Masse volumique de l’acier, de l’aluminium, du cuivre et de l’inox : tableau
La masse volumique de l’acier est de 7850 kg/m³ (7,85 g/cm³) : un mètre cube pèse 7,85 t et une tôle de 1 mm, 7,85 kg/m². L’inox 304 fait 7900 kg/m³, le 316, 8000, l’aluminium, 2700, le cuivre, 8960, le laiton, 8500, la fonte, 7200, et le titane, 4510. Ci-dessous, chaque métal en kg/m³, en g/cm³ (le même chiffre qu’en kg/dm³), en kilos par mètre carré de tôle de 1 mm, en kN/m³ et en lb/in³, avec les nuances d’inox et les alliages d’aluminium et de cuivre dans des tableaux à part. Ce sont les valeurs qu’utilisent les calculateurs de poids du site.
Réponse courte
Masse = volume × masse volumique. Une tôle de 1 mm pèse autant de kilos au mètre carré que la masse volumique en g/cm³ : acier 7,85 kg/m², aluminium 2,70, inox 304 7,90. Une tôle de 2000×1000×3 mm pèse donc 47,1 kg en acier et 16,2 kg en aluminium. Le poids volumique est une autre grandeur : 77,0 kN/m³ pour l’acier — voir masse volumique, poids volumique et densité.
Masse volumique des métaux : tableau récapitulatif
Les colonnes répètent un même chiffre dans des unités différentes. g/cm³, kg/dm³ et t/m³ sont numériquement égaux : l’acier vaut 7,85 dans les trois, et mille fois plus en kg/m³. La masse de 1 m² de tôle de 1 mm en kilos redonne le même chiffre, d’où une colonne « tôle » identique à la colonne g/cm³. kN/m³ est le poids volumique ρ·g (g = 9,81 m/s²), c’est-à-dire la charge d’un mètre cube.
| Métal | Nuance, norme | kg/m³ | g/cm³ = kg/dm³ | Tôle de 1 mm, kg/m² | kN/m³ | lb/in³ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Acier au carbone | S235–S355, EN 1993-1-1 | 7850 | 7,85 | 7,85 | 77,0 | 0,284 |
| Inox 304 | 1.4301, 1.4307, 1.4541 | 7900 | 7,90 | 7,90 | 77,5 | 0,285 |
| Inox 316 | 1.4401, 1.4404, 1.4571 | 8000 | 8,00 | 8,00 | 78,5 | 0,289 |
| Inox 430 (ferritique) | 1.4016 | 7700 | 7,70 | 7,70 | 75,5 | 0,278 |
| Fonte | fonte grise | 7200 | 7,20 | 7,20 | 70,6 | 0,260 |
| Aluminium | 1050A, 6060, 6082 | 2700 | 2,70 | 2,70 | 26,5 | 0,098 |
| Cuivre | cuivre pur | 8960 | 8,96 | 8,96 | 87,9 | 0,324 |
| Laiton | valeur du calculateur | 8500 | 8,50 | 8,50 | 83,4 | 0,307 |
| Bronze à l’étain | CuSn8 (CW453K) | 8800 | 8,80 | 8,80 | 86,3 | 0,318 |
| Titane | Grade 2 | 4510 | 4,51 | 4,51 | 44,2 | 0,163 |
| Zinc | zinc-titane, EN 988 | 7200 | 7,20 | 7,20 | 70,6 | 0,260 |
| Plomb | plomb laminé, EN 12588 | 11 340 | 11,34 | 11,34 | 111,2 | 0,410 |
Les calculateurs du site utilisent les valeurs de l’acier au carbone (7,85), de l’inox selon la nuance (7,90 et 8,00), de l’aluminium (2,70), du cuivre (8,96), du laiton (8,50), du titane (4,51) et de la fonte (7,20). L’acier à 7850 kg/m³ est la valeur de calcul de l’EN 1993-1-1. Le bronze, le zinc et le plomb ne figurent dans aucun calculateur, d’où les sources : CuSn8 8,80 d’après le tableau de l’EN 12167 et des fiches de fabricants (8,79–8,8) ; zinc-titane 7,20 d’après les données de tôle d’un fabricant selon l’EN 988 ; plomb 11,34 d’après le tableau des codes de l’EN 12588, où le code 4 correspond à 1,80 mm et 20,41 kg/m².
