Poids d’un tube carré ou rectangulaire en aluminium
Tube carré ou rectangulaire en alliage d’aluminium : 12 dimensions courantes avec la masse au mètre, et un calculateur pour vos propres dimensions. L’aluminium pèse moins de 35 % de l’acier de même section.
Dimensions courantes et masse au mètre
| Dimension, mm | Section, mm² | kg/m |
|---|---|---|
| 15×15×2 | 104 | 0,28 |
| 20×20×2 | 144 | 0,39 |
| 25×25×2 | 184 | 0,50 |
| 30×30×2 | 224 | 0,60 |
| 40×20×2 | 224 | 0,60 |
| 40×40×2 | 304 | 0,82 |
| 40×40×3 | 444 | 1,20 |
| 50×30×2 | 304 | 0,82 |
| 50×50×3 | 564 | 1,52 |
| 60×40×3 | 564 | 1,52 |
| 60×60×3 | 684 | 1,85 |
| 80×80×4 | 1 216 | 3,28 |
D’où vient ce chiffre
La section se calcule ainsi : F = a·b − (a − 2t)·(b − 2t). Pour 40×40×3 mm, cela donne 444 mm² ; avec une masse volumique de 2,70 g/cm³, on obtient 1,20 kg/m.
L’aluminium se soude en TIG en courant alternatif ou avec un dévidoir et du fil aluminium ; la couche d’oxyde fond vers 2 050 °C, bien au-dessus du métal lui-même, et doit être enlevée à la brosse inox juste avant le soudage. Le détail est dans le soudage de l’aluminium.
Calculer à la main la masse d’un tube carré ou rectangulaire
La formule F = a·b − (a − 2t)·(b − 2t) retranche le vide intérieur du rectangle plein. Développée, elle se simplifie en F = 2·t·(a + b − 2t) — le périmètre mesuré à mi-épaisseur de la paroi, multiplié par l’épaisseur. La seconde forme est plus facile à faire de tête.
Exemple : tube 60×40×3, longueur de 6 m.
- Aire : 2 · 3 · (60 + 40 − 6) = 6 · 94 = 564 mm². Vérification avec la première formule : 2400 − 54·34 = 2400 − 1836 = 564 mm².
- Masse au mètre : 564 × 2,70 / 1000 = 1,523 kg/m.
- Une longueur de 6 m : 1,523 × 6 = 9,14 kg. Un fagot de 20 longueurs fait environ 183 kg — bon à savoir avant de décharger.
La seconde forme montre aussi pourquoi la paroi pèse le plus : un tube 80×80×4 a une section de 1 216 mm² et pèse 3,283 kg/m, alors qu’avec une paroi de 2 mm il pèserait à peine plus de la moitié. Les dimensions extérieures font varier la masse de façon linéaire, la paroi aussi — mais la paroi change généralement par millimètres entiers, ce qui sur les sections minces représente des dizaines de pour cent.
Tube aluminium ou tube acier : ce que vous gagnez vraiment
Le même tube 60×40×3 pèse 4,427 kg/m en acier et 1,523 kg/m en aluminium — soit 0,344 de la masse de l’acier. Mais le tube aluminium est trois fois plus souple : le module d’élasticité de l’aluminium est de 70 000 MPa, celui de l’acier de 210 000 MPa. Il y a deux façons de compenser, et elles aboutissent à des masses très différentes :
- Une paroi plus épaisse à cote extérieure identique. La rigidité d’une section à paroi mince augmente à peu près proportionnellement à la paroi : il faudrait donc une paroi trois fois plus épaisse. La masse serait presque la même que pour l’acier (3 × 0,344 ≈ 1,03) — aucun gain.
- Une cote extérieure plus grande à paroi identique. La rigidité croît avec le cube de la dimension : agrandir la section d’environ 1,44 fois suffit. La masse est alors à peu près la moitié de celle de l’acier (1,44 × 0,344 ≈ 0,50).
Conclusion pratique : quand on remplace l’acier par de l’aluminium dans un cadre, on prend plus grand, pas plus épais. Il s’agit d’une vérification de flèche ; la capacité portante des éléments de structure relève du bureau d’études, selon l’EN 1999-1-1. La même relation pour la tôle est traitée dans le calculateur de tôle aluminium.
