Joints horizontaux soudés : 330 kN sur des voiles préfabriqués, avec quelles limites?

Dans un voile préfabriqué, la liaison horizontale entre le mur et le plancher transmet une partie des efforts de l’ensemble. Un article scientifique accepté le 17 février 2026 mesure environ 330 kN sur deux assemblages soudés, puis décrit leurs déplacements, leur rigidité et leur rupture.

Le sujet relève du gros œuvre. Quand les éléments arrivent déjà fabriqués, le raccord entre voiles et planchers concentre une partie des exigences de montage et de calcul. La précision industrielle ne dispense donc pas de comprendre le comportement de la connexion.

L’article scientifique Load-bearing and failure behavior of welded horizontal joints in prefabricated shear wall structuresaccepté le 17 février 2026 et publié dans Scientific Reportsétudie deux éprouvettes à l’échelle réelle. Les auteurs présentent une liaison entre un voile extérieur et un plancher, appelée HJSP1, puis une liaison entre un voile intérieur et un plancher, appelée HJSP2. L’étude porte sur des joints horizontaux secs soudés et associe essais expérimentaux et modélisation numérique. Le DOI de la publication est 10.1038/s41598-026-40936-2.

Le résultat à retenir ne tient pas au seul cordon de soudure : la plaque, le béton du voile et la compression excentrée participent ensemble au transfert des efforts.

Le joint change de côté

Une connexion horizontale sèche concentre une partie des contraintes au droit du contact entre le voile préfabriqué et le plancher. L’étude observe donc la soudure avec les plaques de liaison et le béton voisin, et non comme une pièce isolée.

Les deux configurations ne sont pas interchangeables. Dans HJSP1, la liaison concerne un voile extérieur. Dans HJSP2, elle concerne un voile intérieur. La position du raccord modifie le chemin suivi par les efforts dans le voile, le plancher et la plaque soudée.

Deux éprouvettes, deux côtés du plancher

Les assemblages ont subi un chargement quasi statique à cycles inversés. Ce protocole permet d’observer la réponse de la connexion lorsque les efforts changent de sens, au lieu de retenir uniquement une charge appliquée une fois.

La campagne expérimentale porte donc sur la résistance, mais aussi sur la déformation et la dégradation progressive de la rigidité. Pour un joint soumis à des sollicitations alternées, cette lecture est plus instructive qu’un chiffre de charge pris isolément.

330 kN, la soudure ne fait pas tout

Les deux assemblages ont atteint une charge de pointe moyenne d’environ 330 kN. Le kilonewton mesure une force. Ce résultat correspond à ces deux éprouvettes, à leur géométrie, à leurs matériaux et au protocole d’essai; il ne constitue pas une valeur à recopier sur le plan d’exécution d’un autre bâtiment.

Le déplacement ultime mesuré se situe entre 40 et 44 mm. Les coefficients de ductilité en déplacement dépassent 3, ce qui indique que les assemblages ont conservé une capacité de déformation après le début de leur comportement non linéaire.

La rigidité initiale au début de la fissuration se situe autour de 60 à 65 kN/mm. Elle diminue progressivement au fil des cycles. Une connexion peut donc continuer à reprendre des efforts tout en devenant plus déformable et moins rigide.

Le chiffre utile est le trio charge de pointe, déplacement ultime et perte progressive de rigidité.

La rupture joue sur deux tableaux

La rupture observée combine cisaillement et flexion. Les plaques de liaison présentent une plastification en cisaillement, tandis que les éléments de rive du voile subissent un écrasement du béton sous compression excentrée.

La résistance de la soudure ne suffit donc pas à décrire la capacité de la liaison. L’effort transmis par la plaque se reporte ensuite vers le béton et les zones de rive du voile. L’excentricité de la compression modifie la répartition des contraintes et participe au mode de rupture.

Le béton reprend la parole

Sur un assemblage soudé, le métal visible attire naturellement l’attention. L’essai montre pourtant une chaîne de transfert composée des plaques, des soudures et des éléments en béton. Si une zone de rive s’écrase, le dimensionnement de la plaque ne décrit pas à lui seul le comportement réel de la connexion.

Pour un projet de préfabrication, il faut donc distinguer la liaison extérieure de la liaison intérieure et vérifier le chemin complet des efforts. Un dessin de connexion propre ne suffit pas si les sollicitations du voile et du plancher ne correspondent pas au détail calculé.

Soudé ou coulé, l’étude ne tranche pas

Les résultats présentés concernent des joints horizontaux secs soudés entre voiles préfabriqués et planchers. Ils ne fournissent pas de comparaison chiffrée avec une liaison humide. Les 330 kN ne permettent donc pas de classer les méthodes d’assemblage selon leur coûtleur délai de chantier ou leur performance générale.

La même limite vaut pour le budget. L’étude ne donne ni coût au mètre carré, ni budget global, ni durée de travaux. Un résultat exprimé en kilonewtons ne se transforme pas en devis descriptif. Pour établir un prix, il faudrait intégrer la fabrication des éléments, les plaques, les soudures, le contrôle et les opérations de montage propres au projet.

Le modèle garde les pieds au sol

En complément des essais, les auteurs ont développé un modèle tridimensionnel par éléments finis. Cette modélisation ajoute une lecture numérique au comportement observé sur les deux éprouvettes et permet d’étudier la liaison au-delà du seul relevé expérimental.

La portée reste limitée par le nombre d’essais. Deux éprouvettes à l’échelle réelle ne couvrent pas toutes les géométries de voiles, toutes les épaisseurs de plancher, tous les matériaux ni toutes les conditions de fabrication et de soudage. Le modèle ne dispense donc pas de recalculer la connexion avec les données du bâtiment.

Du labo au chantier, pas de copier-coller

Pour passer de l’étude à un projet réel, la vérification doit suivre une séquence précise :

1. identifier la configuration de la liaison, extérieure ou intérieure, et sa position dans le système de voiles et de planchers;
2. recalculer la connexion avec les charges, les dimensions, les matériaux, les plaques et les soudures réellement prévus;
3. contrôler que les pièces posées et l’exécution correspondent au détail calculé avant la réception des travaux.

La réception ne remplace pas le calcul initial, pas plus qu’un cordon de soudure visible ne prouve à lui seul la capacité de toute la liaison. Sur un élément porteur, les hypothèses de calcul, les pièces fabriquées et le montage doivent rester cohérents.

Les 330 kN donnent un résultat d’essai, pas une autorisation de reproduire le joint sans vérification.