Les poutres en acier structurel IPN et IPE sont des éléments essentiels dans la construction de bâtiments et d’ouvrages de génie civil. Elles sont utilisées pour supporter des charges lourdes et créer des structures résistantes et durables. Ces poutres remplissent donc un rôle majeur pour la solidité et la stabilité des bâtiments. Elles présentent cependant des caractéristiques différentes avec les implications qui en découlent, d’où l’importance de faire le bon choix dès le départ. Découvrons les caractéristiques distinctives des poutres IPE et IPN, ainsi que leur utilisation optimale selon les spécificités du projet.
Introduction aux poutres en acier structurel IPN et IPE
Les poutres en acier sont des éléments structuraux utilisés dans la construction pour supporter des charges et maintenir la stabilité d’un bâtiment. Elles sont souvent utilisées comme poutres principales dans les structures métalliques, mais peuvent également faire office d’éléments de support dans les structures en béton armé. Parmi elles, on distingue notamment les poutres IPN et les poutres IPE.
Les poutres IPN et les poutres IPE sont des structures en acier laminé à chaud, caractérisées par leur forme en « I » qui leur confère une grande résistance et rigidité. Elles sont composées d’une âme centrale et de deux ailes parallèles de taille différente. Les poutres IPN ont des ailes plus larges que celles des poutres IPE, ce qui leur permet de supporter des charges plus importantes.
Les propriétés mécaniques des poutres en acier dépendent principalement du type d’acier utilisé et de la section transversale de la poutre. Les aciers utilisés pour les poutres IPN et IPE sont généralement des aciers laminés à chaud conformes aux normes européennes EN 10025 ou EN 10034, offrant une résistance élevée ainsi qu’une bonne ductilité (elles peuvent être étirées sans se rompre).
Points clés à retenir
Malgré leur relative similarité, quelques différences existent entre ces deux types de poutres en acier structurel. Il convient donc en premier lieu de définir ce qui caractérise chacune des 2 options.
Les différences principales entre les poutres IPE et IPN
Malgré leur rôle relativement similaire, les poutres IPE et IPN présentent cependant quelques différences.
Les poutres IPE se caractérisent en premier lieu par leurs ailes parallèles à l’intérieur comme à l’extérieur et leur hauteur plus importante que celle des IPN, permettant une bonne résistance à la flexion.
Les poutres IPN pour leur part disposent d’ailes inclinées à l’intérieur (pente de 14 %) et parallèles à l’extérieur. La poutre IPN est également plus épaisse que la poutre IPE.
Ces distinctions structurelles influencent directement les capacités portantes et la répartition des charges entre les deux types de poutres.
L’importance de choisir la bonne poutre en fonction des spécificités du projet
Il convient de tenir compte dès le départ des spécificités techniques de votre projet pour choisir le type de poutre le plus adapté afin de garantir la solidité de l’ouvrage. Le choix entre une poutre IPE et IPN dépendra de plusieurs facteurs tels que notamment la charge devant être supportée, la portée nécessaire ou encore les contraintes architecturales liées au bâtiment. Elle doit ainsi garantir non seulement la solidité de la structure mais également sa durabilité dans le temps, afin d’éviter à l’avenir de potentiels problèmes tels que la corrosion, les déformations ou encore les vibrations, en cas d’éléments porteurs inadaptés.
Bon à savoirPour s’assurer que le type de poutre choisi correspond bien aux spécificités de votre projet, il est vivement recommandé de faire appel à un professionnel qualifié tel qu’un ingénieur en structure ou un architecte qui pourra calculer avec précision les charges et les contraintes qui s’appliquent au bâtiment.
Comment choisir ? IPE ou IPN
Pour choisir entre une poutre IPE ou IPN, détaillons les caractéristiques de chacune de ces structures porteuses.
Comprendre les Poutres IPE
Les poutres IPE sont des éléments de structure en acier utilisés dans la construction pour soutenir les charges verticales. Elles font partie de la famille des poutres en I, qui doivent leur nom à leur forme en I inversé.
Les poutres IPE (pour « I à Profil Européen ») disposent d’ailes internes parallèles à l’intérieur et à l’extérieur ainsi que d’un talon vertical. Fabriquées selon des normes européennes précises, elles sont conçues pour résister à des charges importantes tout en restant relativement légères. Elles sont principalement utilisées dans les ossatures métalliques des bâtiments industriels et commerciaux, ainsi que dans les ponts et les passerelles. Au niveau de la construction résidentielle, elles sont également particulièrement adaptées pour la réalisation de structures de toit, de murs porteurs ou encore pour soutenir des sols.
La section transversale d’une poutre IPE est composée d’un flange supérieur, d’un flange inférieur et d’une âme centrale. Les flanges constituent les parties horizontales de la poutre. L’âme est la partie verticale qui relie les deux flanges. Cette conception en forme de I permet à la poutre de résister aux forces de compression et de flexion. Elles sont de ce fait adaptées pour les structures nécessitant une grande rigidité.
Bon à savoirLes dimensions des poutres IPE sont normalisées et sont déterminées par leur hauteur, leur poids par mètre linéaire ainsi que par leur largeur de flange. Par exemple, un IPE 300 aura une hauteur de 300 mms, un poids de 42,2 kg/m et une largeur de flange de 150 mms.
Les poutres IPE offrent plusieurs avantages par rapport à d’autres types de poutres en acier. Elles sont plus légères que les poutres en H, ce qui facilite leur transport et leur manutention sur le chantier. De plus, leurs dimensions normalisées permettent une utilisation plus facile dans la conception des structures.
