Profils structurels acier : formes standard, propriétés et sélection pour la conception
L'acier structurel se décline en une gamme normalisée de profils laminés à chaud et formés à froid. La connaissance de leurs géométries, propriétés mécaniques et domaines d'emploi est fondamentale pour l'ingénieur concepteur. Ce guide répertorie les formes principales et leurs usages.
Profils laminés à chaud (Rolled Sections) — Normes EN 10365, EN 10279, ASTM A6
1. Profilés à ailes parallèles (H / W / UB / UC)
- HEA (Light) / HEB (Standard) / HEM (Heavy) : ailes parallèles, épaisseur constante. Gamme H 100-1000 mm. Standard européen poteaux/poutres.
- W-Shapes (Wide Flange) US : W 4×13 à W 44×335 (hauteur pouces × lb/ft). Équivalents HEB/HEM.
- UB (Universal Beam) / UC (Universal Column) UK : UB = aile large (poutre), UC = aile ≈ hauteur (poteau).
- Propriétés : Wₑₗ, Wₚₗ, Iᵧ, I_z, iᵧ, i_z, A, module torsion, surface peinture.
2. Profilés à ailes inclinées (IPE / IPN)
- IPE (European I-Beam) : ailes inclinées 14 %, H 80-600 mm. Remplacé par HEA/HEB pour neuf. Rénovation, pannes, poutres secondaires.
- IPN (ancien) : ailes inclinées, largeur aile = 0,42 H. Obsolète.
3. Profilés en T (Tee / WT / ST)
- Découpés longitudinalement dans l'âme de HEA/HEB/IPE/W (WT = cut from W, ST = cut from S/IPE).
- Section asymétrique → centre de gravité décentré, torsion sous charge excentrée.
- Usages : corbeaux, longerons, renforts, membrures treillis, poutres de rive.
4. Profilés en U / C (Channel / UPN / UPE / C-Shapes)
- UPN (European Channel) : ailes inclinées, H 50-400 mm.
- UPE (Parallel Flange Channel) : ailes parallèles, équivalent UPN mais plus efficace. Standard moderne.
- C-Shapes (US) : MC, C. Ailes parallèles ou inclinées.
- Usages : pannes, girts, longerons, linteaux, treillis, rails, chariots.
- Attention : centre de cisaillement ≠ centre gravité → torsion sous charge transversale.
5. Profilés en L (Angle / L-Shapes)
- Égaux (L a×a×e) ou inégaux (L a×b×e). EN 10056-1. Aciers S235-S355.
- Usages : contreventements (diagonales), membrures treillis, connecteurs, raidisseurs, échelles, garde-corps.
- Résistance traction/compression simple, mais flambement flexible (axe mineur).
6. Tubes et profils creux (HSS - Hollow Structural Sections)
- Carrés (SHS) / Rectangulaires (RHS) / Circulaires (CHS) : EN 10210 (sans soudure / formés à chaud) / EN 10219 (formés à froid).
- Propriétés : section fermée → haute torsion, rayon giration égal tous axes, pas de flambement torsionnel, esthétique, facilité connexion.
- Usages : poteaux, poutres, treillis spatiaux, arcs, poteaux éclairage, chariots, structures architecturales.
- Remplissage béton possible (CFT) → capacité/feu accrus.
7. Profilés en Z / Sigma / Omega (Purlins / Girts formés à froid)
- Tôle galvanisée pliée (1,5-3,0 mm). Hauteur 100-350 mm.
- Ossature secondaire : pannes (toit), girts (mur). Légers, économiques, pré-percés.
- Non structurels primaires (sauf petits bâtiments).