Premier mouvement, relaxation de charge et modes de rupture des chevilles

Le premier mouvement est la charge à laquelle une cheville commence à se déplacer dans le matériau support ; sur site, il est généralement relevé à 0,1 mm de déplacement. Il est important, car une cheville qui bouge sous sa charge de service peut être suffisamment résistante mais néanmoins inadaptée : c'est pourquoi la norme BS 8539:2012+A1:2021 l'exige lors de chaque essai sur site. (Les essais sur site selon un Document d'évaluation européen ne l'exigent pas.)

Inutile de déterminer l'instant exact. Dès qu'une cheville commence à bouger, on le voit généralement, et la charge varie à peine entre 0,1 et 0,2 mm.

Attendez-vous à une valeur élevée lorsque la cheville plaque un élément contre la surface. Sur une console serrée contre un mur, par exemple, une cheville saine ne présente généralement aucun déplacement significatif avant que la charge ne dépasse largement la résistance recommandée par le fabricant.

Pour la plupart des essais, surveillez le joint entre la plaque de traction et le matériau support, à l'œil nu ou avec une jauge d'épaisseur, et notez la charge à laquelle il s'ouvre. Si vous tirez depuis un manchon situé au-dessus d'un écrou serré à son couple de pose, surveillez plutôt la rondelle sous cet écrou : la charge à laquelle elle se desserre correspond au premier mouvement.

Lorsque l'ingénieur souhaite une véritable mesure du déplacement, installez un comparateur :

1. Choisissez un comparateur d'une précision de 0,02 mm ou mieux.
2. Placez-le sur son propre support, à l'écart du pont (qui fléchit sous la charge) et de tout béton susceptible de se soulever. Ne le fixez jamais au pont.
3. Orientez-le aussi directement que possible vers la cheville ; un cadre de traction avec le comparateur à l'intérieur, en appui sur la tête de boulon, convient bien.
4. Notez la valeur à charge nulle, puis chargez en au moins 10 paliers jusqu'à la charge de rupture attendue.
5. À chaque palier, attendez que la charge et le déplacement se stabilisent, puis notez les deux ensemble.

Un appareil d'essai numérique équipé d'un module de déplacement peut tracer pour vous la courbe charge-déplacement. La mesure détaillée ralentit considérablement chaque essai ; elle n'est donc réalisée qu'à la demande de l'ingénieur, comme pour certains travaux critiques pour la sécurité, afin de comparer le déplacement à l'Évaluation technique européenne de la cheville.

La relaxation de charge est la baisse progressive de la valeur affichée sur une cheville saine une fois le chargement arrêté. Elle est normale, et c'est pourquoi, lors d'un chargement par paliers, on attend que la valeur se stabilise avant de relever ensemble charge et déplacement. Elle provient de la diffusion des contraintes autour de la cheville dans le matériau support ; elle ralentit au cours de la vie de la cheville sans jamais tout à fait cesser.

Rechargez au même niveau : une cheville qui se relâche ne chute presque plus, tandis qu'une cheville défaillante chute à nouveau et glisse davantage hors du trou.

Cette vérification est essentielle avec les chevilles chimiques. Elles ne cèdent pas brutalement : une fois l'adhérence perdue, il peut encore falloir un effort important pour extraire la cheville, si bien qu'une cheville scellée défaillante peut sembler tenir encore.

Appliquez la charge de manière progressive et régulière, en atteignant une charge d'épreuve en 30 secondes environ ou une charge de rupture en 60 à 90 secondes, sauf si le déplacement est mesuré par paliers.

Convenez du critère d'arrêt avant un essai jusqu'à rupture ou un essai préalable. Dès que la charge dépasse l'effort de serrage dû au couple, un certain déplacement est normal ; l'ingénieur indique s'il faut le relever. L'ingénieur peut aussi fixer une limite de déplacement considérée comme une rupture : arrêtez-vous à cette limite et indiquez-la dans le rapport. Lorsque les 5 chevilles d'essai préalable sont chargées jusqu'à rupture après la défaillance de l'une d'elles, arrêtez-vous à environ 1.0 mm pour limiter les dégâts, et retenez cette charge comme charge de rupture. Voir essais préalables.

Une cheville cède à l'un de ces trois endroits : la cheville elle-même, son ancrage dans le trou, ou le matériau support qui l'entoure. Les essais en cisaillement ajoutent un mode supplémentaire, la rupture par effet de levier (pry-out), où la cheville est arrachée par effet de levier. Désignez la rupture selon l'élément qui a cédé.

Consignez le mode de rupture, la charge et, si un cône de matériau s'est détaché, ses dimensions. Décrivez l'état de la cheville et du matériau environnant après l'essai, fissures comprises. Si la cheville n'a pas cédé, relâchez la charge et notez tout déplacement résiduel.

Retirez ou marquez chaque cheville testée jusqu'à la rupture, ou qui n'a pas atteint sa charge d'épreuve, afin qu'elle ne soit jamais mise en service. Le rapport d'essai consigne ce qui s'est passé. Il n'indique pas pourquoi une cheville a cédé ni la marche à suivre, sauf si l'opérateur est qualifié pour en juger, et il ne valide pas la fixation. Voir le contenu d'un rapport d'essai sur site.

Aucun déplacement n'est admis lors d'un essai d'épreuve. Tout déplacement observé doit être consigné et vaut rupture. Un contrôle visuel suffit généralement. Notre page calculateur de charge d'essai explique comment sont déterminées les charges d'épreuve et d'essai préalable. Voir l'essai d'épreuve expliqué.