Eurocode/1990/Définition des états limites

Les états limites définissent des bornes admissibles vis-à-vis de la sécurité des personnes et des biens et vis-à-vis de l'aspect de la structure. Il convient de vérifier que l'ensemble des cas de charge permet de couvrir tous les cas réels les plus défavorables. Les paramètres à prendre en compte sont notamment les actions, les propriétés des matériaux et les données géométriques et leur imperfection.

Il existe deux états limites : les états limites ultimes (ELU) et les états limites de service (ELS).

États‑limites ultimes

Les états‑limites ultimes (ELU) permettent de calculer tout ce qui à trait à la sécurité des personnes et/ou à la sécurité de la structure. Pour cette raison, des coefficients de sécurité sont pris en compte et permettent ainsi de majorer les charges s'appliquant sur les structures lorsque celles-ci sont préjudiciables et de minorer la résistance structurelle des matériaux. Les coefficients de sécurité permettent de prendre en compte les incertitudes des charges appliquées et des caractéristiques des matériaux.

À partir de ces données, il convient de vérifier la résistance de la structure en prenant en compte les risques d'instabilité (perte d'équilibre), les déformations excessives, les imperfections géométriques et les défaillances dues à la fatigue. La sollicitation d'une structure jusqu'à son état‑limite ultime entraîne des déformations et contraintes résiduelles. Lorsque ce cas se produit, un remplacement ou un renforcement des éléments concernés devra être effectué. Les vérifications à l'état-limite ultime sont donc principalement axées sur la stabilité de l'ouvrage ainsi que sur sa résistance mécanique.

Quatre états-limites ultimes sont définis.

• L'état‑limite ultime ÉQUilibre doit être étudié lorsqu'une variation mineure de la valeur d'une action risque de créer une perte d'équilibre statique comme, par exemple, à cause du phénomène de flambement ou de soulèvement.
• L'état‑limite ultime STRucturel doit être étudié lorsqu'un dépassement de la contrainte admissible d'un élément de la structure ou de la structure entière est à craindre.
• L'état‑limite ultime GÉOtechnique doit être étudié lorsqu'un dépassement de la contrainte du sol est à craindre.
• Et l'état‑limite ultime FATigue doit être étudié lors des efforts oscillants sollicitent la structure.

États‑limites de service

Les états limites de service (ELS) permettent de vérifier la structure en utilisation normale (déformation admissible de la structure sous l'action du vent, …) ainsi que vis‑à‑vis du confort des personnes (vibration d'une passerelle, déformation admissible des planchers, …), de l'aspect de la construction (esthétique des parois en verre, limitation de la fissuration, durabilité, …), de la durabilité de l'ouvrage (ouverture des fissures dans les éléments en béton armé, …) et de la préservation des éléments secondaires (cloisons non porteuses, carrelage, …). Les vérifications à l'état‑limite de service sont donc axées sur le confort des utilisateurs, notamment par la vérification de la déformation et de la vibration de la structure et sur la durabilité de l'ouvrage en s'assurant que la structure ne subit pas de déformation irréversible.

Trois états‑limites de service sont définis.

• L'état‑limite de service irréversible doit être étudié en combinaison caractéristique lorsque certaines actions entraîneront une déformation ou contrainte résiduelle une fois ces actions disparues. Son utilisation doit être effectuée avec précaution. En effet, les calculs aux états‑limites de service sont normalement réalisés pour que la structure ne soit pas endommagée lors d'une utilisation courante.
• L'état‑limite de service réversible doit être étudié en combinaison fréquente afin de vérifier qu'aucune déformation ou contrainte résiduelle ne subsistera lorsque les actions auront disparues.
• L'état‑limite à long terme doit être étudié en combinaison quasi-permanente afin de vérifier les effets à long terme et les conséquences sur l'aspect de la structure.