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Les chevilles pour fixations légèresBBI N° 114 - Fev 14
Un marché mature

Les chevilles pour les fixations légères forment un segment de marché parfaitement mature dont l’évolution technique est liée à l’arrivée de nouveaux matériaux de construction et à la montée en puissance de nouvelles applications. Présents en nombre dans les linéaires des revendeurs de tous les circuits de distribution professionnels et de bricolage, chevilles en plastique en tête, ces produits à faible valeur unitaire vendus chaque année par centaines de millions d’unités constituent une vitrine de l’ensemble de l’offre des spécialistes de la fixation. Différencier son offre de celle de la concurrence relève toutefois de la gageure sur ce segment de marché, ce qui explique le rôle essentiel du marketing développé par les marques.

Jusqu’au début du XXe siècle, pour assurer une fixation, des fibres (lin et chanvre notamment) étaient introduites dans le trou de forage puis venaient se presser lors du vissage contre les parois du perçage pour constituer en quelque sort l’ancêtre de la cheville à expansion. Ces chevilles de fibre dont la marque Rawl fut à l’origine de la fabrication en série furent ensuite entourées d’une gaine métallique. La pénurie de matériaux sévissant durant la deuxième guerre mondiale (fibres naturelles et métaux étaient réservés à l’armement) conduisit aux premiers essais de fabrication des chevilles en plastique qui supplantèrent définitivement les chevilles en fibres dans le courant des années 1950.

Des critères variés

En préambule à ce dossier, il est intéressant de savoir quelles notions recouvrent la locution de « fixation légère », celle de la charge maximum supportée par le système de fixation n’étant pas la seule à entrer en ligne de compte. Sur ce point, il faut tout de suite préciser qu’il convient de bien faire la distinction entre charge admissible et charge de rupture, la seconde prenant en compte un coefficient de sécurité qui multiplie par cinq la valeur de la charge admissible (pour prendre un exemple, à une charge admissible de 20 kg correspond une charge de rupture de 100 kg). La nature du matériau support de même que le diamètre de la cheville et, dans une moindre mesure, la profondeur d’ancrage de la cheville jouent un rôle déterminant dans la charge que pourra tenir une cheville de fixation. Cinq kilos dans une plaque de plâtre, une trentaine de kilos dans les matériaux creux, une soixantaine dans les matériaux pleins et environ deux cents kilos dans le béton sont des valeurs communément citées quant à la charge admissible pour une cheville de fixation légère. Pour définir ce type de produits, certains mettent en avant le fait qu’une éventuelle défaillance de la cheville de fixation n’aura pas de conséquence grave, d’un point de vue économique comme sur la santé humaine. D’autres encore retiennent le critère du diamètre de la cheville et évoquent une fourchette de 4 à 8 mm pour la fixation légère et de 8 à 14 mm pour la fixation moyenne, les diamètres supérieurs relevant de l’ancrage lourd. L’obligation ou pas du marquage CE de la cheville est une autre indication quant au type de fixation (cf. encadré sur la réglementation).

De l’avis de tous, dans le choix de la cheville qui permettra de réaliser une fixation sûre, de quelque type qu’elle soit qualifiée, la première question à se poser avant même celle de la charge à fixer concerne le matériau support. En effet, les spécificités d’une cheville (sa conception même, la matière dont elle est faite, la forme de son corps, son type expansion…) concourent à la rendre plus ou moins adaptée aux différents types de matériaux utilisés dans la construction. La nature des efforts auxquelles sera soumise la fixation – efforts en traction (une lampe fixée au plafond par exemple), efforts en cisaillement (cadre fixé au mur par exemple) ou efforts en traction oblique combinant les deux types précédemment cités, doit également être considérée dans le choix d’une cheville.

Le nylon en tête des ventes

Emblématique de la fixation légère, la cheville plastique domine les ventes sur ce segment de marché dont le cœur semble concerner les chevilles dans les diamètres de 6 à 8 mm. Dans cette catégorie, le nylon, un polyamide, est la matière la plus qualitative et sans doute aussi la plus répandue malgré un prix supérieur à celui des autres matières plastiques, le polyéthylène (PET) et le polypropylène (PP). Facilitant la mise en œuvre de la cheville et concourant à la durabilité de la fixation, les atouts principaux du nylon tiennent essentiellement à sa souplesse qui permet un bon guidage de la vis formant avec la cheville le système complet de fixation et à une bonne résistance à de forts écarts de températures, aux rayons UV, à la flamme ainsi qu’à l’effet abrasif de la vis.

