nombreux cas de défaillance structurelle à Kinshasa ont été signalés récemment. Ceci est même devenu rarement occasionnel principalement pour des bâtiments de plus de trois étages [par exemple. RADIO OKAPI, 2013; VOA, 2013; RADIO OKAPI, 2016]. Certaines enquêtes ont mis en évidence diverses raisons qui expliquent l’effondrement des bâtiments. Parmi eux, on estime que la non-conformité des propriétés des matériaux utilisés dans la construction peut en être la cause.

Sur le marché, il existe une variété de barres disponibles dans le commerce pour le renforcement du béton. Les principaux paramètres de différence sont les dimensions en coupe transversale, la composition et les modèles de déformation de surface. L'une des principales propriétés mécaniques à préciser est la résistance à la traction [Castro et Carino, 1998] (…).

CONCLUSION 

Sur la base des résultats obtenus à partir de l'analyse analytique de la présente étude, les conclusions spécifiques suivantes peuvent être tirées.

1. Seulement 19 échantillons sur 65 soit moins de 30%, remplissent l'exigence de résistance caractéristique du Code.
2. La quasi-totalité des barres en acier d'armature des diamètres de 6, 8 et 16 mm ne répondait pas aux exigences du code. Quand on sait que les barres de 6 et 8 mm sont parmi les plus utilisées dans l'industrie de construction à Kinshasa, cela peut être très préoccupant.
3. Tous les échantillons de barres d'armature en acier étaient conformes à l’exigence se référant au rapport minimal entre la résistance ultime et la limite d'élasticité, comme spécifié par les dispositions du Code BS 4449: 1997.
4. On peut s'apercevoir que la plupart, soit 82 % des échantillons de barres répondaient aux exigences minimales du code concernant les critères de ductilité, soit 53 sur 65 échantillons. Mais les spécimens de 6 mm de diamètre sont ceux qui ont le plus échoué. C'est un gros problème car ces barres sont principalement utilisées comme barre d'étrier. Ainsi, l'exigence de ductilité est l'un des paramètres primordiaux à remplir.
5. Toutes les entreprises (11) dont les échantillons ont été collectés ont eu recours à une main-d'œuvre non qualifiée pour leur production en usine. La sous qualification du personnel et le défaut de contrôle qualité ayant été illustrés par une valeur de l’écart type largement hors Code.

RECOMMANDATIONS

Sur la base des analyses, des discussions et des conclusions, les recommandations suivantes sont formulées :

? Les barres d'acier provenant du marché libre ne devraient pas être utilisées pour le renforcement du béton sans les avoir préalablement soumises à un essai de traction.

? Une réévaluation et un contrôle constants par une agence gouvernementale sont vivement recommandés et ne doivent pas être sous-estimés.

? Lorsque des mesures réelles des dimensions des barres ne sont pas systématiquement effectuées, les barres de diamètre 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 et 22 mm doivent être considérées respectivement comme des barres de 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 et 20 mm.

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