Calcul IPN mur porteur : quelle section pour votre ouverture
Calcul IPN mur porteur : pour une ouverture de 4 m avec 10 kN/m, il faut un IPN 180. Flèche L/300, contrainte et tableau des profilés.
Le calcul IPN mur porteur donne la section d’acier qui tient une ouverture. Pour une portée de 4 m avec 10 kN/m, il faut un IPN 180. Le calculateur ci-dessus prend la portée, la charge, l’acier et la flèche admise, et donne le profilé minimal.
Le mur porteur au-dessus de l’ouverture pèse sur la poutre. La poutre doit donc tenir deux contrôles : ne pas trop fléchir, et ne pas plier.
L’essentiel en bref
- Deux contrôles : la flèche et la contrainte. La flèche gouverne presque toujours.
- Pour 4 m et 10 kN/m, l’inertie requise est 1 190 cm⁴, donc l’IPN 180 (1 450 cm⁴).
- La flèche L/300 sur 4 m fait 13,3 mm au maximum.
- L’acier S235 a une limite d’élasticité de 235 N/mm².
- Ce calcul n’est qu’une estimation : la note de calcul d’un bureau d’études reste obligatoire.
Calcul IPN mur porteur en trois étapes
Le principe tient en trois lignes. Vous calculez le moment, puis la section requise, puis vous choisissez le profilé.
- Calculer le moment maximal : M = q × L² ÷ 8. Pour 10 kN/m sur 4 m : 10 × 16 ÷ 8 = 20 kN·m.
- Calculer le module de flexion requis : W = M ÷ fy. Pour S235 : 20 000 ÷ 235 = 85,1 cm³.
- Calculer l’inertie requise pour la flèche : I = 5 × q × L³ × 300 ÷ (384 × E). Le résultat est 1 190 cm⁴.
Le profilé retenu doit dépasser les deux valeurs. Le calculateur parcourt la liste des IPN et s’arrête au premier qui répond aux deux conditions.
Calcul section IPN : ce que fait le calculateur
Le calcul section IPN se fait en trois réponses. Le calculateur donne le moment maximal, l’inertie minimale et le module de flexion minimal. Il compare ensuite ces deux valeurs à la liste des profilés.
Le premier critère est la flèche. Elle doit rester sous la limite choisie, L/300 par défaut. Le second critère est la contrainte dans l’acier. Le module de flexion minimal doit être atteint. Les deux critères doivent être vrais en même temps. Le premier profilé qui satisfait les deux critères est affiché.
Si aucun profilé de la liste ne suffit, le calculateur l’indique. Il faut alors une autre solution : une poutre à deux profilés, un appui intermédiaire ou un matériau plus raide.
Calcul poutre IPN et calcul charge IPN
Le calcul poutre IPN suit la même logique pour toute poutre sur deux appuis. Le calcul charge IPN part de la charge réelle, puis en déduit le profilé. Plus la charge est faible, plus le profilé est petit. Comptez la charge de chaque étage séparément, puis additionnez-les.
Un exemple : une ouverture de 4 m avec 6 kN/m demande une inertie d’environ 714 cm⁴, donc un IPN 160 (935 cm⁴). Avec 10 kN/m, elle monte à 1 190 cm⁴ et il faut l’IPN 180. L’inertie suit la charge : 10 kN/m au lieu de 6 kN/m, c’est 67 % d’inertie en plus.
La charge réelle reste la plus difficile à connaître. Vérifiez-la avec un professionnel, car elle dépend des planchers, des toitures et des cloisons qui pèsent sur le mur.
Tableau des profilés IPN
Le tableau donne les valeurs de catalogue. I est l’inertie, en cm⁴. Elle mesure la rigidité de la poutre. W est le module de flexion, en cm³. Il mesure la résistance à la flexion.
| Profilé | Inertie I (cm⁴) | Module W (cm³) |
|---|---|---|
| IPN 120 | 328 | 54,7 |
| IPN 140 | 573 | 81,9 |
| IPN 160 | 935 | 117 |
| IPN 180 | 1 450 | 161 |
| IPN 200 | 2 140 | 214 |
| IPN 220 | 3 060 | 278 |
| IPN 240 | 4 250 | 354 |
Exemples de calcul IPN mur porteur
Ouverture de 4 m, charge de 10 kN/m, acier S235
- Moment : 10 × 4² ÷ 8 = 20 kN·m
- Module requis : 20 000 ÷ 235 = 85 cm³
- Inertie requise : 1 190 cm⁴
- Résultat : IPN 180, avec 1 450 cm⁴ et 161 cm³
Ouverture de 3 m, charge de 8 kN/m, acier S235
- Moment : 8 × 3² ÷ 8 = 9 kN·m
- Module requis : 9 000 ÷ 235 = 38 cm³
- Inertie requise : 402 cm⁴
- Résultat : IPN 140, avec 573 cm⁴ et 81,9 cm³. L’IPN 120 (328 cm⁴) est trop faible.
