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Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 20 oct. 2013, 14:24
par romekeh
Bonjour à tous,

Ca fait quelque temps que je profite du site (au passage : bravo) et maintenant je découvre le forum car je n'ai pas trouvé de réponse à mon problème sur google.
Je souhaite installer une étagère relativement large (2.3m) de 40cm de profondeur dans mon sas d'entrée et je n'arrive pas à me décider pour l'achat du panneau de bois. En effet la question est : quel panneau a la meilleurs résistance en flexion ? Pourriez-vous m'indiquer des ordres de grandeur ?

Mon choix n'est pas large si je cherche une solution économique (<100€) chez LM ou autre magasins :
- panneau MDF (~20€, + peinture)
- plan de travail hêtre (~70€)
- autres idées ?
Je précise qu'au niveau contraintes :
- le panneau reposera sur presque tout le pourtour sur les côtés et l'arrière
- je fixerai un profil métal carré (20mm) sur l'avant pour rigidifier
Qu'en pensez-vous ?

Roman.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 20 oct. 2013, 14:52
par jft68
romekeh a écrit : En effet la question est : quel panneau a la meilleurs résistance en flexion ?
Bonjour,
malheureusement sur 2,3m de large AUCUN ne fera l'affaire par lui-même ! Même avec une cornière de renfort à l'avant.
Cette étagère doit porter quoi, du lourd ?

A la fois pour des questions de rigidité que d'esthétique, je te conseillerais de faire une étagère alvéolée ou type "boîte de torsion". On en a déjà parlé ici.
http://www.copaindescopeaux.fr/forum/vi ... ion#p18769

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 20 oct. 2013, 15:46
par romekeh
Oui, je n'ai pas parlé du poids à supporter : l'idéal serait entre 80 et 100kg.

Intéressant le lien vers la boîte de torsion - ca me rappelle la fabrication des surfs en bois.
C'est joli mais par contre je cherche une solution économique en temps et argent. Je ne peux pas investir dans cette solution.

Donc pour l'instant je suis dans une impasse... sauf si je charge moins l'étagère.

Au passage, existe-t'il des sites ou des logiciels qui permettent de calculer la flexion de panneaux ?

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 20 oct. 2013, 16:10
par jft68
Avec 80 ou 100 kg dessus tu peux oublier toute solution simple si tu veux avoir des certitudes quand au résultat.
Du point de vue économique, je ne fais pas le même calcul que toi.
La structure interne peut être réalisée avec du bois ordinaire comme le sapin. Si tu as le moyen de dégauchir et raboter

Des logiciels de calcul existent bien sûr, mais il doit bien y avoir un site ou un blog où certains spécialistes ont mis à disposition quelques formules. Je ne peux pas t'aider pour cet aspect.

Je le répète, la technique du sandwich est celle qui t'assurera le meilleur résultat dans la durée.
Tu peux choisir deux panneaux moins épais et insérer des profilés extrudés en aluminium.
J'avais déjà proposé ce principe à quelqu'un qui voulait faire du très solide et épais, de cette manière par exemple.
Etagères sandwich chêne.jpg
Il existe aussi des panneaux alvéolés bois tous faits. En MDF et PVC. Ils font 38 mm.
On en trouve en GSB et chez les professionnels.
https://www.google.fr/search?q=panneaux ... 71&dpr=1.2

Un exemple: http://produits-btp.batiproduits.com/Fi ... 1509395896
ou http://www.bois-et-parquets.com/produit ... mPn5hAV_8c
On trouve les produits Eurolight aussi chez le distributeur professionnel Point-P.
http://www.pointp.fr/produits/panneau-a ... -Xa2158m79

Un plan de travail en hêtre comme tu le proposais, sur une telle portée pliera sous son propre poids au bout de quelques jours.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 20 oct. 2013, 16:33
par jft68
Tu disposes de quel type d'outillage ?

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 20 oct. 2013, 16:59
par romekeh
Merci pour tes conseils avisés Jean-Franco.

De toute manière j'avais de gros doutes sur ma solution initiale, d'où mon post. C'est difficile de faire confiance à son intuition pour les grandes dimensions...

Ca m'intéresse la solution du MDF alvéolaire en 38mm. Est-ce que il supportera mes contraintes ? Est-ce beaucoup plus rigide que le MDF plein de même épaisseur ?

