Escalier en acier : calculateur de marches et de limons
Indiquez la hauteur à monter et le giron, et le calculateur renvoie le nombre de marches, la hauteur de marche réelle, le giron en plan, la longueur du limon et toute la fiche de débit.
Un exemple chiffré : 2400 de hauteur, 900 de large
Une volée jusqu’à l’étage suivant : 2400 mm de hauteur à monter, 900 mm de large, une hauteur de marche visée de 180 mm, un giron de 280 mm, limons et cadres de marches en 60×40×2.
| Repère | Profilé | Longueur, mm | Qté |
|---|---|---|---|
| Limon | 60x40x2 | 4360 | 2 |
| Marche, face avant | 60x40x2 | 900 | 13 |
| Marche, côté | 60x40x2 | 280 | 26 |
La masse est calculée sans les rayons d’angle du profilé, elle ressort donc de deux à trois pour cent sous celle des tableaux normalisés. Aucune marge n’est ajoutée pour le trait de scie ni pour les erreurs de coupe : à l’achat, ajoutez une longueur commerciale.
Treize marches sur 2400 mm donnent une hauteur de marche réelle de 184,6 mm, et non les 180 demandés. C’est normal : la hauteur s’ajuste à un nombre entier de marches, et non l’inverse.
Des marches égales, c’est de la sécurité, pas de l’esthétique
On monte un escalier sans regarder : le pied mémorise la hauteur dès la deuxième ou la troisième marche. Une marche qui diffère d’un centimètre casse ce rythme, et c’est précisément sur elle qu’on trébuche. Donc :
- Toutes les hauteurs de marche égales. Un écart de plus de 5 mm dans une volée est un défaut, pas une tolérance.
- La dernière marche ne rattrape pas le reste. Si la hauteur ne se divise pas exactement, changez le nombre de marches, pas la hauteur de la dernière.
- Le palier d’arrivée est aussi une marche : son niveau doit tomber dans le même rythme.
2h + b = 600…650 mm (réglementation polonaise § 68, DIN 18065), où h est la hauteur de marche et b le giron.
Avec 185 et 280, cela donne 650 : la limite haute, un peu raide, acceptable en extérieur. En intérieur, 170
et 290 donnent 630 et se montent nettement plus facilement. Le calculateur affiche les deux
valeurs.
Limons
- Une entrée de trois à cinq marches — du 60×40×2 suffit.
- Une volée complète — du 100×50×3 ou un profilé en U de 100 à 120. À masse égale, un profilé en U est plus rigide en flexion, c’est pourquoi on l’emploie.
- Marches — un cadre en cornière 40×40 portant un caillebotis, de la tôle ou du bois. Une tôle pleine de 4 mm sur toute la volée ajoute environ cent kilos et n’est presque jamais nécessaire.
Réglages de soudage
Il y a ici plus d’assemblages que dans tout autre projet de cette rubrique : environ quatre-vingts dans une volée de treize marches. Ils sont tous identiques, et c’est le cas où un gabarit et un soudage en série s’amortissent. Les valeurs sont les mêmes que sur la page souder du tube carré ; le calculateur ci-dessus affiche la ligne correspondant à l’épaisseur de paroi choisie.
| Paroi, mm | Profilé | MIG/MAG | Électrode enrobée |
|---|---|---|---|
| 1,2 | 20×20, 20×40 | 0,8 mm · 50–70 A · 16–17 V | 2,0 mm · 50–65 A, soudage par cordons discontinus |
| 1,5 | 40×20, 40×40 | 0,8 mm · 70–90 A · 17–18 V | 2,0 mm · 55–70 A, soudage par cordons discontinus |
| 2,0 | 40×40, 60×40 | 0,8 mm · 90–110 A · 17–19 V | 2,5 mm · 70–90 A |
| 3,0 | 60×40, 80×40 | 0,8–1,0 mm · 120–140 A · 19–21 V | 3,2 mm · 90–120 A |
| 4,0 | 80×40, 100×50 | 1,0 mm · 140–170 A · 19–21 V | 3,2 mm · 110–140 A |
Matériaux et masse, pièce par pièce
L’exemple ci-dessus — 2400 mm de hauteur, 900 mm de largeur, tube 60×40×2 — se décompose ainsi :
- Deux limons de 4360 mm. C’est l’hypoténuse d’un giron total de 3640 mm (13 marches de 280) et d’une hauteur de 2400 mm. La pente de la volée est d’environ 33°.
- Cadres de marches : 13 barres avant de 900 mm et 26 pièces latérales de 280 mm.
- 27,7 m de tube au total à 3,01 kg le mètre — environ 84 kg sans les marches.
