Acier S235, S275, S355 : lire la désignation EN 10025 et choisir la bonne nuance

1. Lire la désignation EN 10025 lettre par lettre

La norme EN 10025-2 fixe les conditions techniques de livraison des produits laminés à chaud en aciers de construction non alliés : tôles, larges plats, poutrelles, cornières, fers U, barres. Sa dernière édition date d'août 2019 et remplace l'édition 2004.

Elle couvre neuf nuances : S185, S235, S275, S355, S460, S500 et trois aciers de mécanique E295, E335 et E360. Le nom d'une nuance est construit selon l'EN 10027-1, son numéro selon l'EN 10027-2.

La norme donne elle-même l'exemple complet EN 10025-2 – S355J0C+N : acier de construction de 355 MPa de limite d'élasticité minimale, 27 J à 0 °C, apte au bordage à froid, livré à l'état normalisé. Le numéro équivalent est 1.0554+N.

Deux mentions complètent parfois la fiche : le mode de désoxydation (FN = acier effervescent interdit, pour JR et J0 ; FF = acier calmé avec éléments fixant l'azote, pour J2 et K2) et, pour la galvanisation, une composition en silicium et phosphore convenue à la commande (option 5).

L'état de livraison ne modifie pas les valeurs mécaniques exigées : la norme le précise noir sur blanc (§ 6.3). Il conditionne en revanche ce que l'on peut faire de la pièce ensuite, en particulier le formage à chaud.

2. Propriétés mécaniques : Re, Rm et allongement selon l'épaisseur

Le tableau 6 de la norme fixe trois grandeurs mesurées par essai de traction (EN ISO 6892-1) : la limite d'élasticité supérieure ReH (minimum), la résistance à la traction Rm (fourchette) et l'allongement après rupture A (minimum).

Ces valeurs sont identiques pour JR, J0, J2 et K2 d'une même nuance : la qualité ne change que la résilience. Elles dépendent en revanche de l'épaisseur nominale, car le refroidissement plus lent des fortes épaisseurs affine moins le grain.

Limite d'élasticité minimale ReH (MPa)

Résistance à la traction Rm (MPa)

Allongement minimal après rupture A (%, éprouvette L₀ = 5,65 √S₀)

Les valeurs sont données en sens long (l) et en sens travers (t). Le sens travers s'applique aux tôles, bandes et larges plats de largeur ≥ 600 mm ; le sens long à tous les autres produits.

Sous 3 mm, la norme impose une éprouvette de longueur fixe L₀ = 80 mm et des minima plus bas, échelonnés par demi-millimètre (par exemple 17 % en sens long pour un S235 de 1 mm ou moins).

Pour la masse, la norme retient une masse volumique conventionnelle de 7 850 kg/m³ (§ 7.7.2), identique pour les trois nuances. C'est la valeur qu'utilise le calculateur de poids des métaux pour chiffrer une tôle, une barre ou un profilé.

3. Résilience JR, J0, J2, K2 et composition chimique

La qualité de résilience est la partie de la désignation la plus souvent mal lue. Elle ne change ni la limite d'élasticité, ni la résistance : elle garantit une énergie de rupture minimale à l'essai Charpy sur éprouvette entaillée en V (EN ISO 148-1), à une température donnée.

En clair, elle mesure la capacité de l'acier à ne pas rompre de façon fragile quand il fait froid, sous un choc, ou dans une forte épaisseur soudée.

Deux précisions de la norme évitent des malentendus. D'abord, la valeur K2 de 40 J à −20 °C correspond, selon la note du tableau 8, à 27 J à −30 °C au sens de l'EN 1993-1-10. Ensuite, S235 et S275 n'existent qu'en JR, J0 et J2 : un « S275K2 » n'est pas une nuance EN 10025-2.

Sous 6 mm d'épaisseur, aucun essai de résilience n'est exigé sur les produits plats et les profilés. Sous 16 mm de diamètre (barres rondes), non plus. Entre 6 et 12 mm, on utilise des éprouvettes de largeur réduite et les minima diminuent en proportion de la section.

Composition chimique (analyse de coulée, % maximum)

Le S355 admet en outre jusqu'à 0,55 % de silicium ; le cuivre est plafonné à 0,55 % pour toutes les nuances. Les teneurs en carbone montent légèrement dans les fortes épaisseurs (par exemple 0,22 % pour un S355J2 au-delà de 30 mm).

Le carbone équivalent CEV est calculé avec la formule de l'Institut international de la soudure :

CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15

Son plafond augmente avec l'épaisseur : pour le S355, 0,45 jusqu'à 30 mm, 0,47 de 30 à 150 mm, puis 0,49. Plus le CEV est élevé, plus le risque de fissuration à froid au soudage augmente.

4. Équivalences : E24, E36, St 37, Fe 360, ASTM

Sur les plans anciens, les certificats d'archives ou les catalogues étrangers, les mêmes aciers portent d'autres noms. En France, la norme NF A 35-501 les désignait par la lettre E et la limite d'élasticité en kgf/mm² : E24, E28, E36.

