Le fil machine, le treillis soudé et les profilés exigent la même discipline, avec leurs propres essais

9.1 La gamme de produits passe des importations à la production nationale

Les données douanières montrent à quelle vitesse l’approvisionnement en produits longs a changé. Les importations enregistrées de fil machine (SH 7213) ont culminé à 74,0 millions de dollars US en 2021 et sont tombées à 8,1 millions de dollars US en 2023, passant d’environ 58 kt à moins de 8 kt, à mesure que le laminage national les remplaçait [S52]. Les importations de barres, y compris les ronds à béton (SH 7214), étaient déjà marginales du fait de l’interdiction de 2016. Les importations de profilés (SH 7216) se sont en revanche maintenues à environ 26 millions de dollars US par an entre 2020 et 2023, et celles de constructions métalliques (SH 7308) ont atteint 58,0 millions de dollars US en 2023 [S52]. L’industrie nationale déclare une capacité d’environ 72 kt/an pour le fil machine et les pointes, pour une demande d’environ 36 kt [S53].

Source : API publique UN Comtrade, données déclarées par le Cameroun, SH 7213, 7214, 7216 et 7217, de 2019 à 2023 [S52]. Valeurs en dollars US courants ; années ultérieures non encore déclarées.

Pour la qualité, cette évolution a une signification simple. Pour le fil machine et les produits qui en sont issus, les contrôles qui comptent sont ceux des laminoirs nationaux, la certification de l’ANOR et la surveillance du marché, exactement comme pour les ronds à béton. Pour les profilés et la charpente métallique, les contrôles qui comptent sont l’évaluation de la conformité des importations dans le cadre du Programme d’évaluation de la conformité avant embarquement (PECAE) [S15], les certificats de réception qui accompagnent l’acier importé et les vérifications effectuées par les charpentiers métalliques et les ingénieurs de chantier.

9.2 Fil machine : la qualité de tout produit tréfilé commence dans le fil machine

Le fil machine est laminé à chaud en couronnes, généralement d’un diamètre de 5,5 à 12 mm, et constitue la matière première du tréfilage. Sa qualité se définit moins par sa propre résistance que par son aptitude au tréfilage : la capacité à être étiré à travers des filières successives jusqu’à un fil fin sans rompre. L’aptitude au tréfilage dépend de la composition chimique (faibles teneurs en éléments résiduels et en azote, qui sinon provoquent un vieillissement après écrouissage et des ruptures), de l’état de surface (les replis, les pailles et les piqûres de calamine deviennent des ruptures dans le fil tréfilé), de la précision dimensionnelle et de l’ovalisation, ainsi que de la microstructure, fixée par le refroidissement contrôlé de la couronne après la dernière cage. La référence européenne et internationale pour le fil machine en acier non allié destiné au tréfilage est la série EN ISO 16120 [S62].

Trois produits tréfilés issus du fil machine comptent pour la sécurité des bâtiments :

• Le fil à ligaturer (fil de ligature), un fil doux recuit utilisé pour ligaturer les cages. Il ne reprend aucune charge structurelle, mais un fil de ligature fragile ou sous-dimensionné laisse les cages se déformer pendant le bétonnage, ce qui déplace les barres et réduit l’enrobage.
• Le fil tréfilé ou nervuré à froid destiné au treillis soudé et aux armatures de petit diamètre. L’écrouissage à froid augmente la résistance mais réduit la ductilité ; ce fil relève généralement de la classe de ductilité A [S33].
• Les pointes et les fixations pour coffrages, dont la qualité conditionne la stabilité des coffrages et donc la géométrie du béton fini.

Un laminoir qui produit du fil machine le contrôle avec les mêmes outils que les ronds à béton : composition chimique de chaque coulée, inspection de surface, contrôles dimensionnels, essais de traction et, pour les nuances destinées au tréfilage, essais représentatifs de l’aptitude au tréfilage. Un revendeur ou un utilisateur peut vérifier le diamètre au pied à coulisse, et la masse de la couronne par rapport à l’étiquette.

