Calcul poids poutre métallique 2026 : IPE, IPN, HEA, HEB, UPN — tableaux kg/m + flèche Eurocode 3
Calcul poids poutre métallique : Poids (kg) = masse linéique (kg/m) × longueur (m). La masse linéique est normalisée : IPE 200 = 22,4 kg/m, HEA 100 = 16,7 kg/m, HEB 100 = 20,4 kg/m (EN 10034). Acier : 7 850 kg/m³ (Eurocode 3, §3.2.6). Tolérance masse ±2,5 % (EN 10034). Ce calculateur couvre aussi la flèche EC3 (limite L/300 planchers selon Annexe Nationale NF EN 1993-1-1/NA) et la vérification Mc,Rd (§6.2.5 EC3).
| Profil | Masse (kg/m) | Iy (cm⁴) | Wy (cm³) | Norme |
|---|---|---|---|---|
| IPE 200 | 22,4 | 1 943 | 194 | EN 10034 |
| IPE 300 | 42,2 | 8 356 | 557 | EN 10034 |
| HEA 200 | 42,3 | 3 692 | 369 | EN 10034 |
| HEB 200 | 61,3 | 5 696 | 570 | EN 10034 |
| IPN 200 | 26,2 | 2 140 | 214 | EN 10024 |
Calculateur tri-mode : poids, flèche EC3, résistance Mc,Rd
Vérification selon NF EN 1993-1-1/NA — Tableau 1/NA. Charge uniformément répartie, poutre bi-articulée. Formule : f = 5qL⁴/(384EI).
Vérification §6.2.5 EC3 : MEd ≤ Mc,Rd = Wpl,y × fy / γM0. Section classe 1 ou 2 supposée (Wpl,y ≈ 1,1 × Wel,y).
Tableaux des masses linéiques (kg/m) — profilés acier normalisés
Les tableaux suivants présentent les masses linéiques des profils normalisés les plus courants en France. Mehdi Kabbaj a compilé ces données directement depuis les normes européennes EN 10034 (IPE, HEA, HEB), EN 10024 (IPN) et EN 10279 (UPN). Les moments d'inertie Iy (cm⁴) et modules de flexion élastiques Wy,el (cm³) sont également fournis pour permettre les vérifications Eurocode 3 (flèche L/300 et résistance MEd/Mc,Rd).
Profilés IPE — masses linéiques (EN 10034)
La série IPE (I European standard beam) est la plus courante en construction : âme fine, semelles de largeur modérée, optimisé pour la flexion en portée. Mehdi Kabbaj recommande les IPE pour les planchers, passerelles et poutres secondaires.
| Profil | h (mm) | b (mm) | tw (mm) | tf (mm) | Masse (kg/m) | Iy (cm⁴) | Wy (cm³) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IPE 80 | 80 | 46 | 3,8 | 5,2 | 6,0 | 80,1 | 20,0 |
| IPE 100 | 100 | 55 | 4,1 | 5,7 | 8,1 | 171 | 34,2 |
| IPE 120 | 120 | 64 | 4,4 | 6,3 | 10,4 | 318 | 53,0 |
| IPE 140 | 140 | 73 | 4,7 | 6,9 | 12,9 | 541 | 77,3 |
| IPE 160 | 160 | 82 | 5,0 | 7,4 | 15,8 | 869 | 109 |
| IPE 180 | 180 | 91 | 5,3 | 8,0 | 18,8 | 1 317 | 146 |
| IPE 200 | 200 | 100 | 5,6 | 8,5 | 22,4 | 1 943 | 194 |
| IPE 220 | 220 | 110 | 5,9 | 9,2 | 26,2 | 2 772 | 252 |
| IPE 240 | 240 | 120 | 6,2 | 9,8 | 30,7 | 3 892 | 324 |
| IPE 270 | 270 | 135 | 6,6 | 10,2 | 36,1 | 5 790 | 429 |
| IPE 300 | 300 | 150 | 7,1 | 10,7 | 42,2 | 8 356 | 557 |
| IPE 330 | 330 | 160 | 7,5 | 11,5 | 49,1 | 11 770 | 713 |
| IPE 360 | 360 | 170 | 8,0 | 12,7 | 57,1 | 16 270 | 904 |
| IPE 400 | 400 | 180 | 8,6 | 13,5 | 66,3 | 23 130 | 1 160 |
| IPE 450 | 450 | 190 | 9,4 | 14,6 | 77,6 | 33 740 | 1 500 |
| IPE 500 | 500 | 200 | 10,2 | 16,0 | 90,7 | 48 200 | 1 928 |
| IPE 550 | 550 | 210 | 11,1 | 17,2 | 106 | 67 120 | 2 440 |
| IPE 600 | 600 | 220 | 12,0 | 19,0 | 122 | 92 080 | 3 070 |
Profilés HEA — masses linéiques (EN 10034)
La série HEA (H European A = section légère) présente des semelles larges et une âme courte, ce qui lui confère une bonne résistance au déversement et en compression. Mehdi Kabbaj la recommande pour les poteaux, les poutres chargées latéralement et les portées intermédiaires.