Pièce par pièce : un limon pèse environ 13 kg, un cadre de marche (barre avant plus deux côtés) environ 4,4 kg. Sans les marches, la volée entière se porte à deux, ce qui est une bonne raison de la souder à l’atelier et de l’amener finie sur le chantier. Un plancher en tôle de 4 mm sur les 3,28 m² de la volée ajouterait environ 103 kg. Les 80 assemblages et 16 m de soudure demandent environ 0,3 kg de fil ou 0,44 kg d’électrodes. Un limon de 4360 débité dans une barre de 6 m laisse une chute de 1640, qui donne cinq pièces latérales ; le plan complet se fait le plus facilement dans l’optimiseur de débit.
Outillage nécessaire
- Un poste à souder capable de 90–110 A en MIG ou de 70–90 A avec une électrode de 2,5 — largement suffisant pour une paroi de 2 mm.
- Une meuleuse d’angle ou une tronçonneuse : un escalier n’a que deux coupes d’onglet — le haut et le bas de chaque limon ; tout le reste est coupé d’équerre.
- Un gabarit de marche — un triangle de contreplaqué dont les côtés font 184,6 et 280 mm. C’est avec lui que vous tracez le limon, et non avec un mètre ruban d’une marche à l’autre.
- Un plan plat plus long que le limon : deux tréteaux et une poutre, ou le sol de l’atelier, plus des serre-joints, une équerre et un niveau.
- Des chevilles pour la platine de pied et la fixation en haut.
Tracer les limons et pointer
Le principal piège du traçage est l’erreur cumulée. Mesurez chaque marche à partir de la précédente et un millimètre par marche devient un centimètre en haut de la volée. Donc :
- Calculez le pas le long du limon : 4360 mm sur 13 marches, soit environ 335 mm.
- Prenez chaque repère depuis un seul zéro — le pied du limon : 335, 671, 1006… — jamais depuis le dernier repère.
- Tracez les deux limons ensemble, côte à côte, extrémités alignées : une marche de travers entre les limons se voit tout de suite.
L’assemblage commence par les deux limons sur un plan plat : posez-les parallèles à la largeur de la volée, vérifiez les diagonales du rectangle formé par les marches d’extrémité et bridez. Pointez ensuite les cadres de marche du bas et du haut — ils fixent la géométrie — puis tous les autres. Pointez chaque cadre en deux points de chaque côté et vérifiez-le tout de suite au niveau, en travers : une marche qui penche en arrière ou en avant ne peut plus être corrigée une fois soudée.
Ordre des opérations avec les réglages
- Débiter selon la fiche. Limons, barres avant, côtés ; ébavurez et nettoyez les zones à souder jusqu’au métal brillant.
- Coupes d’onglet des limons. Le bas est coupé à l’horizontale pour que le limon repose à plat sur le sol, le haut pour porter sur le palier ou la dalle.
- Pointage sur les repères comme ci-dessus, en réglant le niveau de chaque marche.
- Soudage complet. Paroi de 2 mm partout, un seul réglage : fil de 0,8 mm, 90–110 A, 17–19 V, ou électrode de 2,5 mm à 70–90 A. Si les limons sont plus épais — 100×50×3, comme recommandé pour un étage complet — le réglage suit quand même la paroi mince du cadre, avec l’arc dirigé vers le limon. L’assemblage cadre-limon est une soudure d’angle, c’est donc la technique de la soudure d’angle qui compte ici.
- Appuis. En bas, une platine pour les chevilles soudée sur tout le pourtour aux extrémités des limons ; en haut, une cornière d’appui ou une patte sur la dalle.
- Nettoyer, apprêter, peindre, puis poser les marches ou les planches.
Comment garder les limons droits
Quatre-vingts assemblages, tous sur une seule face du limon — l’intérieur. Soudez les marches dans l’ordre, de bas en haut, et les soudures intérieures tirent le limon en courbe : la volée se referme vers l’intérieur. Ce qui y remédie :
- Alterner les limons : une marche à gauche, la même marche à droite.
- Commencer au milieu de la volée et aller vers les extrémités plutôt que de partir du bas.
- Garder les limons bridés sur le plan jusqu’à leur refroidissement complet ; contrôlez l’écartement au mètre ruban en haut, en bas et au milieu.
- Souder les faces de l’assemblage tour à tour — dessus de la barre, dessous, puis les extrémités — et non en un seul cordon continu autour de l’assemblage.
Peinture et finition
Un escalier est touché par les mains et les pieds, donc les soudures à portée d’une paume ou d’un pied sont meulées à ras au disque à lamelles. Ensuite, l’ordre habituel : dégraisser, primaire anticorrosion, deux couches de laque, soudures et arêtes passées au pinceau séparément en premier. Sur les escaliers extérieurs, bouchez les extrémités ouvertes des tubes — l’eau dans un limon le fait rouiller de l’intérieur. La tôle larmée ou le caillebotis est antidérapant de lui-même ; une tôle lisse ou une marche peinte en extérieur est glissante, surtout en hiver.
