Sommaire
Repérez le métal et la forme, appliquez la formule avec les cotes en mm et la longueur en m, ou lisez directement le poids dans les tableaux de kg/m.
En bref
- Le calcul repose sur la masse volumique : 7 850 kg/m³ pour l’acier, 7 930 kg/m³ environ pour l’inox 304, 2 700 kg/m³ environ pour l’aluminium.
- Pour une tôle d’acier, le repère le plus utile reste 7,85 kg par m² et par mm d’épaisseur.
- Le résultat reste théorique : le tableau du fabricant prime pour les profilés normalisés et les produits finis.
Le point de départ est simple : masse = volume × masse volumique. Le reste, c’est du maniement d’unités. Avec des cotes en mm, des longueurs en m et une masse volumique en kg/m³, il faut tenir le cap, sinon le résultat part dans le décor.
Pour de l’acier, voici des valeurs qu’on peut vérifier à la main.
| Cas courant | Résultat |
|---|---|
| Tôle 2000 × 1000 mm, 2 mm | 31,4 kg la tôle |
| Tôle 2000 × 1000 mm, 3 mm | 47,1 kg la tôle |
| Tube carré 40 × 40 × 2 mm | environ 2,4 kg par mètre |
| Fer plat 40 × 5 mm | environ 1,57 kg par mètre |
| Rond plein de 12 mm | environ 0,89 kg par mètre |
| Cornière 40 × 40 × 4 mm | environ 2,4 kg par mètre |
Si vous ne retenez qu’un chiffre
L’acier de construction pèse 7 850 kg/m³, soit 7,85 g/cm³. Une tôle d’acier pèse 7,85 kg par m² et par mm d’épaisseur. Le résultat est un poids théorique, arrondi au dixième de kg.
- 7 850 kg/m³
- acier de construction
- 7 900 à 8 000 kg/m³ environ
- inox, selon la nuance
- 2 700 kg/m³ environ
- aluminium
- 7,85 kg/m²
- par mm de tôle d’acier
La méthode, sans détour
Une tôle, un plat, un rond ou un tube, c’est toujours le même principe : on calcule un volume, puis on le multiplie par la masse volumique du métal. Pour les profils creux, on retranche le vide.
Le piège classique est le mélange d’unités. Les coefficients ci-dessous évitent de refaire les conversions : ils sont déjà réglés pour l’acier à 7,85 g/cm³.
| Forme | Formule (cotes en mm) | Résultat |
|---|---|---|
| Tôle | L (m) × l (m) × e (mm) × 7,85 | kg |
| Fer plat | l × e × 0,00785 | kg par mètre |
| Rond plein | d² × 0,00617 | kg par mètre |
| Tube rond | 0,02466 × e × (D - e) | kg par mètre |
| Tube carré ou rectangulaire | section = 2e × (a + b - 2e) en mm², puis × 0,00785 | kg par mètre |
| Cornière | section approchée = e × (a + b - e) en mm², puis × 0,00785 | kg par mètre, avant correction des rayons |
Les cotes se lisent ainsi : D est le diamètre extérieur du tube, d le diamètre du rond plein, e l’épaisseur, a et b les côtés extérieurs, l la largeur du plat.
Le 0,00785 correspond à 7,85 g/cm³ exprimé en kg par mm² et par mètre. Le 0,02466 vient de π × 7,85 ÷ 1 000, le 0,00617 de π ÷ 4 × 7,85 ÷ 1 000.
Pour l’inox ou l’aluminium, on change seulement la masse volumique : 0,00793 pour l’inox 304, 0,0027 pour l’aluminium. Dans la formule de la tôle, cela donne 7,93 ou 2,70.
Exemple refait à la main
Tôle d’acier de 2000 × 1000 × 3 mm : 2 m × 1 m × 3 × 7,85 = 47,1 kg. Même tôle en 5 mm : 2 × 5 × 7,85 = environ 78,5 kg.