9.3 Treillis soudé : une ductilité déclarée et des soudures résistantes

Le treillis soudé (ou panneau de treillis soudé) est une grille de fils ou de barres longitudinaux et transversaux soudés à chaque intersection. Il est largement utilisé dans les dalles, les dallages sur terre-plein, les voiles et les éléments préfabriqués, car il se met en place rapidement et maintient avec précision l’espacement des barres. Deux propriétés le distinguent des barres libres.

Classe de ductilité. Le treillis est souvent fabriqué à partir de fil écroui à froid, généralement de classe A. L’Eurocode 2 définit pour les treillis les mêmes trois classes de ductilité que pour les barres, avec les mêmes limites sur le rapport de résistances et la déformation sous force maximale, et une étendue de contrainte en fatigue plus faible pour les treillis (100 MPa contre 150 MPa pour les barres) [S30]. Au Royaume-Uni, les treillis conformes à la BS 4483 sont fabriqués à partir d’acier conforme à la BS 4449, à l’exception de deux treillis légers d’habillage [S33][S63], et en dessous de 8 mm de diamètre, l’acier BS 4449 ne satisfait pas aux exigences de ductilité de l’Eurocode 2 [S33]. La conséquence pratique est qu’une dalle calculée avec une redistribution des moments qui suppose un comportement de classe B ne devrait pas être réalisée avec un treillis de classe A sans vérification du concepteur.

Résistance des soudures. Les soudures doivent être assez résistantes pour ancrer les fils transversaux, car dans de nombreux usages ce sont les fils transversaux qui assurent l’ancrage des fils principaux. Les méthodes d’essai des treillis soudés, y compris l’essai de cisaillement des assemblages soudés, sont données par l’EN ISO 15630-2 [S84]. Un treillis dont les soudures cèdent à la manutention du panneau, ou dont les fils sont brûlés au droit des soudures, présente une faiblesse cachée à chaque intersection.

Sur chantier, le treillis peut être contrôlé en mesurant le diamètre et l’espacement des fils, en pesant un panneau et en comparant sa masse à la masse nominale, en inspectant les soudures pour déceler les fils brûlés et les nœuds rompus, et en lisant l’étiquette indiquant le producteur, la norme, la nuance du fil et la classe de ductilité.

Tableau 9.1 Exigences de qualité et contrôles pour les produits longs autres que les ronds à béton (synthèse)

Source : [S30][S33][S61][S62][S63][S84] ; synthèse fournie à titre indicatif uniquement.

9.4 Les profilés de construction relèvent d’une autre famille de normes

Les cornières, les U, les profilés en I et en H et les plats utilisés dans les ossatures, les toitures, les mezzanines et la construction mixte ne relèvent pas des normes relatives aux ronds à béton, mais des normes relatives aux aciers de construction. Dans la famille européenne, l’EN 10025-2 définit les aciers de construction non alliés par leur limite d’élasticité minimale (S235, S275, S355) et par leur sous-nuance de résilience (JR, J0 et J2, essayées respectivement à plus 20 °C, 0 °C et moins 20 °C), avec des limites de composition chimique et de carbone équivalent qui garantissent la soudabilité [S61]. La pratique américaine utilise l’ASTM A36 pour les profilés courants et l’ASTM A992 pour les poutrelles à larges ailes. Les fournisseurs chinois utilisent leurs propres nuances nationales, telles que Q235 et Q355.

Pour les profilés, trois problèmes de qualité reviennent sur les marchés d’importation :

• Épaisseur et masse. Un profilé laminé plus mince que ses dimensions nominales reprend moins de charge et flambe plus tôt. La masse linéique est, là encore, le contrôle le plus simple : un U ou une cornière pesé et comparé au tableau du producteur révèle un laminage sous-dimensionné.
• Nuance. Les nuances S235 et S355 se ressemblent en tout point. Seul le certificat de réception, rapproché des marquages du produit, permet de les distinguer, et l’écart de limite d’élasticité est de 50 %.
• Résilience des structures soudées et exposées. Les assemblages soudés de profilés épais, et les structures exposées aux chocs ou à la fatigue, exigent une sous-nuance de résilience adaptée à leur usage ; une nuance JR là où J0 ou J2 est prescrite constitue un défaut caché.

