Le tube en aluminium rectangulaire est un profilé creux dont la section présente deux côtés longs et deux côtés courts, fabriqué par extrusion d’un alliage d’aluminium. Sa géométrie lui confère une inertie différenciée selon les axes, ce qui le distingue du tube carré et en fait un choix technique précis pour les structures portantes légères.
Inertie et axes de flexion d’un tube rectangulaire en aluminium
Un tube carré résiste de la même manière dans toutes les directions de flexion. Un tube rectangulaire, lui, offre une résistance plus élevée autour de son axe fort (le grand côté) et plus faible autour de son axe faible (le petit côté).
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Ce comportement mécanique asymétrique est un atout quand la charge s’applique principalement dans un seul plan. Une poutre horizontale supportant un plancher, par exemple, travaille surtout en flexion verticale. Orienter le grand côté du rectangle dans le sens de la charge permet d’optimiser la matière sans surdimensionner la section.
En revanche, si la pièce doit reprendre des efforts dans plusieurs directions (un poteau soumis à du vent latéral et à de la compression verticale), un tube carré ou un profilé en I sera souvent plus adapté. Le rectangle se justifie quand la sollicitation dominante est unidirectionnelle.
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Corrosion galvanique dans les assemblages aluminium-acier
La plupart des guides sur les tubes en aluminium mentionnent la résistance à la corrosion atmosphérique du matériau. Peu abordent un problème bien plus fréquent sur le terrain : la corrosion galvanique.
Lorsqu’un tube rectangulaire en aluminium est boulonné directement contre une platine en acier carbone ou en inox, la différence de potentiel électrochimique entre les deux métaux provoque une dégradation accélérée de l’aluminium en présence d’humidité. Le phénomène est particulièrement marqué en environnement extérieur ou dans les locaux humides.
Isoler les métaux pour protéger la structure
Le Manuel de conception des structures en aluminium publié en 2024 par AluQuébec insiste sur la nécessité d’interposer des isolants non conducteurs entre l’aluminium et tout autre métal dans les assemblages porteurs. En pratique, cela signifie :
- Placer des rondelles et des cales en néoprène, nylon ou PEHD entre les surfaces de contact aluminium/acier pour couper le pont électrique.
- Utiliser des boulons en inox A2 ou A4 avec manchons isolants plutôt que des boulons en acier zingué nu, dont le revêtement finit par s’user.
- Appliquer un traitement de surface (anodisation ou laquage) sur les zones de contact du tube pour ajouter une barrière supplémentaire à la pile galvanique.
Négliger cette étape revient à compromettre la durabilité de la structure, même si le dimensionnement mécanique est correct.
Eurocode 9 et classes de section pour tubes porteurs
La conception des structures porteuses en aluminium est encadrée en Europe par la norme EN 1999, dite Eurocode 9. Cette norme couvre le flambement, la stabilité des éléments minces et les assemblages soudés ou boulonnés, autant de phénomènes qui influencent directement le choix d’un tube rectangulaire porteur.
L’Eurocode 9 classe les sections en fonction de leur capacité à se plastifier avant de voiler localement. Un tube à paroi mince sera classé en section de classe 4, ce qui impose de calculer une section efficace réduite. Un tube à paroi plus épaisse pourra atteindre la classe 1 ou 2, autorisant une redistribution plastique des contraintes.
Pourquoi l’épaisseur de paroi change la donne
Augmenter l’épaisseur de paroi d’un tube rectangulaire ne se limite pas à gagner en résistance brute. Passer d’une classe 4 à une classe 2 simplifie considérablement le calcul de structure et évite des vérifications supplémentaires de voilement local. Pour un concepteur, cela peut réduire le temps d’étude et sécuriser la validation réglementaire.
Le compromis à trouver reste celui du poids. L’aluminium étant environ trois fois plus léger que l’acier à volume égal, un tube rectangulaire en aluminium avec une paroi légèrement plus épaisse reste souvent compétitif en masse face à un tube acier de classe supérieure.
Comportement au feu des tubes en aluminium porteurs
L’aluminium fond à une température nettement inférieure à celle de l’acier. Sa résistance mécanique chute de façon significative bien avant d’atteindre le point de fusion, ce qui pose un problème spécifique pour les structures portantes soumises à des exigences de stabilité au feu.
En pratique, un tube porteur en aluminium non protégé perd sa capacité structurelle en quelques minutes lors d’un incendie normalisé. Les réglementations de sécurité incendie imposent donc, selon l’usage du bâtiment, des protections passives (flocage, peinture intumescente, caissonnage) qui ajoutent du coût et de la complexité à la mise en œuvre.
Quand l’aluminium reste pertinent malgré le feu
Les structures temporaires, les auvents extérieurs, les charpentes de serres agricoles ou les ossatures de mobilier urbain n’exigent généralement pas de tenue au feu réglementaire. Dans ces cas, le tube rectangulaire en aluminium conserve tout son intérêt grâce à son rapport résistance/poids et à sa durabilité en extérieur.
Pour les bâtiments recevant du public ou les locaux à sommeil, une étude de sécurité incendie préalable reste indispensable avant de valider l’aluminium comme matériau porteur.
Choix d’alliage pour un tube rectangulaire structurel
L’alliage conditionne à la fois la résistance mécanique, la soudabilité et le comportement à la corrosion du tube. Deux familles dominent le marché des profilés porteurs :
- La série 6000 (typiquement 6060 et 6063 à l’état T5 ou T6) offre un bon compromis entre extrudabilité, résistance mécanique et aptitude à l’anodisation. C’est le standard pour les profilés courants.
- La série 6061-T6 monte en résistance et se prête aux applications structurelles plus exigeantes, au prix d’une extrudabilité légèrement moindre. Le Manuel de conception des structures en aluminium de 2024 utilise cet alliage comme référence pour ses tableaux de résistance en compression des sections creuses rectangulaires.
Un point souvent sous-estimé : la soudure réduit localement la résistance de l’alliage dans la zone affectée thermiquement. L’Eurocode 9 et le manuel AluQuébec intègrent cette perte dans leurs calculs, avec des tableaux spécifiques selon les situations de soudage. Choisir un mode d’assemblage boulonné plutôt que soudé permet parfois de conserver la pleine résistance du tube sur toute sa longueur.
Le tube en aluminium rectangulaire n’est pas un substitut universel au tube acier. Son domaine de pertinence se définit par la conjonction d’une charge principalement unidirectionnelle, d’un besoin de légèreté et d’une exposition à la corrosion atmosphérique, le tout validé par un calcul conforme à l’Eurocode 9 et une attention rigoureuse aux détails d’assemblage.