Concernant les chevilles nylon, une catégorie popularisée par Fischer qui lançait sur le marché il y a plus de quarante ans sa célèbre cheville S, ouvrant ainsi une brèche dans laquelle s’est par la suite engouffrée la quasi-totalité des fabricants, on peut aussi préciser qu’elles existent sur le marché dans des niveaux de qualité variables. Deux raisons expliquent des écarts de qualité invisibles à l’œil nu : l’existence de différentes qualités de polyamide, le PA 6.6 étant le plus qualitatif, et le fait que le nylon entre en proportions diverses dans la composition des chevilles selon les fabricants, certains l’utilisant pratiquement pur tandis que d’autres y adjoignent une quantité plus ou moins importante de colorants et adjuvants, voire même d’autres matières plastiques.

Contrairement à une idée répandue selon laquelle seule la matière plastique relèverait de la fixation légère, les chevilles en métal sont elles aussi utilisées pour ce type de fixation, le plus souvent dans les corps creux et pour tenir des charges généralement plus élevées que les chevilles en plastique. Les chevilles métalliques sont le plus souvent en acier zingué mais aussi en acier inoxydable (obligatoire dans certaines applications pour la protection qu’il offre contre la corrosion). Le laiton et le zamak, un alliage d’aluminium permettant l’obtention de formes complexes, figurent aussi dans la gamme des métaux entrant dans la composition des chevilles métalliques qui possèdent un aspect robuste rassurant et dont la performance est, pour cette raison, souvent jugée par les utilisateurs supérieure à celle des chevilles en plastique, même si cette présumée supériorité n’est pas toujours fondée techniquement.

Divers modes d’ancrage

Les chevilles clous traditionnelles métalloplastiques (cheville en plastique et vis métallique) sont parfaitement adaptées aux fixations légères dans les matériaux pleins et durs du type béton, pierre, brique et parpaing. Ces produits qui s’installent après le forage d’un trou s’ancrent dans le matériau par un phénomène de compression provoquée par l’expansion de la cheville. Lors du vissage de la vis permettant la mise en œuvre de la cheville, les segments de cette dernière s’ouvrent, la partie expansée venant se plaquer contre le matériau. Ces chevilles classiques ne connaissent plus, depuis de nombreuses années, d’évolution technique fondamentale même si des améliorations leur ont été apportées, et notamment une quadruple expansion avec des ailettes se modelant indépendamment pour presser contre la paroi de forage. Au chapitre des améliorations apportées aux chevilles en plastique, dont certaines sont surtout destinées à étoffer les argumentaires de vente, figurent des fentes en forme de zigzag pour favoriser l’expansion, des encoches décalées pour renforcer l’ancrage dans le matériau, des collerettes de blocage facilitant le montage à fleur et empêchant les chevilles de tomber dans le trou de forage, des ergots anti-rotation ainsi que des extrémités carrées pour empêcher la cheville de tourner lors du vissage et de ressortir du support.

La fixation dans les matériaux creux et alvéolaires est plus délicate, en raison de leur hétérogénéité. Le blocage de la cheville, qui doit pouvoir se faire indifféremment dans une cavité, le long d’une paroi séparant deux cavités ou en pleine paroi, peut s’obtenir par verrouillage de forme, la cheville se déformant pour former une sorte de nœud derrière la paroi, ou par une expansion très importante de ses segments lors du vissage.

Le succès des chevilles multi-matériaux

Les chevilles en nylon et autres matières plastiques mises au point par les fabricants pour la fixation dans les corps creux conviennent également à la fixation dans les matériaux pleins. La conception de ces produits leur permet en effet de se déformer de diverses manières lors du vissage en fonction des matériaux dans lesquels ils sont montés. Cette famille de produits désignés sous le terme de chevilles universelles ou multi-matériaux a tout de suite remporté un grand succès auprès des bricoleurs comme des professionnels, leur polyvalence les rendant d’une utilisation très pratique, même s’il faut souligner que leur performance est généralement supérieure pour la fixation dans les corps creux. Au fil des années, l’offre en chevilles multi-matériaux s’est étoffée et porte aujourd’hui sur différents types de produits eu égard à leur conception, leur mode d’ancrage et les matières entrant dans leur composition.

A la cheville clou classique, généralement de forme cylindrique et à rainures transversales, et au produit historique de cette famille, la cheville Crampon® – un produit au corps nervuré en plastique rigide dont les segments s’écartent pour rester en position et qui peut être monté avec tous types de vis – se sont ajoutées diverses chevilles en plastique ou en métal conçues à l’origine pour la fixation dans les corps creux, et notamment dans les matériaux friables du type plaques de plâtre. Le volume des ventes de ces chevilles multi-matériaux représente une proportion sans cesse grandissante du marché de la fixation. « Il y a cinq ans, la grande majorité des ventes portait sur les chevilles pour matériaux pleins. L’utilisation des matériaux alvéolaires qui s’est beaucoup répandue aux cours des dernières années a mené à une hausse sensible des ventes de chevilles multi-matériaux, développées à l’origine pour les corps creux et les cloisons sèches. Selon moi, les ventes du marché sont aujourd’hui à peu près équilibrées entre chevilles pour matériaux pleins et chevilles multi-matériaux » commente un fournisseur important du marché.