Masse volumique de l’inox par nuance (EN 10088-1)
La famille 304 (1.4301, 1.4307, 1.4541) fait 7,90 g/cm³, les nuances au molybdène 316, 316L et 316Ti font 8,00, le ferritique 430, 7,70, et le duplex 2205, 7,80. Les valeurs viennent des propriétés physiques indicatives de l’EN 10088-1, recoupées avec deux tableaux de distributeurs.
| Numéro EN | AISI | Structure | kg/m³ | g/cm³ = kg/dm³ | Tôle de 1 mm, kg/m² | Par rapport au 304, % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.4301 (X5CrNi18-10) | 304 | austénitique | 7900 | 7,90 | 7,90 | 0 |
| 1.4307 (X2CrNi18-9) | 304L | austénitique | 7900 | 7,90 | 7,90 | 0 |
| 1.4541 (X6CrNiTi18-10) | 321 | austénitique | 7900 | 7,90 | 7,90 | 0 |
| 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2) | 316 | austénitique | 8000 | 8,00 | 8,00 | +1,3 |
| 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2) | 316L | austénitique | 8000 | 8,00 | 8,00 | +1,3 |
| 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2) | 316Ti | austénitique | 8000 | 8,00 | 8,00 | +1,3 |
| 1.4016 (X6Cr17) | 430 | ferritique | 7700 | 7,70 | 7,70 | −2,5 |
| 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3) | 2205 | duplex | 7800 | 7,80 | 7,80 | −1,3 |
L’écart vient des éléments d’alliage. Le nickel (8,9 g/cm³) et le molybdène (10,2) sont plus lourds que le fer (7,87), le chrome (7,2) est plus léger. L’austénitique 316, avec 10–13 % de Ni et 2–2,5 % de Mo, est donc le plus lourd, et le ferritique 430, avec 16–18 % de Cr et sans nickel, est plus léger que l’acier au carbone. Concrètement, une tôle de 316L pèse 1,3 % de plus que la même en 304 et 1,9 % de plus qu’une tôle d’acier. Le calculateur de poids de l’inox change de masse volumique avec la nuance.
Masse volumique des alliages d’aluminium
L’aluminium pur et les alliages de profilés courants 6060/6082 font 2,70 g/cm³. Le magnésium abaisse la masse volumique (5083, 5754), le manganèse, le cuivre et le zinc l’augmentent (3003, 7075). Les désignations suivent l’EN 573-3 ; les masses volumiques sont des valeurs typiques de fiches d’alliage, et deux tableaux indépendants s’accordent à 0,01 g/cm³ près.
| Alliage | Usage typique | kg/m³ | g/cm³ = kg/dm³ | Tôle de 1 mm, kg/m² | Par rapport à 2,70, % |
|---|---|---|---|---|---|
| EN AW-1050A | Aluminium commercialement pur, tôle, habillage | 2700 | 2,70 | 2,70 | 0 |
| EN AW-3003 | Tôle emboutie, échangeurs de chaleur | 2730 | 2,73 | 2,73 | +1,1 |
| EN AW-5083 | Structures soudées, cuves, coques de bateaux | 2660 | 2,66 | 2,66 | −1,5 |
| EN AW-5754 | Tôle de construction, résistance à la corrosion | 2670 | 2,67 | 2,67 | −1,1 |
| EN AW-6060 | Profilés filés, structures légères | 2700 | 2,70 | 2,70 | 0 |
| EN AW-6082 | Profilés et tôles de construction, résistance plus élevée | 2700 | 2,70 | 2,70 | 0 |
| EN AW-7075 | Aéronautique, pièces chargées, non soudable | 2810 | 2,81 | 2,81 | +4,1 |
Tous les calculateurs d’aluminium du site comptent avec 2,70. Une tôle de 1500×3000×3 mm (13,5 dm³) donne 36,5 kg ; en 5083 la même tôle pèse 35,9 kg, en 7075, 37,9 kg. Pour un devis, 2,70 suffit ; pour la masse d’une grande structure en 7075, prenez la valeur de l’alliage. Formats et poids de tôles : calculateur de tôle d’aluminium.
