Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
La conception de filières, notamment celles pour les profilés creux, s’avère particulièrement complexe. Cet article s’attache à décrire les aspects cognitifs de l’activité de conception des filières de l’aluminium, en mettant l’accent sur les points de réflexions qui conduisent à l’innovation. Pour cela, il retrace les différentes étapes conduisant à la production d’un profilé, du besoin exprimé à son utilisation. Il expose ensuite tous les problèmes techniques courants rencontrés en filage avant d’évoquer ceux concernant l’aspect informationnel sur les données décrivant les solutions antérieures et sur les connaissances acquises par l’expérience et l’instruction.
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Jean Pierre CESCUTTI : Ancien Directeur Industriel de la Division Filage de Pechiney
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Nathalie RAVAILLE : Ancienne Directrice Industrielle Adjointe de la Division Filage de Pechiney
INTRODUCTION
La présentation des progrès, pour une activité aussi technique que la conception des outillages en mise en forme des matériaux, passe de manière privilégiée par les calculs et les simulations par ordinateur . Pourtant, les avancées les plus significatives sont autant le fruit des progrès du calcul numérique que de l’expertise humaine. Mais celle-ci est plus rarement mise à l’honneur.
Or, les bureaux d’Études « performants » , le sont plutôt grâce aux experts qui les composent, qu’aux logiciels qu’ils utilisent. Cependant, l’avantage concurrentiel est fragile, car cette expertise est difficile à formaliser et à capitaliser, et donc à transmettre.
C’est pourquoi, dans cette présentation de la conception des filières pour le filage de l’aluminium, nous nous attacherons à décrire les aspects cognitifs de cette activité. En outre, partant des descriptions des différents états de l’art, nous mettrons l’accent sur les points de réflexions qui conduisent à l’innovation.
L’importance de l’aspect humain réside dans le fait que la conception de filières (notamment celles pour les profilés creux) est particulièrement complexe :
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et parce que le problème à résoudre (pour concevoir une filière) est également complexe.
Ce deuxième point révèle de manière criante le premier. Il permet notamment de fonder l’intérêt pour l’aspect humain qui apparaît non seulement incontournable mais aussi essentiel :
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il n’existe pas, a proprement parler, de solution au problème de conception d’une filière tubulaire ;
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mais simplement des propositions de conception, satisfaisant plus ou moins bien un client (fileur) ou plus exactement, un client(régleur) qui est l’interlocuteur des filiéristes.
Autrement dit, la réussite d’une conception n’est pas un caractère intrinsèque à l’outil conçu. Il dépend des hommes qui vont vouloir et savoir l’exploiter.
Après une présentation générale 1, le paragraphe 2 évoque les principales raisons de la complexité du problème à résoudre. Elle fonde l’intérêt des différents aspects abordés dans le dossier Conception des filières de filage d’aluminium. Partie 2. Issus des « sciences de la conception », ces aspects fournissent un cadre précieux pour structurer cette analyse des voies de progrès en conception.
Le dossier [M 3 147] « Conception des filières de filage d’aluminium. Partie 2 » est à lire à la suite de ce document.
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Présentation générale
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2. Complexité du problème à résoudre (pour concevoir une filière)
2.1 Contexte technique
Dans un premier temps, nous détaillons les principes du filage, des profilés et des filières qui font l’objet de notre analyse. Nous exposons ensuite tous les problèmes courants rencontrés en filage et sur lesquels la filière a un impact de premier ordre. Ceci donne une première image de la complexité de leur conception. Nous terminons par l’énoncé du couplage entre le flux de l’aluminium et la tenue de la filière et de ses conséquences sur les idées et concepts de conception.
HAUT DE PAGE
Parmi tous les procédés de filage (appelé également extrusion) existant et dont les principaux sont présentés dans le dossier Mise en forme de l’aluminium- Filage ou extrusion Mise en forme de l’aluminium. Filage ou extrusion, nous nous plaçons dans le contexte du filage direct chemisé, le plus répandu pour le filage des alliages d’aluminium peu chargé, nommés alliages doux.
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Rappelons de manière simplifiée, les principales caractéristiques de ce procédé.
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C’est un procédé de mise en forme à chaud à l’état solide :
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la température du bloc à transformer est d’environ 400 à 480 oC ;
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le profilé sort avec une température de l’ordre de 600 oC ;
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la température de début de fusion de l’alliage d’aluminium est de 620 oC.
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Il transforme un bloc cylindrique en un profilé long à section constante :
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exemple de dimensions de blocs admissibles sur une presse de 20 MN (2 000 tonnes) : diamètre 220 mm, longueur de 600 mm jusqu’à 1 m ;
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les profilés font de 30 à 60 m de long en sortie de presse.
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La transformation s’effectue à volume constant. Le...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LOF (J.) - Development in finite element simulations of aluminium extrusion. - Ponsen & Looijen, sept. 2000.
-
(2) - DOUMEINGTS (G.), GIRARD (P.) - Modelling the engineering design system to improve performance. - Computers and Industrial Engineering, vol. 46, Issue 1, p. 43-67, mars 2004.
-
(3) - DENEUX (D.) - Méthodes et modèles pour la conception concourante. - Habilitation à diriger les recherches, Université de Valenciennes et de Hainaut-Cambrésis, p. janv. 2002.
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(4) - * - NF EN 755-1. Aluminium et alliages d’aluminium – Barres, tubes et profilés filés – Partie 1 : conditions techniques de contrôle et de livraison (1997).
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(5) - DESCARTES (R.) - * - Discours de la Méthode : « diviser chacune des difficultés que j’examinerois, en autant de parcelles qu’il se pourroit, et qu’il seroit requis pour les mieux résoudre. ».
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