En quel alliage sont faits les tubes carrés et rectangulaires
Les tubes sont des profilés filés, le plus souvent en alliages de la série 6xxx. Le tableau des masses volumiques du site présente le 6060 comme l’alliage des profilés filés et des structures légères, et le 6082 comme celui des profilés de structure et des tôles à plus haute résistance ; tous deux ont une masse volumique de 2,70 g/cm³, le tableau ci-dessus s’applique donc sans correction. Seul un alliage hors de cette série change la donne : un tube 60×40×3 en 7075 (2,81 g/cm³) pèserait 1,585 kg/m, soit 4,1 % de plus — mais le tableau indique que le 7075 n’est pas soudable, il ne convient donc pas aux cadres soudés.
Souder des tubes carrés et rectangulaires : points de vigilance
- Parois minces et perçage. Les tubes de 2 mm se soudent généralement en TIG en courant alternatif ; l’aluminium évacue vite la chaleur puis surchauffe brusquement, et percer dans un angle est facile.
- Métal d’apport pour un alliage 6xxx. D’après le tableau des métaux d’apport du site, l’ER 4043 résiste mieux à la fissuration à chaud sur les alliages 6xxx ; l’ER 5356 donne une soudure plus résistante et garde sa couleur après anodisation, mais n’est pas recommandé en service au-dessus de 65 °C.
- Oxyde. Brosse inox juste avant le soudage, y compris à l’intérieur du bord si le tube est coupé d’onglet.
- Adoucissement près de la soudure. Les alliages 6xxx perdent de la résistance dans la zone affectée thermiquement — dans les structures porteuses, le calcul en tient compte.
La technique complète — courant, gaz, préparation — se trouve sur la page souder l’aluminium, et le calculateur de poids de l’aluminium traite toutes les formes à la fois. Les tubes ronds ont leur propre page : tube aluminium.
Erreurs courantes avec les tubes carrés et rectangulaires
- Cote intérieure au lieu de la cote extérieure. Les tubes se désignent par leurs dimensions extérieures ; 40×40×2, c’est 40 mm hors tout, pas l’intérieur.
- Angles pris vifs. Les vrais tubes ont des angles arrondis, leur section est donc un peu plus petite que ne le donne la formule — le résultat est légèrement majoré, ce qui est sans danger pour une estimation.
- Paroi estimée au jugé. Un tube 40×40×3 pèse presque une fois et demie un 40×40×2 (444 contre 304 mm²) ; mesurez au pied à coulisse avant de commander.
- Masse volumique de l’acier restée dans le calculateur. Un résultat 2,91 fois trop élevé signifie que le champ matériau est encore sur l’acier.
Questions fréquentes
L’alliage change-t-il le poids ?
Très peu. La masse volumique des alliages d’aluminium va de 2,66 à 2,80 g/cm³, et les calculs courants retiennent 2,70. Sur une palette entière, l’écart est inférieur à la tolérance de laminage : 2,70 suffit pour un devis et pour le transport.
Pourquoi le résultat diffère-t-il du poids indiqué par le négociant ?
Parce que la tolérance dimensionnelle joue dans les deux sens, et que la tôle comme le profilé sortent rarement à l’épaisseur nominale exacte. Sur une paroi mince, l’écart atteint quelques pour cent — commandez au poids avec une marge.
Pourquoi un tube 40×40×2 pèse-t-il autant qu’un 50×30×2 ?
Parce que la section d’un tube rectangulaire dépend du périmètre et de la paroi, pas du rapport entre les côtés : 2·t·(a + b − 2t). Les deux ont des côtés dont la somme fait 80 mm et une paroi de 2 mm, donc 304 mm² et 0,821 kg/m. Ils diffèrent par la rigidité, pas par la masse.
Un profilé aluminium à rainures se calcule-t-il avec la même formule ?
Non. Les profilés de système comportent des rainures, des chambres et des nervures qu’aucune formule fondée sur les cotes extérieures ne peut rendre. Prenez leur masse dans la fiche technique du fabricant ou à partir de l’aire de la section A : kg/m = A[cm²] × 0,27.
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