Le poids d'un caillebotis acier se calcule à partir de la section des barres porteuses, de leur nombre par mètre et de la masse volumique de l'acier, 7 850 kg/m³. Un panneau de 1 000 x 1 000 mm en barres de 30 x 3 mm et maille 30 x 30 pèse ainsi un peu plus de 30 kg avant galvanisation.
Principe : volume d'acier multiplié par la masse volumique
Un caillebotis se décompose en éléments simples : les barres porteuses, les entretoises, la ceinture de rive et, le cas échéant, le revêtement de zinc. Chaque élément se calcule comme un volume d'acier multiplié par la masse volumique. Pour éviter les erreurs d'unité, il est commode de travailler en centimètres : une section en cm² multipliée par une longueur de 100 cm donne des cm³, et l'acier pèse 7,85 g par cm³, soit 7,85 kg par dm³.
La masse au mètre carré s'obtient en multipliant la masse linéique d'une barre par le nombre de barres par mètre, qui vaut 1 000 divisé par l'entraxe en millimètres. Les entraxes sont expliqués dans la fiche mailles de caillebotis.
Exemple détaillé : panneau 1 000 x 1 000 en 30 x 3, maille 30 x 30
Hypothèses : caillebotis pressé en acier non allié, barres porteuses de 30 mm de hauteur et 3 mm d'épaisseur à l'entraxe de 30 mm, entretoises de 10 x 2 mm à l'entraxe de 30 mm, ceinture de rive en plat de 30 x 3 mm sur les deux extrémités des porteuses. Les dimensions d'entretoise varient selon les fabricants ; celles-ci servent d'exemple.
- Section d'une porteuse : 3,0 cm × 0,3 cm = 0,90 cm².
- Masse d'un mètre de porteuse : 0,90 cm² × 100 cm = 90 cm³ ; 90 × 7,85 g = 706,5 g, soit 0,71 kg/m.
- Nombre de porteuses par mètre : 1 000 / 30 = 33,3.
- Masse des porteuses au mètre carré : 33,3 × 0,7065 = 23,55 kg.
- Section d'une entretoise : 1,0 cm × 0,2 cm = 0,20 cm², soit 20 cm³ et 157 g par mètre.
- Masse des entretoises au mètre carré : 33,3 × 0,157 = 5,23 kg.
- Ceinture de rive : deux plats de 1 m à 0,71 kg/m, soit 1,41 kg pour le panneau.
- Total brut : 23,55 + 5,23 + 1,41 = 30,2 kg environ.
Les porteuses représentent à elles seules près de 80 % de la masse. Les entretoises, plus minces, comptent pour moins d'un cinquième, et la rive pour quelques pour cent sur un panneau d'un mètre carré, davantage sur un petit panneau.
Masse de zinc apportée par la galvanisation
Le zinc se calcule à partir de la surface développée, c'est-à-dire la somme des faces de toutes les barres. Une porteuse de 30 x 3 mm présente un périmètre de 2 × (30 + 3) = 66 mm, soit 0,066 m² par mètre ; avec 33,3 barres, cela fait 2,20 m² par mètre carré de panneau. Les entretoises de 10 x 2 mm ajoutent 2 × (10 + 2) = 24 mm de périmètre, soit 0,80 m². La surface développée atteint donc environ 3,0 m² pour un mètre carré de caillebotis.
Pour des pièces de 1,5 à 3 mm d'épaisseur, l'EN ISO 1461 exige une épaisseur moyenne de revêtement d'au moins 55 µm, ce qui correspond à environ 395 g de zinc par m². Le calcul donne 3,0 × 0,395 = 1,2 kg de zinc, soit environ 4 % de la masse d'acier. La prise de zinc réelle dépasse souvent ce minimum, en particulier aux croisements et sur les arêtes ; le poids galvanisé indiqué par le fabricant fait foi. Les caractéristiques du revêtement sont développées dans la fiche caillebotis en acier galvanisé.
