En flexion, c’est la matière proche de la surface qui travaille le plus ; le centre d’une tige pleine apporte donc peu. Les chiffres ci-dessous sont idéalisés et calculés pour un diamètre extérieur de 10 mm, avec la même fibre et la même résine et une section uniforme ; la rigidité est proportionnelle au moment quadratique I = π(D4 − d4)/64 et la masse à l’aire de la section.
| Tube creux, 10 mm de Ø ext., diamètre intérieur | Rigidité en flexion par rapport à la tige pleine | Masse par rapport à la tige pleine |
|---|---|---|
| 4 mm (paroi de 3,0 mm) | 97 % | 84 % |
| 5 mm (paroi de 2,5 mm) | 94 % | 75 % |
| 6 mm (paroi de 2,0 mm) | 87 % | 64 % |
| 7 mm (paroi de 1,5 mm) | 76 % | 51 % |
| 8 mm (paroi de 1,0 mm) | 59 % | 36 % |
Par exemple, un tube de 10 mm à alésage de 6 mm garde environ 87 % de la rigidité pour 64 % de la masse. Amincir encore la paroi fait gagner du poids vite mais coûte de la rigidité, et les parois minces sont là où commencent l’écrasement et le flambement local.
Guide de décision
| Situation | Meilleur choix | Pourquoi |
|---|---|---|
| La pièce est frappée, serrée, piétinée ou écrasée | Pleine | Pas de paroi qui s’effondre ; toute la section résiste aux charges ponctuelles. |
| Des trous, filetages ou goupilles sont usinés dans la pièce | Pleine | Usiner une paroi mince peut la fissurer ou l’effondrer. |
| Longue portée en flexion (poteaux, traverses, mâts de tente) | Creuse | Rigidité par kilogramme plus élevée ; moindre poids à manipuler et à expédier. |
| Fils, capteurs ou fluide doivent passer à l’intérieur | Creuse | L’alésage est la fonction. |
| Petits diamètres (une paroi très mince serait nécessaire) | Pleine | Une paroi creuse mince à petit diamètre extérieur est fragile et difficile à produire de façon constante. |
| Usage marin ou extérieur humide | L’une ou l’autre | Scellez les extrémités creuses pour que l’eau ne s’y accumule pas ; la tige pleine n’a pas de cavité à protéger. |
Trois questions pour trancher
- La charge principale est-elle la flexion ou le choc ponctuel ? La flexion favorise le creux ; le choc et l’écrasement favorisent le plein.
- Le poids vous coûte-t-il de l’argent ? Les pièces portées à la main ou télescopiques et l’expédition longue distance récompensent les sections creuses.
- Quelqu’un l’usinera-t-il ou la fixera-t-il ? Si oui, pleine, ou un tube dont la paroi est assez épaisse pour la fixation.
Questions fréquentes
Un tube creux se casse-t-il plus facilement qu’une tige pleine ?
Pas si la paroi est bien dimensionnée. Un tube de plus grand diamètre peut mieux fléchir qu’une tige pleine plus fine tout en pesant moins. Il est plus faible face à l’écrasement et aux charges ponctuelles vives.
Une tige pleine en fibre de verre peut-elle servir d’isolant électrique ?
Oui, la fibre de verre est non conductrice, mais la résine, l’humidité éventuelle et l’état de surface déterminent la performance réelle d’isolation. Indiquez la tension et l’environnement en demandant un devis.
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