Les profilés étant importés, le premier niveau de contrôle est le PECAE, dans le cadre duquel les envois sont vérifiés avant embarquement au regard des normes camerounaises ou des normes internationales équivalentes, avec inspection physique et essais en laboratoire selon la voie de vérification [S15]. Le second niveau est l’acheteur : un certificat de réception de type 3.1 par coulée, rapproché des marquages, et une vérification des dimensions et de la masse à la livraison. Les charpentiers métalliques qui découpent et soudent les profilés devraient également conserver la traçabilité des coulées tout au long de la fabrication, afin que chaque élément de la structure achevée puisse être rattaché à son certificat.

9.5 Les profils creux et la charpente métallique méritent le même examen

Les tubes et les profils creux servent aux poteaux, aux fermes, aux auvents, aux garde-corps et aux échafaudages. En 2023, le Cameroun a importé pour 26,0 millions de dollars US de tubes soudés et de profils creux (SH 7306, environ 9,5 kt), alors que la capacité nationale de production de tubes était estimée à 34 kt pour une demande de 14 kt [S52][S53]. Pour les profils creux de construction, les références européennes sont l’EN 10219 pour les profils formés à froid et l’EN 10210 pour les profils finis à chaud [S86]. Les défauts courants sont une paroi plus épaisse sur le plan que dans le tube, un cordon de soudure incomplet ou fragile et une nuance inférieure à celle prescrite. L’épaisseur de paroi se mesure au pied à coulisse aux extrémités du tube ; la masse linéique, là encore, la confirme.

Les constructions métalliques, que le Cameroun a importées pour 58,0 millions de dollars US en 2023 (SH 7308) [S52], ajoutent la qualité de la fabrication à celle de l’acier : modes opératoires de soudage, qualification des soudeurs, classes des boulons et protection contre la corrosion. Un acheteur devrait demander les certificats de réception de l’acier utilisé, les enregistrements des modes opératoires de soudage et, pour les ouvrages importants, une inspection indépendante des soudures. La traçabilité des coulées des éléments, du certificat d’usine au plan de fabrication, est pour les profilés l’équivalent de l’étiquette de botte pour les ronds à béton.

À la livraison, les contrôles sont aussi simples que pour les barres. Pour le treillis, compter et mesurer l’espacement des fils, mesurer leur diamètre, peser un panneau et comparer sa masse à la masse nominale, et inspecter les soudures pour déceler les fils brûlés et les nœuds rompus. Pour les profilés et les tubes, mesurer l’épaisseur des ailes, de l’âme et des parois en plusieurs points, peser une longueur et la comparer au tableau du producteur, lire les marquages et les rapprocher du certificat.

9.6 Les produits longs importés exigent des contrôles proportionnés à leur risque

Les profilés, les tubes et une grande partie du treillis utilisés au Cameroun étant importés, la question décisive pour les acheteurs est de savoir dans quelle mesure se fier aux documents qui les accompagnent. Le PECAE propose trois voies de vérification, allant de l’inspection et des essais en laboratoire de chaque envoi aux contrôles documentaires pour les produits enregistrés d’exportateurs réguliers [S15]. Un acheteur d’acier de construction devrait savoir quelle voie a suivie un envoi, conserver son certificat de conformité avec les certificats de réception de l’usine, et rapprocher les deux des marquages de l’acier. Lorsque l’acier doit supporter des charges importantes, comme dans les ossatures d’entrepôts, d’écoles et de marchés, un contrôle indépendant de l’épaisseur, de la masse et, en cas de doute, des caractéristiques de traction sur quelques échantillons constitue une assurance peu coûteuse.

