Nouvelle annexe P de la norme CSA S16 sur la spécification des inspections par des tiers

CISC Steel Expert
Bob Shaw

La nouvelle norme CSA S16:19, Règles de calcul des charpentes en acier, présente un document en annexe qui procure des conseils sur la spécification des inspections de structures en acier par des tiers. Le défi de la rédaction d’un tel document est bien énoncé dans l’avant-propos de la norme D1.0 de l’American Welding Society (1946), intitulée « Standard Code for Arc and Gas Welding in Building Construction » :

« Il ne faut jamais négliger l’importance de bien inspecter les travaux de soudage. Pourtant, lorsque l’on rédige un code applicable à la fois aux grandes structures supportant des charges substantielles et aux installations ou modifications mineures, des dispositions explicites et élaborées qui pourraient sembler souhaitables dans le premier cas deviennent un fardeau inutile pour ces dernières.

À moins qu’un critère logique soit établi – et ce n’est pas le cas – pour tracer la ligne de démarcation entre un travail important et un travail peu important afin de permettre la formulation de règlements distincts régissant l’inspection des deux cas mentionnés, l’autorité administrative doit faire preuve de bon jugement pour établir s’il y a lieu de faire une distinction. »

« Il ne faut jamais négliger l’importance de bien inspecter les travaux de soudage. Pourtant, lorsque l’on rédige un code applicable à la fois aux grandes structures supportant des charges substantielles et aux installations ou modifications mineures, des dispositions explicites et élaborées qui pourraient sembler souhaitables dans le premier cas deviennent un fardeau inutile pour ces dernières. À moins qu’un critère logique soit établi – et ce n’est pas le cas – pour tracer la ligne de démarcation entre un travail important et un travail peu important afin de permettre la formulation de règlements distincts régissant l’inspection des deux cas mentionnés, l’autorité administrative doit faire preuve de bon jugement pour établir s’il y a lieu de faire une distinction. »

Le Comité technique sur les charpentes d’acier pour les bâtiments a pris la décision louable d’aborder ce sujet et de tenter de traiter de l’inspection de l’acier de charpente fabriqué et érigé (matériaux, soudage, boulonnage, fabrication et détails) et de l’essai non destructif (END) des soudures pour l’industrie de l’acier de charpente, d’une manière qui assure la sécurité publique sans devenir un « fardeau inutile ».

Il est important de comprendre les points suivants. L’annexe est informative, et non normative. Elle fournit des recommandations à l’ingénieur, qui est responsable d’inclure toutes les exigences d’inspection de tiers dans les spécifications du projet. L’annexe est rédigée en termes normatifs et impératifs dans l’article P2 afin de faciliter le processus de rédaction des spécifications pour les ingénieurs qui choisissent d’exiger des inspections de tiers et des END. Toutefois, de nombreux énoncés qui procurent des recommandations et comprennent quelques directives dans les autres sections nécessitent un examen minutieux de la part de l’ingénieur.

L’article P.2.1 porte sur la responsabilité de l’inspection par un tiers. Elle mentionne l’ingénieur, le fabricant et/ou le monteur. Étant donné que la présente annexe porte sur l’inspection par un tiers, par définition, les responsables des travaux (fabricant et/ou monteur) devraient être exclus de la sélection et de la compensation de l’agence d’inspection indépendante. Outre l’ingénieur, le propriétaire du projet, qu’il soit public ou privé, serait un choix approprié pour choisir et rémunérer l’agence d’inspection indépendante.

L’article P.2.1 mentionne également que le devis du projet doit indiquer qui paie pour les essais initiaux, qui devraient inclure l’inspection, et qui paie pour le suivi ou les essais supplémentaires visant à corriger les lacunes. Pour régler ce problème, l’ingénieur doit se reporter à l’article 6.7 du Code de pratique standard de l’ICCA pour l’acier de charpente, intitulée « Inspection de l’acier de charpente », qui stipule que « le coût de cette inspection et des essais est à la charge du client. En cas de défauts dans le travail du fabricant et/ou du monteur exigeant une nouvelle inspection ou de nouveaux essais, les coûts seront à la charge du fabricant et/ou du monteur. »

L’ingénieur choisit la classe ou les classes d’inspection (IC1 à IC4), conformément à l’article P3. Cela ne doit pas être confondu avec les catégories de risque utilisées dans les codes du bâtiment. L’ingénieur doit choisir la classe d’inspection pour la structure, et peut-être pour certains éléments de la structure, en fonction de la fiabilité requise, du type de structure et du type de charge pour laquelle la structure est conçue. Le tableau P.1, « classes d’inspection », fournit des conseils à l’ingénieur, mais pose des questions sur les secteurs dont les bâtiments sont élevés (plus de 15 étages), les tribunes, les arénas, les stades et d’autres bâtiments à achalandage élevé qui ne sont pas considérés comme « critiques ». Pour obtenir des directives plus détaillées, l’ingénieur pourrait consulter d’autres normes utilisées à l’échelle mondiale, comme la norme EN 1993-1-1:2005/A1:2014, annexe C, qui remplace le système décrit dans la norme EN 1090-2:2008. Le tableau 1604.5 « Catégorie de risque des bâtiments et autres structures » du Code international du bâtiment (2018) est une autre ressource qui traite uniquement du risque pour divers types de bâtiments.