Cuivre, laiton et bronze
Les calculateurs prennent 8,96 g/cm³ pour le cuivre — la valeur du cuivre pur — et 8,50 pour le laiton. Les nuances du commerce sont un peu plus légères :
| Alliage | Numéro EN | De quoi il s’agit | kg/m³ | g/cm³ = kg/dm³ | Tôle de 1 mm, kg/m² |
|---|---|---|---|---|---|
| Cu-ETP | CW004A | cuivre électrolytique : jeux de barres, tôle | 8930 | 8,93 | 8,93 |
| Cu-DHP | CW024A | cuivre désoxydé au phosphore : tubes, tôle à braser et à souder | 8940 | 8,94 | 8,94 |
| Cu-DHP, EN 1057 | CW024A | tube selon l’EN 1057 : la masse volumique du tableau des masses de la norme | 8900 | 8,90 | 8,90 |
| CuZn37 | CW508L | laiton de pliage et d’emboutissage | 8440 | 8,44 | 8,44 |
| CuZn39Pb3 | CW614N | laiton de décolletage, barres pour le tour | 8470 | 8,47 | 8,47 |
| CuZn40 | CW509L | métal Muntz : tôle et barres | 8400 | 8,40 | 8,40 |
| CuSn8 | CW453K | bronze phosphoreux : ressorts, bagues | 8800 | 8,80 | 8,80 |
Pour une tôle de Cu-ETP, le calculateur surestime de 0,3 %, pour le laiton CuZn40, de 1,2 % au plus. Le tube EN 1057 se calcule à 8,90, la masse volumique du tableau des masses de la norme : le tube 15×1 pèse 0,391 kg/m. Masses volumiques des nuances d’après les fiches Bikar, Aalco, Kipp et Diehl ; CuSn8 d’après l’EN 12167 et les fiches Kemper et Bikar. Dimensions et poids : calculateur de poids du cuivre, calculateur de poids du laiton.
Exemple : tôle de 2000×1000×3 mm en acier et en aluminium
Volume : 2 m × 1 m × 0,003 m = 0,006 m³ (6 dm³). Acier : 0,006 × 7850 = 47,1 kg. Aluminium : 0,006 × 2700 = 16,2 kg, soit 2,9 fois moins. Inox 304 : 47,4 kg ; 316L : 48,0 kg ; cuivre : 53,8 kg.
La règle d’atelier donne le même résultat sans passer par les mètres cubes : kg/m² = épaisseur en mm × masse volumique en g/cm³. Pour 3 mm d’acier, 3 × 7,85 = 23,55 kg/m², fois 2 m² = 47,1 kg. Pour les profilés : kg/m = section en mm² × masse volumique / 1000. Autres formats et lots entiers : calculateur de poids de tôle.
Masse volumique, poids volumique et densité
La masse volumique ρ est la masse par unité de volume, en kg/m³. Le poids volumique γ = ρ·g est le poids de ce volume, en N/m³ : pour l’acier, 7850 × 9,81 = 77,0 kN/m³. L’EN 1991-1-1 (annexe A) donne les métaux en kN/m³ pour le calcul des charges : acier 77,0–78,5, aluminium 27,0, cuivre 87–89, laiton et bronze 83–85, fonte 71,0–72,5, zinc 71–72, plomb 112–114. Le 78,5 de l’acier n’est rien d’autre que 7850 × 10, avec g arrondi à 10.