9.7 La production nationale de profilés nécessitera sa propre certification

Plusieurs producteurs de la région, dont Cameroon Steel dans ses phases ultérieures indicatives, prévoient de laminer des cornières, des U et, à terme, des profilés plus lourds. Lorsque les profilés seront fabriqués au Cameroun plutôt qu’importés, la charge de la qualité passera des contrôles à l’importation à la certification nationale, exactement comme pour les ronds à béton après 2016. Il est utile de préparer cette évolution dès maintenant, pour trois raisons.

Premièrement, les profilés de construction sont certifiés au regard d’autres propriétés. Outre la limite d’élasticité, la résistance à la traction et l’allongement, les aciers de construction sont classés selon leur résilience, mesurée au mouton-pendule Charpy sur des éprouvettes entaillées à une température spécifiée, et leur composition chimique est limitée pour garantir la soudabilité [S61]. Un laminoir de profilés a besoin d’une machine d’essai de flexion par choc, d’un équipement d’usinage des entailles et de moyens de refroidir les éprouvettes à la température d’essai, dont un laboratoire de ronds à béton n’a aucun besoin.

Deuxièmement, les tolérances dimensionnelles sont plus complexes. Les profilés sont contrôlés pour l’épaisseur des ailes et de l’âme, la hauteur, la largeur, le défaut d’équerrage, la rectitude et la masse linéique, et chacun de ces paramètres influe sur le flambement et le calcul des assemblages. Laminer des profilés dans les tolérances exige une conception des cylindres, une discipline de changement des cylindres et des routines de mesure qui vont au-delà de celles d’un laminoir à barres.

Troisièmement, il n’existe encore, dans les informations publiques, aucune norme camerounaise relative aux profilés de construction comparable à la NC 236 pour les ronds à béton, et le présent livre blanc n’en a trouvé aucune. Si la production nationale se développe, l’ANOR et la profession devront décider s’il convient d’adopter une référence internationale, telle que la famille EN 10025, comme norme nationale, s’il faut la rendre obligatoire et comment certifier les producteurs au regard de celle-ci. Le faire avant que les premiers profilés nationaux n’arrivent sur le marché éviterait de répéter l’expérience des ronds à béton, pour lesquels une norme obligatoire n’est arrivée qu’en 2022, des années après que l’interdiction d’importation eut rendu le marché presque entièrement national.

Dans l’intervalle, la règle pour les acheteurs est celle qui s’applique dans tout le présent livre blanc : indiquer la nuance et la sous-nuance de résilience, demander le certificat de réception rattaché à la coulée, et vérifier l’épaisseur et la masse à la livraison.

9.8 Un seul système qualité peut servir tous les produits longs

Les disciplines qui font un bon rond à béton sont les mêmes pour tous les produits longs, ce qui explique que les laminoirs et les autorités de régulation puissent les étendre à peu de frais :

1. Traçabilité des coulées, du four à la botte, à la couronne ou au profilé.
2. Analyse chimique de chaque coulée, avec indication du carbone équivalent.
3. Essais mécaniques et dimensionnels selon des méthodes normalisées, dans un laboratoire dont la compétence est démontrée.
4. Certificats de réception de type 3.1 rattachés aux numéros de coulée.
5. Certification par tierce partie, par l’ANOR et, lorsqu’il en existe, par un organisme indépendant de certification de produits.
6. Contrôles simples par l’utilisateur : dimensions, masse, marquages et certificats.

Pour un pays dont l’industrie nationale couvre désormais les ronds à béton et le fil machine et dont les profilés sont importés, cela signifie concrètement deux choses. La certification et la surveillance du marché exercées par l’ANOR devraient s’étendre des ronds à béton au fil machine et au treillis soudé à mesure que la production nationale de ces produits se développe, et les contrôles à l’importation et les vérifications des acheteurs sur les profilés devraient être appliqués avec la même rigueur que pour les barres nationales. Une norme sur les ronds à béton appliquée isolément laisse le reste de la structure sans protection.