Ouverture de 5 m, charge de 12 kN/m, acier S235
- Moment : 12 × 5² ÷ 8 = 37,5 kN·m
- Module requis : 37 500 ÷ 235 = 160 cm³
- Inertie requise : 2 790 cm⁴
- Résultat : IPN 220, avec 3 060 cm⁴. L’IPN 200 (2 140 cm⁴) ne suffit pas.
Ces trois exemples montrent le même effet. Quand la portée augmente, l’inertie grimpe très vite. Elle suit la puissance trois de la portée. Une ouverture 25 % plus large demande près de deux fois plus d’inertie.
Flèche et contrainte : laquelle gouverne ?
La flèche est la déformation de la poutre sous la charge. Pour une poutre sur deux appuis, elle vaut 5 × q × L⁴ ÷ (384 × E × I).
La contrainte mesure la tension dans l’acier. Elle est presque toujours plus faible que la limite, pour une poutre de cette taille. Dans les exemples ci-dessus, la flèche fixe le profilé, pas la contrainte.
Si vous passez à un acier S355, la contrainte baisse. La flèche, elle, ne change pas : elle dépend du module E, qui reste 210 000 N/mm² pour tous les aciers. Un acier plus résistant n’apporte donc rien contre la flèche.
Charge à prendre en compte
La charge q regroupe tout ce qui pèse sur la poutre. Il faut ajouter :
- le mur au-dessus de l’ouverture, en kN par mètre linéaire
- le plancher ou la toiture qui s’appuie dessus
- les charges d’exploitation, comme les personnes et le mobilier
Le poids propre de la poutre est faible. Pour le calcul, on l’ajoute au reste. Le mur et le plancher pèsent souvent beaucoup plus. Retrouvez les valeurs courantes dans la charge permanente et charge d’exploitation.
Erreurs fréquentes avec un IPN mur porteur
- Prendre la portée libre au lieu de la portée entre appuis. La portée se mesure d’axe en axe des appuis.
- Oublier la charge du plancher. Seul le mur ne suffit pas à décrire la charge.
- Confondre IPN et HEA. Les deux profilés ont des caractéristiques différentes. Notez le nom exact pour votre devis.
- Oublier les appuis. La poutre n’est utile que si les appuis tiennent. Vérifiez leur largeur et leur état.
- Couper le mur avant d’étayer. Le mur doit être soutenu pendant la pose.
Quand faire appel à un professionnel
Une ouverture dans un mur porteur engage la sécurité du bâtiment. Le calcul de ce site est une première estimation. Pour une vraie ouverture, un bureau d’études ou un ingénieur structure doit établir la note de calcul.
Le professionnel vérifie les charges réelles, les appuis, le soutènement et les règles de la norme. Il doit aussi vérifier la contrainte de flexion dans la poutre. Les caractéristiques de la section, comme le moment quadratique, viennent du catalogue du fabricant.
Pour un assemblage soudé de la poutre, un calcul de soudure reste à faire. Le profilé choisi ici n’est qu’un point de départ.
Questions fréquentes
IPN ou HEA pour un mur porteur ?
Les deux conviennent. Le calcul se fait de la même façon, avec l’inertie et le module de flexion du profilé choisi. Le HEA a des ailes plus larges pour une même hauteur. Le choix dépend surtout du prix, de la place disponible et de l’avis de votre bureau d’études.
Comment poser un IPN sur un mur porteur ?
L’IPN doit reposer sur des appuis solides, en béton armé ou en maçonnerie pleine. Le calcul ne suffit pas : le bureau d’études vérifie aussi les appuis, le linteau provisoire et la descente de charges. Faites toujours appel à un professionnel pour la pose.
Quel IPN pour un mur porteur de 4 m ?
Avec une charge de 10 kN/m, une portée de 4 m demande une inertie d’au moins 1 190 cm⁴. L’IPN 180, avec 1 450 cm⁴, convient. Avec une charge de 6 kN/m, l’inertie requise tombe à environ 714 cm⁴ et l’IPN 160 (935 cm⁴) suffit. Au-delà d’environ 7,8 kN/m, l’IPN 160 ne suffit plus.
Quelle flèche admettre pour une poutre IPN ?
Pour un plancher ou une poutre de mur, on retient souvent L/300, soit 13,3 mm sur 4 m. Ce chiffre sert de repère. La norme et votre bureau d’études fixent la valeur exacte selon l’usage.
Tous les résultats sont des estimations. Vérifiez les quantités et les prix avec votre négoce ou un artisan avant d’acheter.