Pour le travail du bois, je n'ai que du matos de base portatif : scie sauteuse, scie circulaire, défonceuse.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 20 oct. 2013, 17:11
par jft68
romekeh a écrit :...Ca m'intéresse la solution du MDF alvéolaire en 38mm. Est-ce que il supportera mes contraintes ? Est-ce beaucoup plus rigide que le MDF plein de même épaisseur ?
oui, absolument. L'alvéolaire fléchira beaucoup moins que du MDF ou autre matériau bois de même épaisseur.
Sans compter que ce sera aussi plus léger. Donc plus facile à poser.
Mais il te faudra acheter un panneau complet et le recouper. Il est peut-être possible de le faire couper à tes dimensions au magasin. Il faudra demander.

Tu n'as pas lu ce qui est écrit sur les sites dont je t'ai donné les liens concernant l'utilisation des panneaux alvéolaires et leur résistance ?

Si tu disposes de portes isoplanes chez toi, voilà ce que tu peux faire. Tu en dégondes une.
Tu la pose au sol sur deux carrelets de bois positionnés aux extrémités et tu montes gentiment dessus !
Tu seras surpris de constater la rigidité. Ces portes sont faites en panneaux alvéolaire dont la partie centrale est en carton.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 20 oct. 2013, 17:24
par alfred
Bonjour,
Une porte isoplane ferait l'affaire mais pas pour les dimensions, seulement pour le principe de construction.
Alfred.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 20 oct. 2013, 17:37
par romekeh
Quelques chiffres approximatifs glanés sur le net :

MDF plein en 35-45mm
- Masse volumique = 720 kg/m3
- Module d'élasticité en flexion = 2100 N/mm2
- Résistance à la flexion = 22 N/mm2

MDF alvéolé en 28-100mm :
- Masse volumique = 74 à 250 kg/m3.
- Module d'élasticité en flexion = 700-1000 N/mm2
- Résistance à la flexion = 5 à 10 N/mm2

Étant donné que l'élasticité en flexion est le rapport de la contrainte à la déformation, le MDF alvéolé est 2 fois plus résistant à la flexion. CQFD.
C'est fou ce qu'on peut faire en plus avec de l'air et du carton...
Je vais voir chez Point P. A voir encore pour la finition sur les bords car c'est pas joli joli.

Merci, A+.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 20 oct. 2013, 17:39
par romekeh
alfred a écrit :Bonjour,
Une porte isoplane ferait l'affaire mais pas pour les dimensions seulement pour le principe de construction.
Alfred.
Oui, j'avais bien saisis. A moins de vouloir faire une étagère avec un judas... :D

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 21 oct. 2013, 14:58
par alfred
Bonjour,
Dans vos 2 choix ce qui est le plus pénalisant c'est la densité du matériau.
Plus le module d'élasticité (Young) est grand plus c'est rigide, le MDF plein est le plus rigide dans votre exemple.
Comme dans la fable du chêne et du roseau il faut regarder:
La flexion qui n'est pas liée à la rupture (inversement proportionnelle au moment d'inertie et module de young)
La rupture qui ne dépend pas du module d'élasticité (proportionnelle à la resistance du matériau et au module d'inertie)
Alfred.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 21 oct. 2013, 16:59
par jimmy
romekeh a écrit : - le panneau reposera sur presque tout le pourtour sur les côtés et l'arrière
Si le panneau repose sur un tasseau à l'arrière, il ne devrait pas y avoir de problème. Ou alors je n'ai pas tout compris :-?

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 22 oct. 2013, 01:08
par bricofranck59
Bonjour à tous
Un logiciel glané sur le net
http://www.woodbin.com/calcs/sagulator.htm
Francis

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 22 oct. 2013, 15:46
par egtegt
romekeh a écrit :Quelques chiffres approximatifs glanés sur le net :
MDF plein en 35-45mm
- Masse volumique = 720 kg/m3
- Module d'élasticité en flexion = 2100 N/mm2
- Résistance à la flexion = 22 N/mm2
MDF alvéolé en 28-100mm :
- Masse volumique = 74 à 250 kg/m3.
- Module d'élasticité en flexion = 700-1000 N/mm2
- Résistance à la flexion = 5 à 10 N/mm2
Étant donné que l'élasticité en flexion est le rapport de la contrainte à la déformation, le MDF alvéolé est 2 fois plus résistant à la flexion. CQFD.
C'est fou ce qu'on peut faire en plus avec de l'air et du carton...
Je vais voir chez Point P. A voir encore pour la finition sur les bords car c'est pas joli joli.
Merci, A+.
Heu, j'ai dû rater quelque chose, tes chiffres donnent une meilleure résistance pour le plein et tu écris l'inverse.
Pour information, une planche alvéolée a une meilleure résistance à la flexion pour un poids identique, le ratio résistance/quantité de matière est donc meilleur. Par contre à épaisseur égale, le matériau plein est meilleur.
jimmy a écrit :
romekeh a écrit : - le panneau reposera sur presque tout le pourtour sur les côtés et l'arrière
Si le panneau repose sur un tasseau à l'arrière, il ne devrait pas y avoir de problème. Ou alors je n'ai pas tout compris :-?
Je suis d'accord, surtout avec un profilé en métal sur la façade.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 22 oct. 2013, 18:28
par alfred
Bonjour,
Si un matériau plein a un meilleur moment quadratique par rapport à un matériau ajouré, il n'offre pas toujours une meilleur résistance
sous charge, ce du fait de la densité supérieure du matériau plein.
Ceci explique pour partie l'utilisation de profilés.
Alfred.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 22 oct. 2013, 21:08
par egtegt
Bonne remarque, je me suis posé la question en écrivant. J'ai considéré que le poids supérieur du matériaux était négligeable par rapport au surcroît de résistance. Me serais-je trompé ?