Explorer les poutres IPN (avantages et projets typiques)
Les poutres IPN (I à Profil Normalisé) sont pour leur part conçues selon une forme parallèle à l’extérieur mais inclinée à l’intérieur. Elles sont composées d’une aile supérieure et d’une aile inférieure, appelées également semelle. Ces ailes sont fixées ensemble par une barre centrale (l’âme), ce qui leur confère des propriétés mécaniques garanties telles que la résistance à la traction, à l’allongement ou encore à l’élasticité.
Les poutres IPN suivent elles aussi des normes de fabrication bien définies par la norme NF EN 10024 datant de 1995. Leurs caractéristiques répondent à des critères précis, notamment en ce qui concerne la symétrie et la largeur identique des semelles. Les parties des ailes qui supportent les charges ont des semelles planes mais avec une pente de 14% vers l’âme pour une meilleure portance. Cette pente conduit à une épaisseur plus importante au centre qu’aux bords.
Les poutrelles IPN sont utilisées pour divers projets de plus ou moins grande ampleur tels que le soutien de constructions métalliques, le maintien de plafonds, le support de planchers ou encore le remplacement de murs porteurs. Elles sont donc couramment utilisées dans les travaux de rénovation résidentiels. Elles peuvent également être employées comme éléments décoratifs pour l’aménagement intérieur.
Comparaison détaillée et applications
Analysons plus en détail ce qui distingue les poutres IPN et IPE pour effectuer le choix le plus pertinent pour votre projet.
Quelles sont leurs principales différences : IPE vs. IPN ?
Les poutres IPN et les poutrelles IPE disposent de caractéristiques relativement similaires avec notamment une résistance élevée à la flexion, à la torsion et à la compression. La principale différence entre les poutres IPN et IPE réside dans la forme de leurs ailes. Les ailes, également appelées semelles, sont les extrémités de la poutre qui se trouvent à la base et au sommet. Pour la poutre IPN, les ailes sont inclinées avec une pente de 14% et leur épaisseur est plus importante au centre qu’aux bords. Pour la poutre IPE, les deux ailes sont parallèles sans aucune inclinaison et leur épaisseur est uniforme du centre jusqu’aux bords.
Les IPN sont légèrement plus robustes que les IPE à dimensionnement similaire à cause de leur ailes inclinées. Du fait de cette conception, la poutre IPN est également un peu plus lourde que la poutrelle IPE, l’épaisseur étant majorée de 14 % au niveau des ailes.
Si ces 2 équipements sont plus ou moins utilisées pour les mêmes applications industrielles et résidentielles (soutien de plafond ou de plancher, remplacement d’un mur porteur), l’utilisation des IPN tend à se réduire aujourd’hui du fait de leur coût plus élevé et d’une gamme dimensionnelle plus limitée par rapport aux poutrelles IPE qui sont plus légères et offrent un choix de dimensions plus large.
Applications et spécifications techniques
Les poutres IPE et IPN sont utilisées pour diverses applications, allant de la construction de bâtiments résidentiels ou industriels à la construction de ponts en passant par la rénovation de sites. Elles peuvent ainsi servir à soutenir des murs, des planchers, des toitures ou toute autre structure qui le nécessite. Elles sont également parfois employées en tant que supports muraux, murs en aile ou même comme colonnes de plancher.
Les poutres IPN sont globalement plus robustes que les poutres IPE. Leurs ailettes inclinées leur permettent en effet de mieux résister aux charges lourdes et aux contraintes dues à la flexion, ce qui explique pourquoi elles sont plus couramment utilisées dans le cadre de projets de rénovation. Fréquemment employées en tant que linteaux soutenant la maçonnerie au niveau des portes et des fenêtres, les poutres IPN jouent en effet un rôle capital dans la stabilité de la structure, notamment au moment de la démolition d’un cloison ou du réaménagement d’un intérieur pour agrandir l’espace.
Les poutres IPE sont quant à elles couramment utilisées dans la construction de nouveaux bâtiments et les projets industriels. Elles peuvent également servir à remplacer des colonnes ou des piliers existants. C’est notamment le cas des poutres IPE en acier galvanisé dont la capacité de soudage et les propriétés anti-corrosion les rendent très compatibles à tous types de construction. Elles peuvent par exemple être utilisées pour créer un plancher ou une mezzanine, comme support principal pour un mur, ou encore pour repenser un pan entier d’une maison.
Questions fréquemment posées sur les poutres IPN et IPE (FAQ)
Les poutres IPE et IPN peuvent-elles être utilisées de manière interchangeable ?
Les poutres IPE et IPN ne peuvent pas être utilisées de manière interchangeable en raison de leurs différences de conception. Les poutres IPN ont une aile plus large, tandis que les poutres IPE ont des ailes parallèles et plus épaisses. Ces variations dans leur structure affectent directement leur capacité à supporter différents types de charges et contraintes.
Quel poids peut supporter un IPE ?
Les poutres IPE sont connues pour leur capacité à supporter des charges importantes. La capacité de charge d’un IPE dépend de sa taille et de sa section transversale. Plus la section transversale est grande, plus la poutre sera capable de supporter un poids élevé. Consultez les tables de charge spécifiques fournies par les fabricants pour déterminer la capacité maximale qu’un IPE peut soutenir en fonction des caractéristiques de votre projet.
Quel poids peut supporter un IPN ?
En général, un IPN peut supporter un poids allant jusqu’à plusieurs tonnes, selon ses dimensions et sa résistance. Là encore, il convient de consulter le tableau de charge IPN en fonction de son profil et de sa longueur. Le calcul des charges pouvant être supportées par une poutre IPN correspond schématiquement au calcul suivant : M = R x Z avec :
- la mesure M qui représente les forces externes s’exerçant sur une section de la poutre ;
- la mesure R qui correspond à la résistance à la traction du matériau ;
- la mesure Z qui désigne la section de la poutre.