Tube carré 40 × 40 × 2 : section = 2 × 2 × (40 + 40 - 4) = 304 mm². On multiplie par 0,00785 : environ 2,4 kg par mètre.
Ce qui fait rater
- Prendre les cotes extérieures d’un tube pour de la matière pleine : la formule enlève deux fois l’épaisseur, sinon on surestime le poids.
- Mélanger mm et m dans la même ligne : on se trompe d’un facteur 1 000 sans s’en rendre compte.
- Confondre 7,85 g/cm³ avec 7,85 kg/m³ : le résultat devient grotesque.
Masse volumique : acier, inox, aluminium
La masse volumique de l’acier de construction est prise à 7 850 kg/m³. C’est une valeur de calcul, pas une mesure au gramme près. Les sources donnent une plage de 7 750 à 8 050 kg/m³ pour les aciers au sens large, sans bouleverser un calcul de commande.
| Métal | Masse volumique | Rapport à l’acier |
|---|---|---|
| Acier de construction | 7 850 kg/m³ (7,85 g/cm³) | référence |
| Inox austénitique 304 | environ 7 930 kg/m³ | environ 1 % de plus |
| Inox austénitique 316 | environ 8 000 kg/m³ | environ 2 % de plus |
| Aluminium (alliages courants) | environ 2 700 kg/m³ | un peu plus d’un tiers |
L’aluminium couvre des alliages d’environ 2 660 à 2 800 kg/m³ : à dimensions égales, une pièce pèse un peu plus d’un tiers de la même pièce en acier. Pour choisir entre les trois, la page Acier, inox, aluminium : choisir le métal d’un ouvrage aide à trancher.
Pour l’inox, le chrome, le nickel et le molybdène expliquent surtout la résistance à la corrosion, pas un écart de poids. Le 304 et le 316 ne racontent pas la même chose, mais leur poids reste proche.
Deux conversions à garder : g/cm³ × 1 000 = kg/m³, et le kg/dm³ est égal au g/cm³. Donc 1 m³ d’acier pèse environ 7,85 t, et 1 dm³ pèse 7,85 kg.
La nuance ne change presque pas le poids : un S235 et un S355 se calculent tous deux avec 7 850 kg/m³. La limite d’élasticité change, pas la masse. Résistance et poids n’ont rien à voir.
Pour l’acier galvanisé, on calcule avec la valeur de l’acier. Le zinc d’un Z275 correspond à 275 g/m² sur les deux faces : sur 1 mm d’acier (7,85 kg/m²), environ 3,5 % de masse en plus, autour de 1 % sur 3 mm.
Ces valeurs servent au calcul ; le produit réel est donné par la norme ou la fiche du fabricant : NF EN 10025-2:2019 pour les aciers de construction non alliés laminés à chaud, NF EN 10088-1:2023 pour les aciers inoxydables.
Les valeurs de référence : kg/m² et kg/m
Ces tableaux évitent de refaire le calcul à chaque pièce et donnent le résultat sans refaire le calcul.
Tôle, en kg par m²
Valeurs théoriques calculées avec 7,85 g/cm³ pour l’acier, 7,93 pour l’inox 304 et 2,70 pour l’aluminium, arrondies au centième.
| Épaisseur | Acier | Inox 304 | Aluminium |
|---|---|---|---|
| 1 mm | 7,85 | 7,93 | 2,70 |
| 1,5 mm | 11,78 | 11,90 | 4,05 |
| 2 mm | 15,70 | 15,86 | 5,40 |
| 3 mm | 23,55 | 23,79 | 8,10 |
| 4 mm | 31,40 | 31,72 | 10,80 |
| 5 mm | 39,25 | 39,65 | 13,50 |
| 6 mm | 47,10 | 47,58 | 16,20 |
| 8 mm | 62,80 | 63,44 | 21,60 |
| 10 mm | 78,50 | 79,30 | 27,00 |
Sections courantes en acier, en kg par mètre
Valeurs théoriques calculées avec les formules de la méthode, arrondies au centième. Le catalogue du négociant fait foi.
