Les assemblages rivetés des structures historiques en fer et en acier : un siècle d’effervescences technologiques, structurelles et géométriques (1840–1940)

Riveted connections in historical iron and steel structures: one turbulent century of technological, structural and geometrical considerations (1840–1940)

Vrije Universiteit Brussel, Department of Architectural Engineering (ARCH), Pleinlaan 2, 1050 Elsene, Belgium
e-mail: quentin.collette@vub.ac.be; ine.wouters@vub.ac.be; leen.lauriks@vub.ac.be; koen.verswijver@vub.ac.be

Reçu : 19 Décembre 2011
Accepté : 15 Mars 2012

Résumé

Pouvant être considérés comme l’une des plus importantes techniques d’assemblage des structures en fer et en acier datant de la période 1840–1940, les assemblages rivetés étaient utilisés pour joindre des éléments porteurs structurels ainsi que pour la fabrication de profilés reconstitués. La technique du rivetage connut de multiples évolutions majeures au fil du temps – théorie, installation et conception – et les ingénieurs et architectes actuels sont directement confrontés à cette complexité lors de projets de rénovation de ces constructions métalliques. La présente recherche originale a pour but d’enrichir la connaissance fondamentale liée aux rivets en traitant de leur évolution sur une période d’un siècle (1840–1940). Cette étude se fonde sur le contenu de sources historiques variées (manuels, cours, traités, livres, brevets) en confrontation avec les résultats de publications plus récentes (thèse, articles). Trois thématiques principales sont analysées dans le cadre de cette étude approfondie : la technologie du rivetage et ses innovations (usage, définition, techniques de fabrication et d’installation), la résistance des assemblages rivetés (principe porteur, mécanismes de ruine) ainsi que l’importance cruciale de l’influence des paramètres géométriques (rapports de proportion et règles pratiques, forme de la tête du rivet, typologies d’assemblage et dispositions).

Abstract

Rivets were a major joining technique widely used between 1840 and 1940 in iron and steel constructions to connect structural members and for the manufacturing of composite sections. The riveting technique experienced numerous major evolutions, in theory, installation and design. Today’s engineers and architects are faced with this complexity when renovating listed metallic constructions. The present original research aims to enrich the basic knowledge related to rivets by discussing their evolution over a period of one century (1840–1940). This study is based on the content of various historical sources (manuals, handbooks, treatises, books, patents) confronted with the results of more recent publications (PhD, articles). Three main topics are analyzed within this in-depth study: the riveting technology and its innovations (use, definition, manufacturing and installation techniques), the strength of riveted connections (bearing principle, collapse mechanisms) and finally the crucial importance of the influence of geometrical parameters (ratios and practical rules, forms of the rivet head, joining typologies and patterns).