Combien de temps cela prend
De tous les projets de cette rubrique, celui-ci demande le plus de soudage : 80 assemblages et 16 m de soudure, contre 32 assemblages pour l’abri de voiture. C’est pourquoi un gabarit s’amortit — une butée dans laquelle chaque cadre de marche tombe sans essayage. Où passe le temps :
- Débiter 41 pièces et les ébavurer — une part réelle du travail, même si presque toutes les coupes sont d’équerre.
- Tracer et pointer — l’étape qui compte le plus ; se presser ici coûte plus cher que se presser au soudage.
- Soudage complet, en alternant les limons, avec des pauses pour refroidir.
- Meulage des soudures là où vont les mains et les pieds, primaire, peinture — avec les temps de séchage de la fiche du produit.
Les différentes conceptions — à limons, à noyau central, hélicoïdal — sont passées en revue sur la page escaliers en acier.
Ce qui gâche d’ordinaire le travail
| Ce qui a mal tourné | Cause | Comment l’éviter |
|---|---|---|
| Le cadre s’est vrillé | Soudures faites l’une après l’autre du même côté | Alternez les angles, soudez par courts cordons |
| Les diagonales sont inégales | Personne ne les a contrôlées avant de pointer | Mesurez les deux diagonales deux fois |
| Paroi percée | Trop de courant pour 1,2–1,5 mm | Baissez le courant, soudez par cordons discontinus avec des pauses |
| Angle soudé d’un seul côté | Gain de temps | Soudez des deux côtés partout où l’assemblage reprend la charge dans deux directions |
| Rouille de l’intérieur en moins d’un an | Extrémités ouvertes | Mettez des bouchons, ou soudez-les |
Erreurs de débutant sur un escalier
- Hauteur prise sur des sols bruts. La hauteur se mesure du sol fini du bas au sol fini du haut. Une chape ou un carrelage oublié donne à la première ou à la dernière marche une hauteur différente.
- Marches oubliées dans les calculs. Si une planche se pose sur chaque cadre, raccourcissez le pied du limon de son épaisseur. Sinon la première marche sera plus haute que les autres de cette épaisseur, et la dernière plus basse.
- Tracer au mètre ruban de marche en marche. L’erreur s’accumule ; prenez chaque repère depuis un seul zéro.
- Un limon terminé en premier. Il se courbe, et le second ne correspond plus. Soudez les limons en alternance.
- Une marche de haut « de rattrapage ». La hauteur restante ne se met pas dans la dernière marche — changez plutôt le nombre de marches.
Questions fréquentes
Pourquoi la hauteur de marche réelle diffère-t-elle de celle que j’ai demandée ?
Parce que le nombre de marches est un nombre entier. Pour 2400 mm de hauteur à monter avec une hauteur de marche visée de 180 mm, on obtient 13,33 marches : le calculateur arrondit à 13 et la hauteur réelle devient 184,6 mm. C’est ainsi qu’on procède — toutes les marches doivent être identiques, et une dernière marche de hauteur différente est la cause de chute la plus courante.
Quel rapport entre le giron et la hauteur de marche est le bon ?
La règle du pas confortable : 2h + b doit tomber entre 600 et 650 mm — la plage de la réglementation polonaise du bâtiment (§ 68 : 0,60–0,65 m) et de la DIN 18065 (59–65 cm). Avec 180 et 280, on obtient 640, un pas aisé. Avec 200 et 250, on arrive à 650 : la somme est sur la limite haute, et une hauteur de marche de 200 mm rend la volée raide — jugez donc aussi la hauteur de marche pour elle-même.
En quoi sont faits les limons ?
Pour une entrée de trois ou quatre marches, du 60×40×2 suffit. Pour une volée complète, prenez du 100×50×3 ou un profilé en U de 100 à 120 : le limon travaille en flexion sur toute sa longueur, et là le tube perd face au profilé en U à masse égale.
Comment tracer un limon d’escalier en acier ?
Au pas mesuré le long du limon, et non au giron : la longueur du limon divisée par le nombre de marches. Pour 2400 mm de hauteur, 13 marches et un giron de 280 mm, cela donne 4360 / 13 ≈ 335 mm. Prenez chaque repère depuis le pied du limon avec un seul mètre ruban, et tracez les deux limons ensemble, côte à côte.
Quels réglages pour souder un escalier en tube 60×40×2 ?
Paroi de 2 mm : fil de 0,8 mm, 90–110 A, 17–19 V, ou électrode de 2,5 mm à 70–90 A. Si les limons sont plus épais que les cadres, réglez quand même pour la paroi mince et gardez l’arc sur la pièce la plus épaisse.
Pourquoi le limon s’est-il déformé après le soudage ?
Toutes les soudures des marches sont sur la face intérieure du limon et le tirent du même côté. Alternez : une marche sur le limon gauche, puis la même sur le droit, en partant du milieu de la volée, les limons bridés sur un plan plat jusqu’au refroidissement complet.
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