| Section | Cotes (mm) | kg/m |
|---|---|---|
| Tube carré | 20 × 20 × 2 | 1,13 |
| Tube carré | 30 × 30 × 2 | 1,76 |
| Tube carré | 40 × 40 × 2 | 2,39 |
| Tube carré | 50 × 50 × 3 | 4,43 |
| Tube carré | 60 × 60 × 3 | 5,37 |
| Tube rectangulaire | 40 × 20 × 2 | 1,76 |
| Tube rectangulaire | 60 × 40 × 3 | 4,43 |
| Tube rond | 21,3 × 2,3 | 1,08 |
| Tube rond | 33,7 × 2,6 | 1,99 |
| Tube rond | 42,4 × 2,6 | 2,55 |
| Fer plat | 30 × 5 | 1,18 |
| Fer plat | 40 × 5 | 1,57 |
| Fer plat | 50 × 6 | 2,36 |
| Cornière | 30 × 30 × 3 | 1,34 |
| Cornière | 40 × 40 × 4 | 2,39 |
| Cornière | 50 × 50 × 5 | 3,73 |
| Rond plein | 8 | 0,39 |
| Rond plein | 10 | 0,62 |
| Rond plein | 12 | 0,89 |
| Rond plein | 16 | 1,58 |
| Rond plein | 20 | 2,47 |
Deux repères : un rond plein de 12 mm pèse environ 0,9 kg par mètre, une tôle de 3 mm environ 23,6 kg par m².
Les profilés normalisés (IPE, IPN, HEA) ne se recalculent pas à partir d’une section simplifiée : leur masse linéique est donnée par la norme, NF EN 10365:2017. La page sur les dimensions et le poids des IPN, IPE et HEA donne le bon repère.
Ce que le calcul ne dit pas
Le résultat est une masse théorique. Voici ce qui l’écarte du poids réel.
- Les tolérances d’épaisseur et de laminage font varier le poids réel de quelques pourcents selon la norme produit.
- La tôle larmée porte un relief qui ajoute de la matière : la fiche du producteur donne la masse exacte.
- La tôle perforée et le métal déployé pèsent moins que le plein : appliquez le taux d’ouverture au poids plein.
- Les rayons d’angle des cornières et des tubes changent la section : la formule s’en écarte un peu, le tableau du fabricant fait foi.
- La galvanisation et la peinture ajoutent au plus quelques pourcents.
- Le poids d’une pièce n’est pas celui de l’ouvrage : ajoutez remplissage, visserie et soudures.
- Le poids n’est pas la résistance. Pour tout ce qui porte, on renvoie au calcul d’un bureau d’études.
À quoi sert le poids : commander, porter, transporter
Commander d’abord. Les négociants vendent au poids ou au mètre : le kg/m permet de comparer deux offres et de vérifier un bon de livraison. La masse annoncée doit tomber près de la masse théorique, sinon regardez la référence de produit.
Porter ensuite. Une tôle de 2000 × 1000 mm pèse 31,4 kg en 2 mm, 47,1 kg en 3 mm et environ 78,5 kg en 5 mm. Prévoyez une aide ou un moyen de levage dès que la charge, la prise ou le déplacement impose un effort important : l’INRS rappelle que la manutention manuelle doit être évaluée et limitée.
Transporter enfin. Additionnez le poids de tout le chargement pour le véhicule ou la remorque, puis regardez aussi le poids à la fixation. Pour tout ce qui porte ou se fixe (scellement, charpente, levage), le bureau d’études ou le professionnel qualifié garde la main.
L’ouvrage compte plus que la pièce. Un cadre en tube carré 40 × 40 × 2 avec deux montants de 1,80 m et deux traverses de 0,90 m fait 5,40 m de tube, soit environ 12,9 kg. Un remplissage de 1,6 m² en tôle de 2 mm pèse environ 25 kg à lui seul : le remplissage pèse plus que l’ossature.