Influence de l'endommagement cumulatif en fatigue sur la résistance en compression et en traction de cornières d'acier

Étant donné la distance entre ces principaux centres de production hydro‐électrique et ces grands
\ncentres de consommation d’énergie, le Québec est doté d’un réseau de transport d’énergie
\ns’étendant sur plusieurs centaines de kilomètres. Les pylônes d'acier couramment utilisés dans le
\ntransport d’énergie sont exposés à des contraintes environnementales et mécaniques pouvant
\ndiminuer leur capacité à long terme. Pour effectuer une gestion efficace du réseau de transport
\nd’énergie et assurer son intégrité, il faut avoir des méthodes pour évaluer l'effet de ces contraintes
\nsur la capacité des cornières d'acier composant ces pylônes. Dans ce document, un concept
\npréliminaire de courbes d’usure permettant d’évaluer la capacité résiduelle de cornières d’acier en
\nfonction de l'âge et de l'emplacement géographique du pylône est développé.
\nPlus de 250 essais en compression réalisés sur des cornières d’acier sont répertoriés pour comparer
\nl’exactitude de différentes normes quant à l’évaluation de la résistance en compression de cornières.
\nLes cinq normes à l’étude sont la CAN/CSA S16‐09 (2009), l’ANSI/AISC 360‐05 (2005), l’ASCE 10‐97
\n(1997), l’Eurocode 3 (2003), la CAN/CSA S136‐07 (2010). Une lacune au niveau de l’évaluation de la
\ncapacité des cornières avec un ratio largeur sur épaisseur d’aile élevé a été identifiée dans la norme
\nS16‐09. En effet, la méthode utilisée dans cette norme surestime l’effet du flambement de plaque et
\npar conséquent sous‐estime la capacité réelle des cornières. Une méthode alternative basée sur la
\ncelle de la norme S16‐09 a été développée pour remédier à ce problème. La nouvelle méthode offre
\nde meilleurs prédictions pour la presque totalité des spécimens à l'étude. Des notions de fatigue et de
\ncorrosion de l'acier, de vent et de résistance en traction de cornières sont aussi brièvement abordées.
\nEnsuite, une méthode théorique pour quantifier l’endommagement en fatigue des cornières
\ncomposant un pylône a été développée. Cette méthode consiste à évaluer à l’aide de lois statistiques
\nla probabilité d'occurrence des vitesses de vent rencontrées sur divers sites au Québec. À l’aide de
\nces vitesses, l’endommagement mécanique des membrures composant les pylônes est évalué avec la
\nloi d’endommagement de Miner en fonction de l’intensité du vent rencontré pour les différents sites.
\nFinalement, des essais de traction et de compression ont été réalisés sur plus de 96 cornières ayant
\ndes niveaux d’endommagement mécanique différents. Cet endommagement est induit à l’aide d’un
\nmontage permettant d'appliquer un chargement cyclique en traction aux spécimens. À l’aide de la
\nméthode développée et des résultats des essais, des courbes d’usure prévoyant la capacité résiduelle
\nd’une cornière en fonction de son endommagement ont pu être tracées.

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