Corrigé Banque PT 2025 Sciences industrielles C PT — Partie III (QIII.1 à QIII.7) : Procédés : chape pliée, extrusion d'un profilé creux, usinage ou fonderie en sable du chapeau porte pales, moulage et défauts

Chape et mâtereau (QIII.1 à QIII.3).

QIII.1. Matériau : acier inoxydable austénitique X2CrNiMo17-12-2 (316L) : tenue à la corrosion en eau de mer (molybdène), très bonne ductilité ($A\approx 45\%$, pliage à petit rayon sans fissure), bonne résistance pour une pièce qui reprend tout l'effort de l'hydrogénérateur sur le tableau arrière, et même nuance que la visserie (pas de couple galvanique entre la chape et ses vis). Un alliage d'aluminium marine (5083 H111) serait plus léger mais moins résistant et sensible au contact des vis en inox.

Procédés :

• découpe du flan dans la tôle de $3\mathrm{mm}$, à plat, selon le développé : découpe laser (ou jet d'eau) en petite série, poinçonnage-grignotage, ou découpage sur presse avec outil spécifique pour une grande série ; perçage des trous dans la même opération ;
• ébavurage (tonnelage) ;
• pliage sur presse plieuse (poinçon et matrice en V) : deux plis à $90^{\circ }$ formant le U ;
• éventuellement reprise d'usinage (alésage simultané des deux trous des ailes, pour garantir leur coaxialité après pliage) et passivation ou électropolissage de l'inox.

QIII.2. Au pliage, la tôle se déforme plastiquement : les fibres extérieures s'allongent, les fibres intérieures se raccourcissent, et seule la fibre neutre conserve sa longueur. La longueur du flan à découper est donc la longueur développée mesurée sur la fibre neutre :

$$L_{\text{deˊv}}=\sum L_{\text{droites}}+\sum \frac{\pi }{2}\left(r_i+ke\right)\text{par pli aˋ }90^{\circ },$$

avec $r_i$ le rayon intérieur, $e=3\mathrm{mm}$ et $k\approx 0,3$ à $0,5$ (la fibre neutre se rapproche de l'intérieur du pli). Prendre la cote extérieure ou intérieure fausse les positions des trous et la hauteur des ailes. Il faut aussi anticiper le retour élastique (le pli s'ouvre au relâchement) : surpliage ou frappe en fond de matrice.

QIII.3. Extrusion (filage) : un lopin (billette) d'alliage d'aluminium (6060/6063), chauffé vers $450$–$500^{\circ }\mathrm{C}$, est placé dans un conteneur et poussé par le fouloir d'une presse hydraulique à travers une filière dont l'ouverture a la forme de la section du profilé. Le profilé sort en continu, est refroidi (trempe à l'air ou à l'eau), dressé par traction, coupé à longueur puis vieilli (état T5/T6). C'est un procédé de grande série à outillage peu coûteux, pour des sections constantes.

Outillage d'un profilé creux : une filière à pont (filière à chambre de soudure) :

• un mandrin (noyau), ici double (une partie par alvéole, séparées de $4\mathrm{mm}$ pour l'âme centrale), qui forme le contour intérieur ;
• des ponts (bras) qui relient ce mandrin à la partie amont de la filière : le métal se divise dans les lumières entre les ponts ;
• une chambre de soudure où les veines se ressoudent sous forte pression et à haute température, avant de passer dans l'entrefer entre mandrin et plaque-filière (contour extérieur ellipsoïdal), qui fixe l'épaisseur des parois.

Principe (coupe schématique) de la filière à pont : le métal contourne les ponts, se ressoude, puis s'écoule entre plaque-filière et mandrin.

Sur le document réponse, le candidat décrivait le procédé et dessinait ce schéma d'outillage.