Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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Jean-Michel GUILLEMOT : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers,société ALSTOM Transport
-
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 ;
-
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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Méthodologie générale de conception composite
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1. Grandes fonctions ferroviaires à respecter
1.1 Principe d’une démarche globale
Le processus de fabrication industrielle d’une structure composite passe par la réalisation d’un certain nombre d’étapes qui, tout en suivant un ordre logique, interagissent entre elles dès le départ du projet et peuvent mener à un certain nombre d’itérations :
-
l’établissement d’un cahier des charges fonctionnel ;
-
la conception, le dimensionnement, les calculs ;
-
le contrôle, les essais, la réception ;
-
l’analyse industrielle.
La structure ferroviaire ainsi conçue doit être bien sûr plus performante mais l’être au meilleur coût. Les contraintes économiques sont intégrées dès le départ du projet et prises en compte à chacune des étapes du processus de réalisation.
HAUT DE PAGE1.2 Établissement d’un cahier des charges fonctionnel
La conception est menée à partir d’un cahier des charges fonctionnel afin de profiter au maximum des propriétés intrinsèques des composites :
-
des propriétés spécifiques parmi les plus performantes ;
-
de la capacité d’allégement ;
-
de l’anisotropie ;
-
de la remarquable résistance en fatigue ;
-
de l’intégration des fonctions ;
-
des nombreuses possibilités de mise en œuvre.
Le succès, en terme économique et technique, est largement conditionné par cette approche fonctionnelle.
Le cahier des charges est donc réalisé à partir d’une analyse fonctionnelle où les différentes fonctions de services et de contraintes sont recensées, caractérisées, puis hiérarchisées. Il est important de souligner que le cahier des charges ne doit pas faire l’objet de spécifications trop rigides, ou trop inspirées par les propriétés des matériaux métalliques, empêchant ainsi de tirer parti au maximum des avantages potentiels des matériaux composites.
Comme tous les matériaux traditionnels, les matériaux composites doivent contribuer à respecter un certain nombre d’exigences propres à l’industrie du transport en général et...
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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).
-
(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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