| Profil | h (mm) | b (mm) | Masse (kg/m) | Iy (cm⁴) | Wy (cm³) |
|---|---|---|---|---|---|
| HEA 100 | 96 | 100 | 16,7 | 349 | 72,8 |
| HEA 120 | 114 | 120 | 19,9 | 606 | 106 |
| HEA 140 | 133 | 140 | 24,7 | 1 033 | 155 |
| HEA 160 | 152 | 160 | 30,4 | 1 673 | 220 |
| HEA 180 | 171 | 180 | 35,5 | 2 510 | 294 |
| HEA 200 | 190 | 200 | 42,3 | 3 692 | 369 |
| HEA 220 | 210 | 220 | 50,5 | 5 410 | 472 |
| HEA 240 | 230 | 240 | 60,3 | 7 763 | 604 |
| HEA 260 | 250 | 260 | 68,2 | 10 450 | 745 |
| HEA 280 | 270 | 280 | 76,4 | 13 670 | 858 |
| HEA 300 | 290 | 300 | 88,3 | 18 260 | 1 060 |
| HEA 320 | 310 | 300 | 97,6 | 22 930 | 1 230 |
| HEA 340 | 330 | 300 | 105 | 27 690 | 1 400 |
| HEA 360 | 350 | 300 | 112 | 33 090 | 1 560 |
| HEA 400 | 390 | 300 | 125 | 45 070 | 1 890 |
| HEA 450 | 440 | 300 | 140 | 63 720 | 2 400 |
| HEA 500 | 490 | 300 | 155 | 86 970 | 2 880 |
| HEA 600 | 590 | 300 | 178 | 141 200 | 3 900 |
| HEA 700 | 690 | 300 | 204 | 215 300 | 5 470 |
| HEA 900 | 890 | 300 | 252 | 422 100 | 9 070 |
| HEA 1000 | 990 | 300 | 272 | 553 800 | 11 090 |
Profilés HEB — masses linéiques (EN 10034)
La série HEB (H European B = section normale) dispose de semelles plus épaisses que les HEA, ce qui augmente la résistance à la flexion pour des hauteurs identiques. HEB 100 = 20,4 kg/m, soit 22 % de plus que le HEA 100 (16,7 kg/m) pour une résistance accrue de 24 %.
| Profil | h (mm) | b (mm) | Masse (kg/m) | Iy (cm⁴) | Wy (cm³) |
|---|---|---|---|---|---|
| HEB 100 | 100 | 100 | 20,4 | 449 | 89,9 |
| HEB 120 | 120 | 120 | 26,7 | 864 | 144 |
| HEB 140 | 140 | 140 | 33,7 | 1 509 | 216 |
| HEB 160 | 160 | 160 | 42,6 | 2 492 | 311 |
| HEB 180 | 180 | 180 | 51,2 | 3 831 | 426 |
| HEB 200 | 200 | 200 | 61,3 | 5 696 | 570 |
| HEB 220 | 220 | 220 | 71,5 | 8 091 | 736 |
| HEB 240 | 240 | 240 | 83,2 | 11 260 | 938 |
| HEB 260 | 260 | 260 | 93,0 | 14 920 | 1 148 |
| HEB 280 | 280 | 280 | 103 | 19 270 | 1 380 |
| HEB 300 | 300 | 300 | 117 | 25 170 | 1 680 |
| HEB 320 | 320 | 300 | 127 | 30 820 | 1 930 |
| HEB 340 | 340 | 300 | 134 | 36 660 | 2 160 |
| HEB 360 | 360 | 300 | 142 | 43 190 | 2 400 |
| HEB 400 | 400 | 300 | 155 | 57 680 | 2 884 |
| HEB 450 | 450 | 300 | 171 | 79 890 | 3 550 |
| HEB 500 | 500 | 300 | 187 | 107 200 | 4 290 |
| HEB 600 | 600 | 300 | 212 | 171 000 | 5 700 |
| HEB 700 | 700 | 300 | 241 | 256 900 | 7 340 |
| HEB 900 | 900 | 300 | 291 | 494 100 | 10 980 |
| HEB 1000 | 1000 | 300 | 314 | 644 700 | 12 890 |
Profilés IPN — masses linéiques (EN 10024)
La série IPN (I Normalisée, anciennement "type A") présente des ailes inclinées (pentes intérieures 14 %) et une âme plus épaisse que les IPE. Elle est très utilisée en rénovation de bâtiments anciens et dans les structures légères. Norme : EN 10024. Les IPN ne sont pas interchangeables avec les IPE sans vérification de résistance.