Le tableau P.2, « Fréquence des inspections par des tiers », présente les taux d’inspection recommandés pour de nombreux aspects de la fabrication de l’acier effectuée en atelier, notamment le pourcentage de soudures, les assemblages boulonnés, les ancrages à tête et la conformité générale en matière de fabrication. Il traite également de l’inspection sur le terrain des mêmes éléments et ajoute l’inspection des tabliers en acier, des cadres contreventés, des entretoises et des cadres parasismiques. Le taux d’inspection varie selon la catégorie d’inspection, allant de « facultatif » à 100 %. Certains éléments, comme l’examen du rapport d’essai de l’usine, la certification de l’entreprise en soudage, les procédures de soudage et les qualifications des soudeurs, sont simplement marqués « facultatifs » ou « oui ».

Trois éléments du tableau P.2 justifient un examen plus détaillé par l’ingénieur :

(1) Sous inspection sur place, il existe des recommandations pour les inspections visuelles des assemblages boulonnés et soudés en atelier. Ces inspections visuelles sont aussi appelées « inspections en atelier ». Le fabricant préfère toujours l’inspection en atelier, car le coût et le temps requis pour les corrections sur place sont beaucoup plus élevés. Les inspections visuelles répétées sur place ne sont pas nécessairement justifiées ou efficaces.

(2) Pour les assemblages boulonnés, le tableau P.2 recommande également d’assister à l’installation pour un certain pourcentage des assemblages à précontrainte et anti-glissement, qu’ils soient précontraints (serrés) en atelier ou sur place. Une activité d’observation n’est pas prévue à l’article 23.8 pour les procédures d’inspection du boulonnage. De plus, la norme CSA W59 n’exige pas d’observer le soudage de production – seulement pour des éléments précis comme les essais de qualification. Bien que le boulonnage n’exige pas de superviseurs ou d’installateurs qualifiés comme le soudage, l’industrie devrait envisager de tels programmes afin d’accroître la confiance des clients à l’égard de la qualité de l’installation des boulons et de remplacer les activités d’observation recommandées par des observations périodiques des techniques d’installation et une inspection visuelle à la fin des travaux.

(3) La note 5 du tableau P.2 suggère une augmentation des taux d’inspection lorsque l’acier est « fabriqué dans des régions où le degré de conformité aux exigences canadiennes est moins élevé ». Il peut être difficile de l’intégrer aux spécifications d’un projet si l’ingénieur n’a pas le contrôle de la source de fabrication, mais l’ingénieur devrait consulter un tableau distinct des tâches d’inspection et des taux d’inspection si la fabrication doit être effectuée à l’étranger.

 Table P.3 « Extent of NDE of welds » addresses specific weld types (fillet, full penetration [CJP] groove or partial penetration [PJP] groove) and joint types (butt, T, or cruciform), with consideration for whether the welded joint is part of the seismic system, whether the weld is longitudinally or transversely loaded, or if the joint is in compression. The tables apply equally to shop and field welds. A percentage of groove welds are recommended to receive either Ultrasonic Testing (UT) or Radiographic Testing (RT), and to receive either Penetrant Testing (PT) or Magnetic Particle Testing (MT). A percentage of fillet welds are recommended to receive either PT or MT.  

Le tableau P.3 « Portée des essais non destructifs des soudures », indique les types de soudure (soudure d’angle, soudure à pénétration complète ou soudure à pénétration partielle) et les types de joint (bout à bout, T ou cruciforme), en tenant compte du fait que le joint soudé fait partie du système parasismique, peu import s’il est longitudinal, transversal ou en compression. Les tableaux s’appliquent aux soudures faites en atelier ou sur chantier. Il est recommandé de soumettre une certaine proportion des soudures à rainure à un contrôle aux ultrasons (UT) ou un contrôle radiographique aux rayons X (RT) ainsi qu’à un essai par ressurage (PT) ou un contrôle magnétoscopique (MT). On recommande un essai par ressurage ou un contrôle magnétoscopique sur une certaine proportion des soudures d’angle.

L’article P.5.4 indique le taux d’échec du projet au-delà duquel les taux d’essais non destructifs devraient être augmentés. Les spécifications du projet doivent indiquer si ce taux de défaillance est déterminé en utilisant le nombre ou la longueur des soudures qui échouent à l’essai non destructif. De plus, cet article indique clairement que l’entrepreneur responsable du soudage est également responsable de toute augmentation des taux d’essais non destructifs. Cet article particulier fait partie des dispositions relatives aux essais non destructifs, mais utilise également le terme « inspection » en plus de « test ». L’ingénieur devrait également envisager la mise en œuvre de cet article pour les tâches d’inspection visuelle décrites au tableau P.2, « Fréquence des inspections par des tiers ».

Toute nouvelle disposition, comme l’annexe P, qui est ajoutée à une norme peut être interprétée de diverses façons par les parties en cause. L’ingénieur doit collaborer avec toutes les parties concernées pour assurer que toutes les parties les comprennent bien et utiliser les spécifications du projet à cette fin. Comme il a été mentionné, l’annexe est informative et non normative, et l’ingénieur doit fournir des clarifications claires et concises lorsqu’il la cite comme référence.

Le commentaire de l’ICCA joint à l’annexe devrait clarifier les recommandations et aider l’ingénieur à rédiger les spécifications du projet, en plus d’aider ceux qui gèrent ou exécutent les inspections et les essais non destructifs décrits précédemment.