| Élément | Données de l'exemple | Masse (kg) |
|---|---|---|
| Barres porteuses | 30 x 3 mm, entraxe 30 mm | 23,6 |
| Entretoises | 10 x 2 mm, entraxe 30 mm | 5,2 |
| Ceinture de rive | 2 plats de 30 x 3 mm, 1 m chacun | 1,4 |
| Zinc | 55 µm moyen sur environ 3 m² développés | 1,2 |
| Panneau galvanisé | 1 000 x 1 000 mm | 31,4 environ |
Transposer le calcul à d'autres références
La méthode se décline par simples proportions, à condition de modifier un seul paramètre à la fois :
- porteuses de 30 x 2 mm au lieu de 30 x 3 : masse des porteuses multipliée par 2/3 ;
- porteuses de 40 x 3 mm : masse des porteuses multipliée par 4/3 ;
- entraxe des porteuses de 34 mm au lieu de 30 : nombre de barres multiplié par 30/34, soit environ 0,88 ;
- entretoises rondes ou torsadées d'électroforgé : section calculée par π × d² / 4 sur le diamètre nominal ;
- inox : masse volumique d'environ 7 900 kg/m³ pour le 1.4307 et 8 000 kg/m³ pour le 1.4404, selon l'EN 10088-1 ;
- aluminium : environ 2 700 kg/m³, soit un panneau 2,9 fois plus léger à géométrie égale, comme le montre la fiche caillebotis aluminium.
Poids et résistance : deux grandeurs distinctes
Deux panneaux de même masse peuvent porter très différemment. Une barre de 40 x 2 mm et une barre de 27 x 3 mm ont presque la même section, 80 et 81 mm², mais la première est environ 2,2 fois plus rigide en flexion parce que la rigidité dépend du cube de la hauteur. Le poids au mètre carré renseigne sur la manutention et la charge permanente ; la capacité portante se lit dans le tableau de charges, comme l'explique la fiche charge et portée.
Conséquences pour la manutention et la structure
Le même calcul appliqué à un panneau de 2 000 x 1 000 mm donne environ 60 kg en brut. À partir de tels poids, la pose à la main devient une opération à deux personnes ou à l'aide d'un moyen de levage. Le Code du travail encadre la manutention manuelle des charges dans ses articles R4541-1 et suivants, et la norme NF X35-109 propose des valeurs de référence pour l'évaluation du risque ; un découpage en panneaux plus petits facilite souvent la maintenance ultérieure.
Le poids propre des panneaux entre aussi dans la charge permanente de l'ossature. Sur une passerelle, il s'ajoute à celui des limons, des garde-corps et des équipements, comme le décrit la fiche passerelles industrielles. Pour le levage, les élingues se passent sous les porteuses et jamais sous une seule entretoise, qui pourrait se déboîter sur un panneau pressé.
Poids d'un caillebotis : vérifications avant de retenir une référence
- Pourquoi le poids réel diffère-t-il du calcul ?
- Les tolérances d'épaisseur des plats, la prise de zinc supérieure au minimum normatif, les cordons de soudure et la ceinture de rive sur quatre côtés font varier le résultat de quelques pour cent. Le calcul sert d'estimation ; la fiche du fabricant donne la valeur à retenir.
- Le poids au mètre carré permet-il de comparer deux offres ?
- Il permet de comparer la quantité d'acier, pas la capacité portante. À masse égale, la référence aux barres les plus hautes est la plus rigide. Les deux offres se comparent sur leurs tableaux de charges, pour la même portée.
- Comment estimer rapidement un caillebotis aluminium ?
- En multipliant le résultat obtenu en acier par 2 700 / 7 850, soit environ 0,34, pour la même géométrie. Comme les barres aluminium sont en général plus hautes pour compenser leur moindre rigidité, l'écart réel est plus faible.
Les autres fiches de dimensionnement figurent dans la rubrique mailles, charges et portées.
Sources : masse volumique de l'acier de 7 850 kg/m³ (EN 1991-1-1) ; EN ISO 1461 (épaisseurs et masses minimales de revêtement) ; EN 10088-1 (masses volumiques des aciers inoxydables) ; Code du travail, articles R4541-1 et suivants ; NF X35-109.