| Profil | h (mm) | b (mm) | Masse (kg/m) | Iy (cm⁴) | Wy (cm³) |
|---|---|---|---|---|---|
| IPN 80 | 80 | 42 | 5,94 | 77,8 | 19,5 |
| IPN 100 | 100 | 50 | 8,34 | 171 | 34,2 |
| IPN 120 | 120 | 58 | 11,1 | 328 | 54,7 |
| IPN 140 | 140 | 66 | 14,3 | 573 | 81,9 |
| IPN 160 | 160 | 74 | 17,9 | 935 | 117 |
| IPN 180 | 180 | 82 | 21,9 | 1 450 | 161 |
| IPN 200 | 200 | 90 | 26,2 | 2 140 | 214 |
| IPN 220 | 220 | 98 | 31,1 | 3 060 | 278 |
| IPN 240 | 240 | 106 | 36,2 | 4 250 | 354 |
| IPN 260 | 260 | 113 | 41,9 | 5 740 | 442 |
| IPN 280 | 280 | 119 | 47,9 | 7 590 | 542 |
| IPN 300 | 300 | 125 | 54,2 | 9 800 | 653 |
| IPN 320 | 320 | 131 | 61,0 | 12 510 | 782 |
| IPN 340 | 340 | 137 | 68,0 | 15 700 | 924 |
| IPN 360 | 360 | 143 | 76,1 | 19 610 | 1 090 |
Profilés UPN — masses linéiques (EN 10279)
La série UPN (U Normalisée, ailes parallèles) est utilisée comme limon d'escalier, listel, renfort de structure ou poutre de rive. L'âme verticale et les ailes parallèles (intérieur à 91°) facilitent l'assemblage boulonné. Norme : EN 10279.
| Profil | h (mm) | b (mm) | Masse (kg/m) | Iy (cm⁴) | Wy (cm³) |
|---|---|---|---|---|---|
| UPN 50 | 50 | 38 | 3,86 | 26,4 | 10,6 |
| UPN 65 | 65 | 42 | 5,59 | 57,5 | 17,7 |
| UPN 80 | 80 | 45 | 8,64 | 106 | 26,5 |
| UPN 100 | 100 | 50 | 10,6 | 206 | 41,2 |
| UPN 120 | 120 | 55 | 13,4 | 364 | 60,7 |
| UPN 140 | 140 | 60 | 16,0 | 605 | 86,4 |
| UPN 160 | 160 | 65 | 18,8 | 925 | 116 |
| UPN 180 | 180 | 70 | 22,0 | 1 350 | 150 |
| UPN 200 | 200 | 75 | 25,3 | 1 910 | 191 |
| UPN 220 | 220 | 80 | 29,4 | 2 690 | 245 |
| UPN 240 | 240 | 85 | 33,2 | 3 600 | 300 |
| UPN 260 | 260 | 90 | 37,9 | 4 820 | 371 |
| UPN 280 | 280 | 95 | 41,8 | 6 280 | 449 |
| UPN 300 | 300 | 100 | 46,2 | 8 030 | 535 |
| UPN 320 | 320 | 100 | 59,5 | 10 870 | 679 |
| UPN 350 | 350 | 100 | 60,6 | 12 840 | 734 |
| UPN 380 | 380 | 102 | 63,1 | 15 760 | 829 |
| UPN 400 | 400 | 110 | 71,8 | 20 350 | 1 020 |
Source : EN 10034 (IPE, HEA, HEB), EN 10024 (IPN), EN 10279 (UPN). Masse volumique acier 7 850 kg/m³ (NF EN 1993-1-1, §3.2.6). Tolérance ±2,5 %. Compilation : Mehdi Kabbaj, Ingénieur Génie Civil — mise à jour .
Nuances d'acier S235, S275, S355 — résistances et usages
La nuance d'acier (Grade) détermine sa limite élastique fy et sa résistance ultime fu, définies par la norme NF EN 10025. La masse du profil est indépendante de la nuance (7 850 kg/m³ pour toutes les nuances), mais la charge admissible varie proportionnellement à fy. Choisir la bonne nuance est donc un levier économique majeur, selon Mehdi Kabbaj, Ingénieur Génie Civil.
Mc,Rd = Wpl,y × fy / γM0
Où : fy = limite élastique (MPa) | γM0 = 1,0 (valeur AN française) | Wpl,y = module plastique (cm³)
La nuance S355 permet de réduire la section d'environ 35 % par rapport au S235 pour une même charge.
| Nuance | fy (MPa) t≤16mm | fu (MPa) | E (MPa) | γM0 | Usage courant |
|---|---|---|---|---|---|
| S235 | 235 | 360–510 | 210 000 | 1,0 | Structures courantes, portées < 6 m, bâtiment résidentiel |
| S275 | 275 | 430–580 | 210 000 | 1,0 | Constructions industrielles, portées 6–10 m, menuiserie métallique |
| S355 | 355 | 470–630 | 210 000 | 1,0 | Grandes portées > 8 m, structures lourdes, charpentes industrielles |
| S460 | 460 | 550–720 | 210 000 | 1,0 | Structures à haute performance, ponts, ossatures très chargées |
Impact pratique de la nuance sur le choix du profil
Pour un moment de calcul MEd = 100 kN·m :
- En S235 : Wy,min = 100 000 / 235 × 10³ = 426 cm³ → IPE 360 (Wy = 904 cm³, ratio 0,47) ou IPE 330 (Wy = 713 cm³, ratio 0,70)
- En S275 : Wy,min = 100 000 / 275 × 10³ = 364 cm³ → IPE 330 (Wy = 713 cm³) suffit avec ratio 0,51
- En S355 : Wy,min = 100 000 / 355 × 10³ = 282 cm³ → IPE 300 (Wy = 557 cm³) suffit avec ratio 0,51 — une section de moins
Le surcoût d'une nuance S355 (environ +5 à +15 % au kg selon négoce) est souvent rentabilisé par la réduction du poids total de la structure. Mehdi Kabbaj recommande le S355 dès que la portée dépasse 6 m ou que la charge dépasse 15 t.
