La charge que supporte un caillebotis dépend d'abord de sa portée libre, mesurée dans le sens des barres porteuses entre deux appuis, puis de la hauteur et de l'épaisseur de ces barres. Allonger la portée de 20 % double presque la flèche sous une même charge répartie.
Aucune règle simple ne remplace un tableau de charges établi pour la référence exacte. Les principes ci-dessous expliquent pourquoi, et comment lire ces tableaux avec discernement.
Sens porteur, seule direction qui travaille en flexion
Un caillebotis est un ensemble de poutres parallèles, les barres porteuses, maintenues par des entretoises. Seules les porteuses franchissent la distance entre appuis ; les entretoises répartissent les charges et stabilisent les barres. Le panneau doit donc être posé avec ses porteuses perpendiculaires aux appuis. Tourné d'un quart de tour, il repose sur ses entretoises et ne porte pratiquement plus rien.
La cote du panneau mesurée dans le sens porteur n'est pas toujours la première indiquée : selon les gammes, elle figure en tête ou en second, ou se repère par une flèche sur le plan. La fiche fiche technique de caillebotis explique comment la repérer sans erreur.
Portée libre, longueur d'appui et rives
La portée libre est la distance entre les nus intérieurs de deux appuis consécutifs. La longueur du panneau dans le sens porteur vaut cette portée augmentée de deux longueurs d'appui. Chaque fabricant fixe une longueur d'appui minimale, à respecter même en tenant compte des tolérances de fabrication et de pose.
La plupart des tableaux supposent un panneau sur deux appuis simples. Un panneau continu sur trois appuis subit théoriquement un moment et une flèche plus faibles, mais ce gain suppose que l'appui central reste en contact, ce qu'une ossature déformée ou un calage imprécis ne garantit pas. Les bords parallèles au sens porteur posent un autre problème : une charge placée près d'un bord libre est reprise par moins de barres qu'au centre du panneau.
Influence de la section et de la portée
Pour une barre rectangulaire d'épaisseur e et de hauteur h, la résistance en flexion varie comme e × h² et la rigidité comme e × h³. Côté sollicitations, une charge répartie produit un moment proportionnel au carré de la portée et une flèche proportionnelle à sa puissance quatrième ; une charge concentrée au centre produit un moment proportionnel à la portée et une flèche proportionnelle à son cube.
| Paramètre modifié | Effet sur la résistance ou le moment | Effet sur la rigidité ou la flèche |
|---|---|---|
| Épaisseur des porteuses multipliée par 2 | résistance × 2 | rigidité × 2 |
| Hauteur des porteuses multipliée par 2 | résistance × 4 | rigidité × 8 |
| Hauteur portée de 30 à 40 mm | résistance × 1,78 | rigidité × 2,37 |
| Entraxe des porteuses ramené de 34 à 30 mm | résistance × 1,13 | rigidité × 1,13 |
| Portée × 1,2 sous charge répartie | moment × 1,44 | flèche × 2,07 |
| Portée × 1,2 sous charge concentrée centrée | moment × 1,2 | flèche × 1,73 |
Ces rapports découlent de la résistance des matériaux et valent à matériau et procédé identiques. Ils montrent qu'un gain de hauteur de barre est bien plus efficace qu'un gain d'épaisseur, et qu'une petite erreur de portée a de grosses conséquences. Le resserrement de la maille, détaillé dans la fiche mailles de caillebotis, agit de façon seulement proportionnelle.
Charge répartie, charge concentrée, charge roulante
Les tableaux distinguent au moins deux cas. La charge uniformément répartie, exprimée en kN/m², représente la foule, le stockage léger ou les équipements posés sur une grande surface. La charge concentrée, exprimée en kN, s'applique sur une petite surface carrée dont les dimensions sont précisées dans le tableau ; elle représente un pied de machine, un appui d'échelle ou un colis. L'EN 1991-1-1 fixe des valeurs de l'une et de l'autre pour chaque catégorie d'usage des bâtiments, et l'EN ISO 14122-2 des exigences propres aux plateformes et passerelles d'accès aux machines, présentées dans la fiche exigences de l'EN ISO 14122-2.
Les deux cas ne se convertissent pas l'un dans l'autre. Le moment dû à une charge répartie croît avec le carré de la portée, celui d'une charge concentrée seulement avec la portée : aux faibles portées, c'est souvent la charge concentrée qui dimensionne, aux grandes portées la charge répartie. Les charges roulantes, avec leurs effets dynamiques et leur charge à la roue, relèvent d'une autre approche décrite dans la fiche caillebotis carrossable.
Critère de flèche et confort de marche
Pour une barre sur deux appuis simples sous charge répartie q, la flèche au centre vaut 5 q L⁴ / (384 E I), où L est la portée, E le module d'élasticité et I le moment d'inertie de la section. Un panneau peut résister sans rompre tout en fléchissant assez pour gêner la marche ou créer une marche entre deux panneaux voisins inégalement chargés. Les tableaux des fabricants indiquent le critère retenu, souvent exprimé en fraction de la portée, parfois assorti d'une valeur maximale en millimètres. Deux tableaux bâtis sur des critères différents ne se comparent pas directement.
Lire un tableau de charges sans l'extrapoler
- Vérifier que le tableau correspond au procédé, au matériau, à la maille et à la section de porteuse de la référence.
- Repérer le type de charge, la surface d'application de la charge concentrée et le critère de flèche.
- Lire la colonne de portée égale ou immédiatement supérieure à la portée réelle, jamais une portée inférieure.
- Contrôler si les valeurs incluent des coefficients de sécurité ou s'il s'agit de charges de service.
- Signaler au fabricant ou au bureau d'études toute découpe, trémie ou encoche, qui réduit le nombre de barres actives.
Extrapoler au-delà de la dernière colonne, transposer le tableau d'un pressé vers un électroforgé ou d'un acier vers un aluminium, ou additionner des charges de natures différentes conduit à des erreurs que les rapports du tableau précédent rendent vite importantes. Les découpes et leurs renforts sont traités dans la fiche caillebotis sur mesure.
À retenir la portée se mesure dans le sens des porteuses, entre nus d'appuis, et pèse plus que tout autre paramètre. Seul le tableau du fabricant, lu pour la portée réelle et le bon type de charge, donne une valeur admissible.
Dimensionnement : trois points qui reviennent
- Doubler l'épaisseur des barres double-t-il la charge admissible ?
- En principe, la résistance en flexion double, tout comme la rigidité. En pratique, toutes les épaisseurs ne sont pas disponibles pour toutes les hauteurs, et augmenter la hauteur est bien plus efficace à masse égale. Le tableau de la référence épaissie reste à consulter.
- Un panneau continu sur trois appuis peut-il être compté plus résistant ?
- La théorie le permet, mais la plupart des tableaux sont établis sur deux appuis. Sans note de calcul tenant compte de la continuité et sans garantie d'un appui central réel, la valeur sur deux appuis reste la référence.
- Les entretoises participent-elles à la résistance ?
- Très peu dans le sens porteur. Elles répartissent une charge ponctuelle entre plusieurs barres et empêchent les porteuses de se déverser, ce qui conditionne indirectement la capacité sous charge concentrée.
Les fiches de dimensionnement sont réunies dans la rubrique mailles, charges et portées.
Sources : EN 1991-1-1 (Eurocode 1, charges d'exploitation des bâtiments) ; EN ISO 14122-2 (plateformes et passerelles) ; formules classiques de la résistance des matériaux pour la poutre sur deux appuis.
