Présentation
EnglishAuteur(s)
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Jean-Michel GUILLEMOT : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers,société ALSTOM Transport
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Yves-Henri GRUNEVALD : Ingénieur des Arts et Métiers - Directeur de la société DDL Consultants
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Lire l’articleINTRODUCTION
En construction ferroviaire, pour concurrencer les matériaux métalliques, on cherche à aboutir à des structures composites multifonctionnelles et plus performantes en jouant sur la nature, l’ordonnancement des strates, la structure ou la mise en œuvre du composite mais aussi en ajoutant en cours de fabrication d’autres éléments (charges, tissus métalliques, etc.). C’est la raison pour laquelle, on parle plutôt de multimatériaux à base composite.
Dans cet article, nous présentons les principales spécificités du cahier des charges de structures ferroviaires.
Puis, nous exposons l’aspect conception ou plutôt méthodologie de conception radicalement différente de celle des matériaux métalliques et qui doit permettre la meilleure réponse économique et technique au cahier des charges.
L’accent est surtout mis sur les aspects économiques et industriels qui sont fondamentaux car ils conditionnent le choix ou non des matériaux composites pour un type d’application.
Nous terminons par un large tour d’horizon des composites utilisés dans l’industrie ferroviaire en distinguant deux domaines fondamentalement différents : les pièces non structurelles et les pièces de structure.
Donnons tout d’abord les raisons essentielles du passage aux composites :
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la grande liberté dans le choix des formes et la facilité d’obtention de géométries complexes ;
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l’aspect ;
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l’absence de corrosion ;
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le coût plus faible par rapport à la tôle emboutie.
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5. Conclusion
On peut aujourd’hui affirmer que plus les structures étudiées sont multifonctionnelles plus les concepts multimatériau à base de composite sont concurrentiels techniquement et économiquement.
Ces concepts permettent d’obtenir :
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un gain technique en fournissant des solutions réellement plus performantes en terme de confort, de caractéristiques mécaniques, d’allégement… ;
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dans le cas particulier du ferroviaire et en ce qui concerne les trains à grande vitesse, une diminution d’au moins 20 % des prix de revient des voitures équipées, cela sans prendre en compte les effets induits comme :
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la réduction des délais de fabrication. À titre d’exemple, la fabrication complète d’un chaudron intégré de véhicule grande ligne comprenant l’isolation thermique, les cadres de baies et de portes, les conduits de ventilation, les supports d’équipements… représente de l’ordre de 150 h et peut être automatisée à plus de 50 %,
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la réduction des surfaces de production car il est alors beaucoup plus aisé de travailler en flux tendu et de réduire à la fois la taille de la chaîne et celle des stocks. La réduction des stocks induisant elle même une réduction des frais financiers,
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la réduction des prix des matériaux de hautes performances suite à l’accroissement de la demande,
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une réduction des coûts d’exploitation, grâce à plus de modularité, et de maintenance, grâce aux propriétés spécifiques de ces concepts ;
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des retours sur investissements tout à fait compatibles avec les exigences des nouveaux marchés, cela même en incluant l’évolution profonde des formations.
Cette approche est donc économiquement et techniquement justifiée, même si celle-ci remet en cause certains côtés « traditionnels » du métier d’ensemblier ou d’opérateur ferroviaire qui, de toute façon, risquent d’être bouleversés par l’évolution internationale des marchés.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - WEISS (J.), BORD (C.) - Les matériaux composites. - Tomes 1 et 2, CETIM (1991).
-
(2) - CHRÉTIEN (G.) - Matériaux composites à matrice organique. - Technique et Documentation, Lavoisier, Paris (1986).
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(3) - GEIER (M.), DUEDAL (D.) - Guide pratique des matériaux composites. - Technique et Documentation, Lavoisier, Paris (1985).
-
(4) - Comptes rendus des quatrièmes journées nationales sur les composites. - Paris (1984).
-
(5) - BATHIAS (C.) - Comptes rendus des cinquièmes journées nationales sur les composites. - Paris (1985).
-
(6) - MENKES (D.) - * - AMAC Pluralis, Paris (1986).
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1 À lire également dans nos bases
COGNARD (P.) - Collage des composites – Généralités. - [BM 7 625] Traité Conception et production, juil. 2003.
COGNARD (P.) - Collage des composites – Caractéristiques et choix des adhésifs. - [AM 5 220] Traité Plastiques et Composites, avr. 2004.
COGNARD (P.) - Assemblage des composites – Les points forts du collage. - [BM 7 624] Traité Conception et production, oct. 2003.
COGNARD (P.) - Collage des matériaux – Mécanisme. Classification des colles. - [BM 7 615] Traité Matériaux fonctionnels, juil. 2002.
COGNARD (P.) - Collage des matériaux – Caractéristiques, mise en œuvre des colles. - [BM 7 616] Traité...
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