Vérification de la flèche selon Eurocode 3 (NF EN 1993-1-1, §7.2.1)
La vérification de la flèche est une des deux conditions ELS (État Limite de Service) fondamentales en Eurocode 3. Elle concerne le confort des usagers, la tenue des finitions (cloisons, carrelages) et la visibilité esthétique de la déformation. Mehdi Kabbaj souligne que la flèche est souvent plus dimensionnante que la résistance pour les longues portées.
Formules de calcul de flèche (poutre bi-articulée)
f = 5 × q × L⁴ / (384 × E × I)
Charge concentrée au centre P (kN) :
f = P × L³ / (48 × E × I)
Console (charge répartie) :
f = q × L⁴ / (8 × E × I)
Où : E = 210 000 MPa | I = moment d'inertie Iy (m⁴) | L = portée (m) | f = flèche (m)
Limites de flèche — Annexe Nationale NF EN 1993-1-1/NA (Tableau 1/NA, août 2013)
L'Annexe Nationale française précise les valeurs limites de flèche à respecter selon l'usage de l'ouvrage. Ces valeurs sont obligatoires pour les ouvrages couverts par la réglementation française :
| Cas | Usage / Élément | Limite de flèche totale wₜₚ | Limite flèche nette wₗ |
|---|---|---|---|
| 1 | Toitures non accessibles (neige seule) | L/200 | L/250 |
| 2 | Toitures accessibles (planchers) | L/250 | L/300 |
| 3 | Planchers porteurs (usage courant) | L/250 | L/300 |
| 4 | Planchers supportant des cloisons | L/300 | L/350 |
| 5 | Planchers avec finitions fragiles (carrelage) | L/350 | L/400 |
| 6 | Cloisons en plâtre ou carrelage | L/400 | L/500 |
Tableau charge utile maximale admissible (kN/m) selon profil et portée — limite L/300
Ce tableau, établi par Mehdi Kabbaj selon la formule f = 5qL⁴/(384EI) avec f,max = L/300, donne la charge répartie maximale admissible sur une poutre bi-articulée en termes de flèche uniquement. La vérification de résistance (MEd/Mc,Rd) doit être effectuée séparément.
| Profil IPE | Iy (cm⁴) | L = 3 m | L = 4 m | L = 5 m | L = 6 m | L = 7 m |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IPE 200 | 1 943 | 38,2 kN/m | 16,1 kN/m | 8,3 kN/m | 4,8 kN/m | 3,0 kN/m |
| IPE 240 | 3 892 | 76,6 kN/m | 32,3 kN/m | 16,6 kN/m | 9,6 kN/m | 6,1 kN/m |
| IPE 270 | 5 790 | 114 kN/m | 48,1 kN/m | 24,7 kN/m | 14,3 kN/m | 9,1 kN/m |
| IPE 300 | 8 356 | 164 kN/m | 69,3 kN/m | 35,6 kN/m | 20,6 kN/m | 13,1 kN/m |
| IPE 360 | 16 270 | 320 kN/m | 135 kN/m | 69,3 kN/m | 40,2 kN/m | 25,5 kN/m |
| IPE 400 | 23 130 | 455 kN/m | 192 kN/m | 98,5 kN/m | 57,1 kN/m | 36,2 kN/m |
Formule : qₜₚ = 384 × E × I / (5 × L³ × 1000 × L/300). E = 210 000 MPa. Ces valeurs sont des limites en flèche uniquement — vérifier séparément MEd/Mc,Rd selon §6.2.5 EC3. Source : Mehdi Kabbaj, calcul d'après NF EN 1993-1-1/NA.
