Le telemetre laser mesure les pieces de forge a chaud... a 5 mm pres

摘要

Mesurer a 5 millimetres pres les dimensions de pieces cylindriques incandescentes de plusieurs metres de diametre en cours de forgeage, c'est le defi qu'ont releve les ateliers de Creusot Forge en Bourgogne. L'application est spectaculaire. Deux telemetres laser situes a une dizaine de metres de part et d'autre de la piece donnent son diametre et son profil en une poignee de minutes, avec une precision encore jamais atteinte dans un environnement aussi difficile. Grace a ces resultats, les forgerons peuvent detecter d'eventuels defauts de circularite ou d'epaisseur, et les corriger tant que la piece est encore chaude... Pour en arriver la, Creusot Forge a fait appel a la societe italienne Tecnogamma et au centre de recherche d'Arcelor, l'Irsid. L'application est unique au monde. Imaginez un cylindre d'acier de 6 metres de diametre et autant de longueur, porte a 1 200℃, et maintenu sous une presse hydraulique de plusieurs dizaines de metres de hauteur. De part et d'autre de cette piece incandescente, deux telemetres laser haut perches. En quelques minutes, le systeme de mesure fournit le diametre interne, le diametre externe et le profil 3D de la piece, avec une precision de l'ordre de 5 millimetres. En cabine, le forgeron voit apparaitre le profil de la piece sur l'ecran de son PC. Il sait alors si elle rentre bien dans les tolerances prevues, ou s'il faut poursuivre le forgeage... Pour les forgerons de Creusot Forge en Bourgogne, ou l'application est mise en oeuvre, c'est l'aboutissement d'une quinzaine d'annees de recherches et de tatonnements. Quinze ans au cours desquels ils ont eprouve toutes sortes de methodes afin de parvenir a un seul but:controler la qualite des pieces de forge a chaud, durant le procede de forgeage. Il faut dire que tant que la piece est chaude, elle est deformable. La plupart des defauts qui sont eventuellement detectes peuvent donc etre corriges au plus vite. Si la piece est legerement ovale, par exemple, il n'y a qu'a la laisser plus longtemps sur la presse pour la rendre plus ronde. Autre interet de la mesure a chaud, la possibilite de mieux maitriser l'epaisseur des pieces, autrement dit d'eviter les surcouts lies a des surepaisseurs d'acier inutiles... Au final, les sources d'economies peuvent etre considerables. Il faut dire que les pieces produites chez Creusot Forge ne sont pas quelconques: ce sont des viroles utilisees dans les reacteurs chimiques ou petrochimiques, des pieces pour les generateurs de vapeur dans le nucleaire, des composants de sousmarins nucleaires... bref des pieces critiques qui pesent chacune entre 100 et 200 tonnes, et dont le cout se compte en centaines de milliers d'euros. Dans ces conditions, 《limiter les rebuts et reduire la quantite de metal utilisee a donc toujours ete l'une de nos principales preoccupations》, souligne Sylvain Gien, directeur de production chez Creusot Forge. Jusqu'a present, les forgerons du Creusot avaient leur propre astuce pour controler les pieces durant le forgeage. Le systeme etait base sur de longues poutres metalliques graduees a la craie. Lorsqu'ils souhaitaient evaluer le diametre de leur piece, les operateurs approchaient l'une des poutres au plus pres de la piece chaude, au niveau de son diametre... Grace a cette methode, le diametre des pieces etait mesure avec une precision de l'ordre de 20 mm. Malgre tout, la tache etait penible et dangereuse. En 1985, les forgerons decident donc d'ameliorer le systeme. Les poutres ne sont plus apportees "a la main", mais elles sont fixees sur des chariots elevateurs. Ce faisant, la precision de la mesure passe de 20 a 10 mm. Mais cette methode montre vite ses limites... Les poutres ont evidemment une longueur limitee. Elles conviennent bien pour des pieces allant jusqu'a 4 metres de diametre, mais pas plus. Sans compter que le diametre n'est evalue qu'en bout de piece. Un defaut qui se manifeste au centre du cylindre (une ovalisation ou une epaisseur trop faible, par exemple) passe donc inapercu.