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 23 oct. 2013, 00:18
par alfred
Bonsoir,
Je pense que oui!
La matière à proximité de l'axe neutre participe très peu au moment quadratique
Ceci augmente le poids du matériau en ne participant pratiquement pas à l'augmentation de la résistance à la déformation.
Si vous regardez les profilés il n'y a pratiquement pas de matière près de l'axe neutre.
Les poutres précontraintes ont l'axe neutre déplacé hors la poutre de sorte que la flexion ne génère que de la compression dans le matériau.
Ceci est éloigné des préoccupations en menuiserie mais pas en charpente ou les grandes portées ne sont pas en chêne mais peuplier près de la fibre neutre et sapin prés de la peau, densité oblige.
Alfred.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 23 oct. 2013, 09:10
par Loki
Bonjour,
Je dit peut être une bêtise, mais pourquoi tu ne prends pas une planche assez large, genre 40mm comme le plan de travail que tu mentionne au départ.

Tu fait 3 rainures sur la longueur dessous a distances égales histoire de mettre 3 carrés en acier ou alu de 20 ou 30mm.

Comme ça tu as ton panneau de bois qui est supporté sur tout le pourtour ainsi que les morceaux de carré et ceux-ci consolideront le support de la tablette tout en offrant une meilleure résistance a la flexion.

J'ai pas de quoi faire un plan, mais je pense que vous comprendrez le principe.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 24 oct. 2013, 00:32
par egtegt
alfred a écrit :Bonsoir,
Je pense que oui!
La matière à proximité de l'axe neutre participe très peu au moment quadratique
Ceci augmente le poids du matériau en ne participant pratiquement pas à l'augmentation de la résistance à la déformation.
Si vous regardez les profilés il n'y a pratiquement pas de matière près de l'axe neutre.
Les poutres précontraintes ont l'axe neutre déplacé hors la poutre de sorte que la flexion ne génère que de la compression dans le matériau.
Ceci est éloigné des préoccupations en menuiserie mais pas en charpente ou les grandes portées ne sont pas en chêne mais peuplier près de la fibre neutre et sapin prés de la peau, densité oblige.
Alfred.
Je suis d'accord sur le principe, à quantité de matière égale, il n'y a pas photo, mais si la matière à l'axe neutre ne joue pas sur le moment quadratique, dès qu'on s'en éloigne ne serait-ce qu'un peu, elle intervient, et de façon importante par rapport au poids du matériaux.

Si par exemple on compare une planche de 20 mm pleine à une planche de la même épaisseur mais faite d'une boite, je pense que la première sera plus solide que la seconde sauf pour des épaisseurs des parois proche de 10 mm, ce qui fait que bien souvent, il sera plus simple de prendre une planche pleine.

Par contre, si on arrive dans des grosses épaisseurs, par exemple des étagères de 60 mm d'épaisseur, deux autres paramètres interviennent : le meuble devient trop lourd et le prix du bois devient prohibitif, ça devient intéressant de faire la boite.

Mais intuitivement, une planche de 60 mm d'épaisseur est plus solide qu'une boite de 60 mm d'épaisseur avec des parois d'épaisseur moyenne, par exemple 10 mm. Mais mes notions de RDM sont lointaines et j'avoue avoir la flemme de chercher :).

En tout cas, j'ai du merisier en 50 mm d'épaisseur, ça ne m’inquiéterait pas de faire une étagère de 2m40 avec 100 Kg dessus.

Re: Résistance en flexion (fabrication d'une étagère)

Publié : 27 oct. 2013, 16:12
par alfred
Bonjour,
Ne pas oublier que 'l'absence' de masse autour de l'axe neutre ne participe pas à la flexion du matériau, à
prendre en considération, mais pas en menuiserie bien sûr.
Alfred.