Charge admissible par profil — guide de dimensionnement rapide
Ces tableaux de charge admissible ont été établis par Mehdi Kabbaj, Ingénieur Génie Civil, en combinant les vérifications ELU (résistance Mc,Rd selon §6.2.5 EC3) et ELS (flèche L/300 selon Tableau 1/NA). La charge gouvernante est la plus contraignante des deux. Nuance S235 sauf mention contraire. Appui simple bi-articulé.
| Profil | Masse kg/m | L = 3 m | L = 4 m | L = 5 m | L = 6 m | Limite |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IPE 160 | 15,8 | 7,1 | 3,4 | 1,9 | 1,1 | kN/m |
| IPE 200 | 22,4 | 13,9 | 6,7 | 3,7 | 2,2 | kN/m |
| IPE 240 | 30,7 | 23,2 | 11,2 | 6,2 | 3,6 | kN/m |
| IPE 270 | 36,1 | 30,8 | 14,8 | 8,1 | 4,7 | kN/m |
| IPE 300 | 42,2 | 40,0 | 19,3 | 10,6 | 6,1 | kN/m |
| IPE 360 | 57,1 | 64,9 | 31,2 | 17,1 | 9,9 | kN/m |
| IPE 400 | 66,3 | 83,2 | 40,0 | 22,0 | 12,7 | kN/m |
| IPE 450 | 77,6 | 107 | 51,5 | 28,2 | 16,4 | kN/m |
Charge nette admissible (hors poids propre poutre). S235, bi-articulé, ELU+ELS L/300 selon NF EN 1993-1-1/NA. Source : Mehdi Kabbaj. À titre indicatif — note de calcul BET obligatoire pour ouvrage soumis à PC ou décennale.
Choisir entre IPE, IPN, HEA et HEB : guide décision
Mehdi Kabbaj, Ingénieur Génie Civil, résume les différences structurelles et d'usage entre les quatre familles de profilés en I :
| Critère | IPE | IPN | HEA | HEB |
|---|---|---|---|---|
| Norme | EN 10034 | EN 10024 | EN 10034 | EN 10034 |
| Ailes | Parallèles, minces | Inclinées 14% | Parallèles, larges | Parallèles, très larges |
| Usage principal | Poutres plancher/ossature | Rénovation, structures légères | Poteaux, poutres avec charge latérale | Structures lourdes, grands poteaux |
| Résistance au déversement | Faible (âme haute/b étroite) | Faible | Bonne (b = h) | Excellente (b = h, tf épais) |
| Rapport Wy/masse | Meilleur (optimisé flexion) | Inférieur à IPE | Inférieur à IPE | Inférieur à IPE |
| Disponibilité négoce | Courante | Moins courante | Courante | Courante |
Quand choisir chaque profilé ?
- IPE : planchers, passerelles, poutres horizontales sans charge latérale significative, économie de masse maximale. Portées 2–8 m en S235, jusqu'à 12 m en S355 avec vérification déversement.
- IPN : rénovation de bâtiments anciens (remplacer des IPN existants), structures légères, limons d'escalier, petites portées.
- HEA : poteaux, poutres mixtes poteaux-poutres, ossature portique. La largeur de semelle égale à la hauteur (b ≈ h) réduit fortement le risque de déversement. Recommandé par Mehdi Kabbaj pour tout poteau de plus de 3 m.
- HEB : grandes charges concentrées, ossatures industrielles lourdes, portiques à grande portée. Le HEB offre une résistance à la flexion 20–25 % supérieure au HEA de même hauteur, pour +20 % de masse environ.
Un IPE 200 offre Wy = 194 cm³ pour 22,4 kg/m, soit un rapport 8,66 cm³/(kg/m), meilleur que le HEA 200 (369 cm³ pour 42,3 kg/m = 8,72) ou le HEB 200 (570 cm³ pour 61,3 kg/m = 9,30). Le rapport Wy/masse favorise légèrement le HEB sur les grandes sections, mais l'IPE reste économiquement supérieur pour les poutres classiques en flexion uniaxiale.
Section transversale en temps réel — profil calculé coté
Après chaque calcul dans l'onglet Poids, la coupe transversale du profilé sélectionné se redessinne automatiquement avec ses cotes réelles (h, b, tf, tw) selon les données normatives EN 10034 / EN 10024 / EN 10279.
Comment lire la coupe transversale d'un profilé acier
Quatre dimensions caractérisent la section d'une poutre en I ou H selon EN 10034 :
- h (mm) — hauteur totale du profil : c'est la dimension principale qui donne son nom à la référence (IPE 200 = h = 200 mm). Plus h est grand, plus l'inertie Iy augmente.
- b (mm) — largeur des semelles (ailes) : étroite sur IPE (50–220 mm), large sur HEA/HEB (100–300 mm). Une semelle large améliore la résistance au déversement latéral (§6.3.2 EC3).
- tf (mm) — épaisseur de semelle (flange) : plus épaisse sur HEB que HEA pour un même gabarit, ce qui explique le surplus de masse du HEB.
- tw (mm) — épaisseur d'âme (web) : l'âme reprend la majorité de l'effort tranchant. IPE = âme très mince (5,9–12,0 mm), HEB = âme épaisse (8,5–19,0 mm).
Le rapport b/h distingue les familles : IPE (b/h ≈ 0,4–0,55, ailes étroites) vs HEA/HEB (b/h ≈ 0,9–1,0, ailes larges). Plus ce rapport est élevé, plus le profil est efficace en compression et en résistance au déversement. Mehdi Kabbaj recommande les HEA/HEB pour les poteaux et les portiques, et les IPE pour les poutres horizontales en flexion uniaxiale.