En français, la densité est un rapport sans unité : la masse volumique divisée par celle de l’eau, 1000 kg/m³. La densité de l’acier est donc 7,85, celle de l’aluminium 2,70 — le même chiffre qu’en g/cm³, sans unité. Les vieux tableaux donnent aussi un « poids spécifique » en kgf/m³, de même valeur numérique que la masse volumique en kg/m³ : 7850.
- 1 g/cm³ = 1 kg/dm³ = 1 t/m³ = 1000 kg/m³
- lb/in³ = g/cm³ × 0,0361 ; lb/ft³ = kg/m³ × 0,0624 (acier 490 lb/ft³)
- kN/m³ = kg/m³ × 0,00981
Où servent ces masses volumiques : les calculateurs de poids
Chaque calculateur ci-dessous utilise exactement la masse volumique des tableaux ci-dessus : le chiffre de cette page et le résultat du calculateur concordent toujours.
- Acier, 7,85 g/cm³: Poids de l’acier, Poids des tôles, Fer plat acier, Rond et carré acier, Tubes et profils creux, Poids des poutrelles, Poids des UPN, Poids des cornières, Fer à béton, Poids de la tôle larmée
- Inox, 7,90 ou 8,00 g/cm³ selon la nuance: Poids de l’inox, Tôle inox, Tube inox, Rond inox
- Aluminium, 2,70 g/cm³: Poids de l’aluminium, Tôle d’aluminium, Tube carré aluminium, Tube rond aluminium, Cornière aluminium, Plat aluminium, Rond aluminium
- Cuivre 8,96 et laiton 8,50 g/cm³: Poids du cuivre, Poids du laiton
- Fil sur bobine : acier 7,85, aluminium 2,70, cuivre et bronze 8,80: Longueur de fil sur bobine
Questions fréquentes
Quelle est la masse volumique de l’acier ?
7850 kg/m³, soit 7,85 g/cm³ — la valeur de calcul de l’EN 1993-1-1 pour l’acier de construction. Un mètre cube pèse 7,85 t, une tôle de 1 mm 7,85 kg/m². Sa densité est 7,85.
Quelle est la masse volumique de l’aluminium ?
2700 kg/m³ (2,70 g/cm³) pour l’aluminium pur et les alliages 6060/6082. Le 5083 fait 2,66, le 5754, 2,67, le 7075, 2,81. L’aluminium est 2,9 fois plus léger que l’acier à dimensions égales.
Pourquoi l’inox est-il plus lourd que l’acier ordinaire ?
À cause du nickel (8,9 g/cm³) et du molybdène (10,2), plus lourds que le fer. Le 304 fait 7,90 g/cm³, le 316 au molybdène 8,00, contre 7,85 pour l’acier au carbone. Le ferritique 430, sans nickel, est plus léger : 7,70.
Quelle différence entre masse volumique, poids volumique et densité ?
La masse volumique est une masse par volume (kg/m³), le poids volumique un poids par volume (kN/m³) : γ = ρ·g, soit 77,0 kN/m³ pour l’acier à 7850 kg/m³. La densité est le rapport à l’eau, sans unité : 7,85.
Comment calculer le poids d’une tôle avec la masse volumique ?
Longueur (m) × largeur (m) × épaisseur (mm) × masse volumique (g/cm³) = kg. Tôle de 2000×1000×3 : 2 × 1 × 3 × 7,85 = 47,1 kg en acier, 2 × 1 × 3 × 2,70 = 16,2 kg en aluminium.
L’acier fait-il 7,85 ou 7,87 g/cm³ ?
7,87, c’est le fer pur ; pour l’acier au carbone, l’EN 1993-1-1 et les tableaux de masses retiennent 7,85. L’écart de 0,25 % est inférieur à la tolérance d’épaisseur de n’importe quelle tôle.
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