Le tube est le profilé le plus efficace de la construction légère, et la raison tient en une phrase : dans une pièce qui fléchit, la matière située près du centre ne sert presque à rien. Le tube la supprime et la reporte à la périphérie. Voici ce que cela change concrètement, et comment calculer ce que vous commandez.
Pourquoi un tube bat une barre pleine
La rigidité en flexion d'une pièce dépend de son moment quadratique, qui croît avec le carré de la distance de la matière à l'axe neutre. Une fibre située à 20 mm du centre contribue quatre fois plus qu'une fibre à 10 mm.
Conséquence : la matière proche de l'axe est quasiment inutile en flexion. L'évider et la redistribuer en périphérie augmente la rigidité sans ajouter un gramme.
Le calcul est spectaculaire. Comparons deux pièces de section identique, donc de même poids au mètre :
| Pièce | Section | Moment quadratique | Rigidité relative |
|---|---|---|---|
| Rond plein Ø 20 mm | 314 mm² | 7 854 mm⁴ | 1 × |
| Tube Ø 40 mm, ép. 2,7 mm | 314 mm² | 54 978 mm⁴ | 7 × |
À poids strictement égal, le tube est sept fois plus rigide. C'est l'une des rares situations en construction où l'on gagne sans contrepartie — hormis le prix au kilo, un peu plus élevé pour un tube que pour une barre pleine.
Les tubes de structure relèvent de EN 10219 pour les profils formés à froid, et de EN 10210 pour les profils finis à chaud.
Calculer le poids au mètre
Les trois formules découlent du même principe : surface de la section (en mm²) × 0,00785.
Tube rond — diamètre extérieur D, épaisseur t
kg/m = 0,0247 × t × (D − t)
Exemple, tube Ø 42,4 × 2,6 : 0,0247 × 2,6 × 39,8 = 2,55 kg/m
Tube carré — côté a, épaisseur t
kg/m = 0,0314 × t × (a − t)
Exemple, tube 50 × 50 × 3 : 0,0314 × 3 × 47 = 4,43 kg/m
Tube rectangulaire — côtés a et b, épaisseur t
kg/m = 0,0157 × t × (a + b − 2t)
Exemple, tube 80 × 40 × 3 : 0,0157 × 3 × 114 = 5,37 kg/m
Une réserve importante : ces formules considèrent des angles vifs. Or les tubes carrés et rectangulaires formés à froid ont des congés aux quatre angles, qui retirent un peu de matière. Le résultat calculé est donc légèrement supérieur au poids réel — de l'ordre de 2 à 4 % sur les petites sections, où le rayon de congé est proportionnellement plus important. Pour un chiffrage, retenez la valeur du catalogue producteur ; pour une estimation, la formule suffit largement.
Quelle forme pour quel usage
Tube rond. Le plus rigide à poids égal, et le seul qui se comporte identiquement dans toutes les directions. Idéal pour les poteaux libres, les garde-corps, les mâts, les structures tubulaires. Son défaut est pratique : tout assemblage bout à bout demande une découpe en gueule de loup, et rien ne s'y fixe à plat.
Tube carré. Le compromis le plus employé en menuiserie métallique. Presque aussi performant que le rond, mais avec quatre faces planes : les coupes sont droites, les soudures d'angle simples, et tout accessoire se visse sans adaptateur. C'est ce qui en fait le profilé par défaut des portails, mobiliers, cloisons et ossatures légères.
Tube rectangulaire. Quand les efforts viennent surtout d'une direction. Posé à plat, il est rigide verticalement et plus souple latéralement. C'est le profilé des traverses, linteaux, plateaux de remorque et pannes — partout où la charge est franchement verticale.
Le point de vigilance : orienter un tube rectangulaire dans le mauvais sens divise sa rigidité par un facteur important. Un 80 × 40 posé « à plat » (80 mm horizontalement) est nettement plus souple que le même tube posé « sur chant » (80 mm verticalement). L'erreur est facile à faire au montage, et coûteuse à corriger.
Noir ou galvanisé : le cas particulier du tube
Le tube pose une question que les profilés pleins ne posent pas : l'intérieur.
Un tube ouvert exposé à la pluie se remplit d'eau. Elle stagne, ne sèche jamais, et corrode le tube de l'intérieur vers l'extérieur — invisible jusqu'à la perforation. C'est la cause première de ruine des garde-corps, portails et clôtures en tube.
Trois réponses complémentaires :
- Obturer les extrémités. Bouchons plastique, platines soudées, ou soudure de fermeture.
- Percer un trou de drainage au point bas de chaque tronçon, pour évacuer la condensation qui se forme de toute façon dans un tube fermé.
- Choisir un tube galvanisé — en vérifiant que la galvanisation couvre bien l'intérieur, ce qui n'est pas le cas de tous les procédés.
Sur un ouvrage extérieur en bord de mer, ces trois mesures ne sont pas redondantes : elles se cumulent.
Questions fréquentes
Comment calculer le poids d'un tube carré ?
kg/m = 0,0314 × épaisseur × (côté − épaisseur), en millimètres. Un tube 50 × 50 × 3 pèse 0,0314 × 3 × 47 = 4,43 kg/m. La formule néglige les congés d'angle et surestime donc légèrement, de 2 à 4 % sur les petites sections.
Comment calculer le poids d'un tube rond ?
kg/m = 0,0247 × épaisseur × (diamètre extérieur − épaisseur), en millimètres. Un tube Ø 42,4 × 2,6 pèse 0,0247 × 2,6 × 39,8 = 2,55 kg/m.
Un tube est-il vraiment plus résistant qu'une barre pleine ?
Plus rigide, oui — nettement. À section et donc à poids égaux, un tube Ø 40 × 2,7 est environ sept fois plus rigide en flexion qu'un rond plein de Ø 20, parce que sa matière est reportée loin de l'axe neutre.
Tube carré ou tube rectangulaire pour un portail ?
Le tube carré dans la plupart des cas : son comportement est identique dans les deux sens, ce qui évite toute erreur d'orientation au montage. Le rectangulaire s'utilise sur les traverses longues, posé sur chant pour mettre sa plus grande dimension dans le sens de la charge.
Les valeurs indiquées dans ce guide sont des repères théoriques issus des normes citées. Elles ne remplacent pas une note de calcul, ni les documents du fabricant. Pour un dimensionnement, faites valider vos hypothèses par un bureau d'études.