Cas pratiques — ouverture mur porteur, plancher ossature, charpente
Ces exemples sont issus de la pratique terrain de Mehdi Kabbaj, Ingénieur Génie Civil, et s'appuient sur les normes EC3 et DTU 32.1. Ils sont fournis à titre indicatif — toute application réelle nécessite une note de calcul complète.
Cas 1 — Ouverture mur porteur de 4 m, plancher béton au-dessus
Contexte : mur de refend porteur, plancher béton 150 mm, surcharge habituelle 250 kg/m², largeur de reprise 3 m. Charge totale estimée : charge permanente (dalle + mur au-dessus) ≈ 800 kg/m + surcharge ≈ 300 kg/m = 1 100 kg/m. Portée L = 4 m.
Moment de calcul (charge répartie, bi-articulé) : MEd = q × L² / 8 = 1,1 × 16 / 8 = 2,2 t·m = 22 kN·m. Module de flexion requis : Wy,min = MEd / (fy / γM0) = 22 000 / (235 × 1,0) × 10³ ≈ 94 cm³ en nuance S235. Un IPE 180 (Wy = 146 cm³) suffit structurellement, mais Mehdi Kabbaj recommande a minima un IPE 200 (Wy = 194 cm³) pour assurer la vérification de la flèche L/300 et le déversement, ainsi qu'une marge de sécurité pour les incertitudes de charge. Note : validation obligatoire par un BET pour tout mur porteur soumis à PC ou assurance décennale.
Cas 2 — Plancher ossature acier, portée 6 m, entrepôt logistique
Contexte : poutres secondaires espacées de 2 m, surcharge logistique 600 kg/m², charge permanente plancher (bac acier + béton) ≈ 200 kg/m². Charge totale : (600 + 200) × 2 = 1 600 kg/m. Portée L = 6 m.
MEd = 1,6 × 36 / 8 = 7,2 t·m = 72 kN·m. En nuance S355 (fy = 355 MPa) : Wy,min = 72 000 / 355 × 10³ ≈ 203 cm³. Un IPE 270 (Wy = 396 cm³, S355) répond au critère de résistance avec ratio MEd/Mc,Rd ≈ 0,51. Vérification flèche indispensable : f = 5 × 1,6 × 6⁴ / (384 × 210 000 × 5 790 × 10⁻₄) ≈ 21 mm (L/300 = 20 mm — à la limite, un IPE 300 sera préféré). Portée > 6 m en S235 : risque déversement (§6.3.2 EC3) — consulter un BET.
Cas 3 — Charpente industrielle, poutre faîtière sur 10 m
Pour les portées dépassant 8 m, la vérification du déversement (flambement latéral par torsion, §6.3.2 EC3) devient critique sur les profils à âme mince (IPE). Mehdi Kabbaj recommande d'utiliser des profilés HEB (semelles larges, meilleure résistance au déversement) ou des sections composées (double IPE soudés en caisson) pour les portées de 8 à 15 m. Le DTU 32.1 impose également des dispositions constructives spécifiques (contreventements, liaisons semelles) qui ne peuvent être définies sans note de calcul BET.
Tableau "ouverture courante → profil recommandé" (charges conventionnelles plancher habitable)
Charges conventionnelles : plancher béton 150 kg/m² + cloisons 100 kg/m² + exploitation 250 kg/m² = 500 kg/m², largeur de reprise 3 m = charge linéique 1 500 kg/m. Nuance S235. Appui simple.
| Ouverture | MEd (kN·m) | Wy min (cm³) | Profil minimum | Remarque |
|---|---|---|---|---|
| 2,5 m | 11,7 | 50 | IPE 140 | Vérifier déversement si non bridé |
| 3,0 m | 16,9 | 72 | IPE 160 | Courant mur porteur léger |
| 4,0 m | 30,0 | 128 | IPE 200 | Standard ouverture porte/baie |
| 5,0 m | 46,9 | 200 | IPE 240 | Vérifier flèche L/300 = 16,7 mm |
| 6,0 m | 67,5 | 287 | IPE 270 | Ajouter contreventement si HEA |
| 7,0 m | 91,9 | 391 | IPE 300 ou HEA 300 | Note BET obligatoire |
| 8,0 m | 120,0 | 511 | HEA 340 ou IPE 360 | Déversement → vérif §6.3.2 EC3 |
Ces valeurs sont indicatives. Un bureau d'études structure reste indispensable pour tout ouvrage soumis à permis de construire ou assurance décennale.
Normes applicables — EN 10034, EN 10024, EN 10025, DTU 32.1
La conception et la vérification des structures métalliques en France s'appuient sur un ensemble de normes européennes et nationales que Mehdi Kabbaj applique systématiquement dans ses analyses :
- NF EN 1993-1-1 (Eurocode 3, partie 1-1) — Règles générales pour les structures en acier. §3.2.6 : masse volumique 7 850 kg/m³ ; §6.2.5 : résistance à la flexion Mc,Rd ; §6.3.2 : déversement ; §7.2.1 et Tableau 1/NA : limites de flèche selon l'Annexe Nationale française (août 2013). Disponible sur AFNOR.org.
