Un mode d'instabilité d'une poutre élancée sollicitée en flexion selon son axe fort, dans lequel l'âme ou la semelle comprimée se déplace latéralement et la section se tord, produisant un déplacement latéral couplé et une torsion qui réduisent la capacité en flexion par rapport à l'état non flambé.

Principe

Lorsqu'une semelle en compression n'est pas empêchée de se déplacer latéralement et que la section possède une raideur en torsion/warping finie, la flexion entraîne un mode latéral‑torsionnel déstabilisant ; le moment utilisable est limité par la combinaison critique de déplacement latéral et de torsion, déterminée par la longueur non contreventée, le gradient de moment et les propriétés torsionnelles de la section.

Démonstration

Scénario illustratif — Situation : une poutre en I simplement appuyée entre appuis latéraux avec un moment concentré en milieu de portée et sans contreventement intermédiaire. Reconnaissance : à l'augmentation de la charge, la semelle comprimée dérive latéralement et la section se tord. Action : poser un contreventement latéral sur la semelle en compression ou réduire la longueur non contreventée restaure la stabilité. Conséquence : sans contreventement la poutre atteint un moment critique réduit et cède par perte brutale de capacité en flexion.

Mauvaise application

Confondre le flambement latéral‑torsionnel avec le flambement d'une colonne (Euler) ou le flambement local de plaque/semelle. L'erreur consiste à assimiler un mécanisme gouverné par la compression axiale aux extrémités à un mécanisme couplant flexion et torsion lié à une semelle libre.

Conséquence

Si non reconnu ou non contraint, le flambement latéral‑torsionnel provoque une réduction soudaine de la résistance en moment et peut entraîner l'effondrement de l'élément ; la conception doit donc limiter les longueurs non contreventées ou fournir des contreventements latéraux et torsionnels et tenir compte du gradient de moment et de la raideur torsionnelle.

Inversion

Le principe ne s'applique pas si les déplacements latéraux et la torsion sont empêchés (par exemple par un contreventement continu, des dispositifs latéraux rapprochés, ou des sections très rigides en torsion comme les caissons), ou si la résistance est gouvernée par l'écrouissage local ou la cisaillement avant que le mode latéral‑torsionnel puisse se développer.

Limite

Clairement dans : poutres élancées prismatiques fléchies selon l'axe fort avec semelle en compression non contreventée. Cas limite : poutre à contreventement partiel ou géométrie non prismatique où le gradient de moment et l'espacement des contreventements interviennent. Clairement hors : flambement axial pur, flambement local de semelle/plaques, ou rupture gouvernée uniquement par le cisaillement ou les assemblages.

Tension sémantique

Économie du contreventement versus stabilité : augmenter le contreventement améliore la stabilité mais augmente le coût et la complexité ; il faut arbitrer longueur non contreventée, choix de section et stratégie de contreventement.

Synthèse

Le flambement latéral‑torsionnel est un état‑limite de stabilité distinct : il couple dérive latérale et torsion et dépend de la longueur non contreventée, de la distribution de moments et des propriétés torsionnelles, d'où la nécessité d'une évaluation explicite du contreventement et du comportement torsionnel plutôt que d'une simple augmentation de la section.