Mise en route d’une unité de fonderie
Ingénierie des fonderies

Un dictionnaire français bien connu donne la définition suivante de l’ingénierie : « c’est la fonction d’un bureau d’études qui effectue l’étude complète d’un projet industriel, d’un aménagement hydraulique, d’un système de transport ».

Dans le cadre présent, nous restreindrons cette définition à un projet industriel ; par contre, nous étendrons la fonction de l’ingénierie, qui, outre l’étude complète d’un projet, se doit d’en assurer :

• la réalisation industrielle, c’est‐à‐dire la construction et le montage des équipements de production, des bâtiments et installations générales ;

• la mise en production des équipements et installations projetés afin d’atteindre les objectifs fixés, à savoir :

  • la production en quantité et en qualité,

  • la productivité et par conséquent la rentabilité du projet industriel.

  Selon qu’il s’agira d’un grand projet nouveau ou d’un projet d’extension ou de modernisation, selon que l’industriel commanditaire du projet possédera ou non des services d’études intégrés, la fonction d’ingénierie sera remplie par :

• les services intégrés précédemment mentionnés :

  • les services des méthodes,

  • les services des travaux neufs ;

• les sociétés d’ingénierie spécialisées ;

• les bureaux d’études des constructeurs d’équipements.

  Il est également très fréquent que plusieurs de ces pôles d’ingénierie s’associent pour la conception et la réalisation d’un projet.

  La fonderie, nous entendons, par là, la technique mais aussi l’entreprise industrielle qui la pratique, se caractérise par :

• un savoir-faire technologique important ; pour chacun des nombreux procédés de fonderie existants (décrits dans l’article Moulage et Fonderie de l’acier. Généralités [M 780], dans ce traité), ce savoir-faire porte essentiellement sur :

  • la métallurgie : choix des matières premières, mode d’élaboration du métal liquide, mode de coulée, cycle de traitement thermique des pièces,

  • le moulage-noyautage : étude du système de coulée, étude de moulage-noyautage, méthodes de préparation et de mise en œuvre des sables ;

• un processus de fabrication dans lequel les ateliers sont fortement interdépendants (cf. article Moulage et Fonderie de l’acier. Généralités [M 780] précédemment cité) : certains ateliers constituent en eux-mêmes un processus continu, par exemple les chaînes de moulage au sable à vert lient automatiquement entre elles les opérations suivantes :

  • la confection du moule,

  • la mise en place des noyaux,

  • la coulée,

  • le refroidissement,

  • le décochage ;

  • cela conduit à l’interdépendance de la chaîne de moulage avec ses trois servants :

  • la sablerie qui l’approvisionne en sable préparé,

  • le noyautage qui fournit les noyaux,

  • la fusion qui l’alimente en métal liquide ;

• une proportion élevée, dans le coût de la pièce brute, du poste matière premières et énergies d’une part, du poste frais de personnel d’autre part (tableau 1) ;

• le coût élevé des investissements à mettre en place, qui sont définis comme des investissements lourds ;

• les prix de vente très serrés des pièces de fonderie, cela étant dû principalement au fait qu’il s’agit de produits industriels, bruts.

  Ces deux dernières caractéristiques peuvent se résumer par le ratio suivant : l’investissement correspondant à la réalisation d’une nouvelle fonderie représente 0,8 à 1,2 fois le chiffre d’affaires annuel que réalisera cette unité.

  Dans la conception et la réalisation d’une nouvelle unité ou dans l’aménagement d’une fonderie existante, l’intégration de tous ces facteurs est fondamentale. La démarche de l’ingénierie devra donc conduire à l’optimisation :

• Des procédés et équipements :

  • Au plan technique : afin d’assurer le meilleur niveau de qualité des pièces produites et la meilleure fiabilité des équipements et installation.

  • Au plan économique : afin de diminuer les coûts de fabrications :

    • en réduisant les consommations d’énergie et de matières premières :

      • par réduction de la perte au feu de fusion (meilleur choix de matières premières et d’appareils de fusion),

      • par réduction de la mise au mille (amélioration du savoir-faire précédemment défini),

      • par obtention de pièces bonnes brutes de coulée (suppression du traitement thermique) ;

    • en augmentant l’engagement des machines de production et en réduisant les stocks (de métal liquide, de noyaux, de pièces) : cela conduit à créer une organisation de production et d’ordonnancement performante qui implique, la plupart du temps, l’usage de l’informatique.

  • Au plan financier : afin d’assurer un délai de récupération du capital investi le plus court possible ;

• De l’utilisation du personnel :

  • De fabrication : en liaison avec la conception des équipements, on visera l’amélioration simultanée de la productivité et des conditions de travail.

  • Des services techniques en liaison avec la conception :

    • des procédés pour le bureau des méthodes ;

    • des équipements et installations générales pour les services entretien et travaux neufs.

    Une unité de fonderie moderne nécessitera des services techniques étoffés et compétents, à la disposition de la fabrication et intervenant au travers de procédures parfaitement définies.

    L’ingénierie des fonderies doit, en outre, prendre en compte :

    • le cadre juridique (fonderie intégrée ou autonome) et commercial envisagé (par exemple : vocation généraliste avec des délais courts et de petites séries, ou fonderie spécialisée de grande série) ;

    • l’objectif (modification de l’existant, implantation de nouveaux moyens ou fonderie nouvelle) ;

    • la nécessité que le cahier des charges du projet soit le résultat de confrontation des idées du fondeur exploitant et de celles du constructeur.