- EN 10034 — Tolérances dimensionnelles et de masse pour les profils IPE, HEA, HEB, HEM. Masse garantie ±2,5 %.
- EN 10024 — Tolérances pour les profils IPN (poutrelles à ailes inclinées). Utilisé en France pour les rénovations et structures légères.
- EN 10279 — Tolérances pour les profilés UPN (U européen normalisé, ailes parallèles).
- NF EN 10025 — Produits laminés à chaud en aciers de construction. Définit les nuances S235, S275, S355, S460 avec les exigences de composition chimique, de résistance (fy, fu) et de résilience.
- DTU 32.1 (NF P22-210-1) — Travaux de charpentes et ossatures en acier. Règles nationales complémentaires à l'Eurocode 3 pour la mise en œuvre : dispositions constructives, contreventements, assemblages boulonnés/soudés, protections contre la corrosion et le feu. Ce DTU est obligatoire pour tout ouvrage couvert par la garantie décennale en France.
Pour toute vérification officielle, Mehdi Kabbaj recommande de consulter directement la norme NF EN 1993-1-1 accompagnée de l'Annexe Nationale française (NF EN 1993-1-1/NA — août 2013) qui définit les valeurs nationales recommandées. La Construction Métallique (infosteel.be) publie des guides techniques gratuits conformes Eurocode 3.
FAQ — 12 questions fréquentes sur les poutres métalliques
Comment calculer le poids d'une poutre métallique IPE ou HEA ?
Poids (kg) = masse linéique (kg/m) × longueur (m). La masse linéique est normalisée : IPE 200 = 22,4 kg/m, HEA 200 = 42,3 kg/m, HEB 200 = 61,3 kg/m (EN 10034). La masse volumique de l'acier est de 7 850 kg/m³ selon Eurocode 3 §3.2.6. Tolérance ±2,5 % selon EN 10034.
Quelle est la flèche maximale admissible pour une poutre acier Eurocode 3 ?
Selon l'Annexe Nationale NF EN 1993-1-1/NA (Tableau 1/NA, août 2013) : L/300 pour les planchers porteurs courants, L/350 pour les planchers avec cloisons, L/500 pour les cloisons en plâtre. La formule de vérification est : f = 5qL⁴/(384EI) ≤ L/limite. Le calculateur intégré effectue automatiquement cette vérification.
Quelle est la différence entre IPN, IPE, HEA et HEB ?
IPE : ailes minces parallèles, optimisé pour la flexion, usage planchers et ossatures (EN 10034). IPN : ailes inclinées à 14%, profil ancien, utilisé en rénovation (EN 10024). HEA : ailes larges parallèles (b ≈ h), bonne résistance au déversement, usage poteaux et poutres chargées latéralement. HEB : ailes encore plus épaisses que HEA, résistance maximale, structures industrielles lourdes. Selon Mehdi Kabbaj, l'IPE offre le meilleur rapport Wy/masse pour les poutres en flexion simple.
Combien pèse un IPE 200 par mètre ?
Un IPE 200 pèse 22,4 kg/m selon la norme EN 10034. Pour une portée de 6 m : 22,4 × 6 = 134,4 kg. Avec galvanisation à chaud (+0,7 %) : ≈ 135,4 kg. Le moment d'inertie Iy = 1 943 cm⁴ et le module élastique Wy = 194 cm³. À comparer : HEA 200 = 42,3 kg/m (Wy = 369 cm³), HEB 200 = 61,3 kg/m (Wy = 570 cm³), IPN 200 = 26,2 kg/m (Wy = 214 cm³).
Quel profil choisir pour ouvrir un mur porteur de 4 mètres ?
Pour une ouverture de 4 m avec plancher béton au-dessus (charges courantes, environ 1 100 kg/m) en nuance S235 : un IPE 200 (Wy = 194 cm³) est le minimum structurel. Mehdi Kabbaj recommande l'IPE 220 (Wy = 252 cm³) pour intégrer la vérification de flèche L/300 avec une marge confortable. Toute ouverture de mur porteur requiert une note de calcul signée par un bureau d'études structure — responsabilité décennale engagée.
Quelle est la différence entre S235 et S355 pour une poutre acier ?
La nuance détermine la limite élastique : S235 = 235 MPa, S355 = 355 MPa. Le poids est identique (7 850 kg/m³). La nuance S355 permet de réduire la section d'environ 35 % pour une même charge. Exemple : MEd = 100 kN·m → IPE 300 en S355 (Wy = 557 cm³, ratio 0,55) vs IPE 360 en S235 (Wy = 904 cm³, ratio 0,47). Selon Mehdi Kabbaj, le S355 est recommandé pour les portées dépassant 6 m ou les charges supérieures à 15 t. Norme : NF EN 10025.
Quel est le poids d'une poutre HEA 200 de 6 mètres ?