La première édition européenne (EN 10025:1990) utilisait la résistance à la traction : Fe 360, Fe 430, Fe 510. L'Allemagne employait St 37, St 44 et St 52 (DIN 17100).

Ces correspondances sont celles publiées par les producteurs de profilés dans leurs catalogues ; ce sont des équivalences d'usage, pas des identités. Les anciennes normes ne fixaient pas toujours les mêmes températures d'essai, les mêmes tranches d'épaisseur ni les mêmes plafonds de CEV.

Les désignations à suffixe « G » (S235JRG2, S355J2G3) viennent de l'édition EN 10025 des années 1990 et ont disparu en 2004 ; on les croise encore sur des certificats. La révision de 2019 a, de son côté, supprimé la nuance S450 et l'annexe de correspondance avec les anciennes Euronormes, et ajouté S460 et S500 (produits longs seulement).

5. Choisir entre S235, S275 et S355

Le choix de la nuance ne relève pas de l'atelier mais du dimensionnement : c'est le bureau d'études qui fixe la résistance et la qualité à partir des Eurocodes. Quatre critères reviennent pourtant dans toute discussion entre concepteur, chaudronnier et acheteur.

1. La résistance utile

Passer d'un S235 à un S355, c'est gagner environ 50 % de limite d'élasticité jusqu'à 16 mm (355 contre 235 MPa). Pour une pièce dimensionnée en résistance, cela permet de réduire les sections, donc le poids à transporter et à souder.

Le gain disparaît quand la pièce est dimensionnée à la rigidité (flèche, vibrations) ou au flambement élastique : le module d'élasticité est le même pour les trois nuances. Un S355 plus mince fléchit davantage qu'un S235 plus épais.

2. La température de service et l'épaisseur

L'EN 1993-1-10 (Eurocode 3) relie la qualité de résilience à la température minimale de service, à l'épaisseur et au niveau de contrainte. Plus la pièce est épaisse et plus il fait froid, plus il faut monter de JR vers J0, J2 ou K2. Un ouvrage extérieur en forte épaisseur ne se traite pas comme une structure intérieure en tôle fine.

3. La soudabilité

Les trois nuances se soudent avec tous les procédés à l'arc usuels. La norme renvoie à l'EN 1011-2 pour les règles de soudage des aciers ferritiques, et rappelle que le risque de fissuration à froid croît avec l'épaisseur et la résistance. En S355 de forte épaisseur, le préchauffage se calcule. À partir du S460, on entre dans le domaine des aciers à haute limite d'élasticité, avec des précautions propres.

4. La mise en forme et la finition

Pour du pliage serré, du profilage ou du bordage, on commande la version C (S235J2C, S355J2C…), avec les rayons de pliage minimaux des tableaux 11 et 12. Pour la galvanisation à chaud, on négocie la teneur en silicium et phosphore (option 5). Pour le formage à chaud après livraison, seul l'état +N garantit le maintien des caractéristiques ; les états +AR et +M ne s'y prêtent pas.

Une fois la nuance fixée, la qualité de la construction dépend encore de l'exécution des assemblages. Les critères d'acceptation des soudures selon l'EN ISO 5817 prennent alors le relais, avec des niveaux de qualité liés aux classes d'exécution.

6. Commander, réceptionner et décoder une nuance

À la commande, l'acheteur doit fournir au minimum la quantité, la forme de produit et sa norme dimensionnelle, les dimensions, la désignation complète, les options retenues et le type de document de contrôle selon l'EN 10204 (§ 5.1).

• Relevé de contrôle 2.2 : déclaration du fabricant, fondée sur un contrôle non spécifique.
• Certificat de réception 3.1 : résultats d'essais sur le produit livré, validés par un représentant du contrôle indépendant de la fabrication.
• Certificat de réception 3.2 : même contenu, contresigné en plus par un représentant de l'acheteur ou un inspecteur tiers.

Sauf accord contraire, les nuances S235 à S500 sont livrées avec le marquage CE et doivent alors satisfaire aussi l'EN 10025-1. Le contrôle spécifique porte au minimum sur l'analyse de coulée, l'essai de traction et, pour J0, J2 et K2, l'essai de résilience, par unité de réception de 60 tonnes (80 tonnes pour les profilés de plus de 200 kg/m).

Attention au périmètre : l'EN 10025-2 ne s'applique pas aux profils creux. Un tube carré de charpente se commande selon l'EN 10210-1 (finis à chaud) ou l'EN 10219-1 (formés à froid), même si sa nuance s'appelle aussi S235 ou S355.

Décodeur de désignation

Saisissez une désignation EN 10025-2 (par exemple S355J2C+N) et une épaisseur : l'outil détaille chaque élément et affiche les valeurs minimales du tableau 6 et du tableau 8 pour cette épaisseur.

Lire une nuance, la commander et la tracer jusqu'au montage fait partie du quotidien des chaudronniers et des charpentiers métalliques. Le parcours formation chaudronnier (métier, traçage et formage) reprend ces bases, de la désignation des matières au formage des tôles.