Un HEA 200 pèse 42,3 kg/m (EN 10034). Pour 6 m : 42,3 × 6 = 253,8 kg. Iy = 3 692 cm⁴, Wy = 369 cm³. Pour comparaison, une HEA 300 de 6 m pèse 88,3 × 6 = 529,8 kg avec Wy = 1 060 cm³. Le calculateur en haut de page effectue automatiquement ces calculs pour tous les profils HEA de 100 à 1000.
Comment vérifier la résistance MEd/Mc,Rd d'une poutre acier ?
Selon §6.2.5 de l'Eurocode 3 (NF EN 1993-1-1) : Mc,Rd = Wpl,y × fy / γM0, avec γM0 = 1,0 (valeur AN française). Le module plastique Wpl,y ≈ 1,1 × Wy,el pour les profils I de classe 1/2. La vérification est satisfaite si MEd ≤ Mc,Rd. Le calcul MEd se fait à partir des charges appliquées (ELU) selon la combinaison 1,35G + 1,5Q. Mehdi Kabbaj rappelle que cette vérification seule ne suffit pas — déversement (§6.3.2) et flèche ELS doivent aussi être contrôlés.
Qu'est-ce que le déversement d'une poutre acier ?
Le déversement (ou flambement latéral par torsion, §6.3.2 EC3) est un instabilité qui peut se produire sur les poutres à âme haute (IPE, IPN) lorsque la semelle comprimée n'est pas maintenue latéralement. Pour les portées > 6 m et les IPE 270 à 600, la vérification du déversement est obligatoire selon Eurocode 3. Selon Mehdi Kabbaj, l'utilisation de HEB ou de profilés contreventés permet d'éviter ce phénomène pour les grandes portées. Cette vérification requiert une note de calcul BET.
Quelle est la tolérance de masse sur les profilés acier ?
La tolérance sur la masse des profilés laminés est de ±2,5 % selon EN 10034 (IPE, HEA, HEB), EN 10024 (IPN) et EN 10279 (UPN). Pour une commande de 100 m d'IPE 200 (2 240 kg nominal), la masse réelle peut varier de 2 184 à 2 296 kg. Cette tolérance doit être prise en compte dans les calculs de charge propre de la structure.
Comment peser une poutre métallique galvanisée ?
La galvanisation à chaud ajoute une couche de zinc d'environ 85 μm, soit environ 600 g/m² sur chaque face selon EN ISO 1461. Pour un profilé IPE 200 avec périmètre de section ≈ 0,6 m : ajout ≈ 0,6 × 0,6 = 0,36 kg/m, soit +1,6 % de masse. Dans la pratique, Mehdi Kabbaj utilise une majoration forfaitaire de 0,7 % pour les profils courants IPE/HEA, et jusqu'à 1,2 % pour les sections à grand périmètre (HEB, UPN).
Qu'est-ce que le DTU 32.1 et s'applique-t-il à mon chantier ?
Le DTU 32.1 (NF P22-210-1 — Charpentes et ossatures en acier) fixe les règles nationales de mise en œuvre complémentaires à l'Eurocode 3 en France. Il s'applique à tous les ouvrages de charpente métallique couverts par la garantie décennale (assurance construction obligatoire). Selon Mehdi Kabbaj, ce DTU impose notamment des dispositions relatives aux assemblages boulonnés (classes de boulons, serrage), aux contreventements, à la protection contre la corrosion et au feu. Pour toute ossature métallique soumise à permis de construire, l'application du DTU 32.1 en complément d'une note de calcul EC3 est obligatoire.
Comment calculer le poids d'une poutre métallique ?
La formule de calcul du poids d'une poutre métallique est simple et normalisée. Selon l'Eurocode 3 (NF EN 1993-1-1, §3.2.6), la masse volumique de l'acier de construction est de 7 850 kg/m³. Chaque profil laminé possède une masse linéique (en kg/m) définie par la norme EN 10034 (IPE, HEA, HEB), EN 10024 (IPN) ou EN 10279 (UPN).
Poids (kg) = masse linéique (kg/m) × longueur (m)
Exemple : IPE 200 de 4,5 m = 22,4 × 4,5 = 100,8 kg
Exemple : HEA 300 de 6 m = 88,3 × 6 = 529,8 kg
La masse linéique est calculée à partir de la section transversale du profil : masse = section (cm²) × 7,85 g/cm × 0,1. Elle est tabulée dans les normes européennes et garantie avec une tolérance de ±2,5 % selon EN 10034. La masse volumique exacte de 7 850 kg/m³ est spécifiée au §3.2.6 (1) de la NF EN 1993-1-1, qui précise également le module d'élasticité E = 210 000 MPa et le module de cisaillement G = 81 000 MPa.
Pour les poutres galvanisées (galvanisation à chaud), Mehdi Kabbaj, Ingénieur Génie Civil spécialisé en structures métalliques, recommande d'ajouter 0,5 à 1 % de masse (couche de zinc ≈ 85 μm = 600 g/m² selon EN ISO 1461). Ce calcul s'effectue après la détermination du poids de base en acier nu.