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industrielles.industrielles.
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de cartons.de cartons.
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1988 :1988 : crcrééation du CRITT jet dation du CRITT jet d’’eaueau
11erer centre technique en Europecentre technique en Europe àà BAR LE DUCBAR LE DUC
2000 : la technique2000 : la technique éévolue elle est plusvolue elle est plus
ssûûre plus fiable et moinsre plus fiable et moins ononééreusereuse
2007 : apparition des premi2007 : apparition des premièères pompes azote liquideres pompes azote liquide
àà 4000 bar et4000 bar et --180180°°CC
2008 : apparition des premi2008 : apparition des premièères pompesres pompes
6000 bar pour la d6000 bar pour la déécoupe jet dcoupe jet d’’eaueau
2012 : miniaturisation, mod2012 : miniaturisation, modéélisationlisation
stockage d’énergie
traitement des
émulsions
fongicide
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cohérence du jet
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chantiers mobiles
sources distantes
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accumulateursCompressible
polymères adjuvants
épaississants
miscible acide citrique
« sels »
nombre d’outilpartageable
citernetransportable
conduites &
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Mise en oeuvreNaturePropriété
découpe
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décapage-chirurgie
laser jet d’eau
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récupération
décapage, polissage
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découpe, traitement de surface
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hautes
fréquences
ondulatoireacoustique
pression, débithydrodynamique
Vecteur
abrasifs
Particules mousse chargée
résidus de
coupe
bactérie
traitement à haute
pression
biologique
photonsguide d’ondeoptique
caloriestempératurethermique
ÉlémentsNaturePropriété
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
C
hirurgie
N
ettoyage
A
ssistance
à
l'usinage
D
écontam
ination
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de
roche
D
écapage
H
ydro
dém
olition
D
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ent
nano-particules
H
ydro
form
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D
écoupe
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m
oléculaire
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Pressions(Bar)
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
Moteur : Thermique ou
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Eau basse pression Eau Haute Pression
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
PRESSION
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Température
Ecoulement
Débit
Angle
d'incidence
Distance
de tir
Matière et
caractéristiques
Support
de coupe
Diamètre
de buse
Vitesse
d'avance
Epaisseur
Nb de
couches
sens
orientation
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
Avec additifs :Avec additifs :Sans polymSans polymèères :res :
Zone de fluxZone de flux
LaminaireLaminaire
Jet cohJet cohéérentrent
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
Nombre de
passe
Fluide de
transport
Le jet standard :
0.1 l/min d’abrasif
2 l/min d’eau
50 l/min d’air
Découpe à l’azote
supercritique chargé
Rc :Retard de coupe
Vf : vitesse d’avance
Ep
canon
Rc
6 00010 00015 000
3 0005 00010 000
2 0002 5005 000
1 0001 5002 000
aluminium
Kevlar
époxy
Carbone
époxy
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
Mohs : 4
Knoop : 700
2,2 à 2,65Dioxyde de silicium
Sable de
silice
Mohs : 6,5
Knoop : 1100
3.3
Oxyde de manganèse
Dioxyde de silicium
Olivine
Mohs : 7,5
Knoop : 1350
3,4 à 4,3
Tri silicates d'alumine,
magnésie, calcite, oxyde de fer,
manganèse, ou oxyde de chrome
Grenat
Mohs : 8,5 à 9,3
Knoop : 2100
3,95 à 4Oxyde d'aluminiumCorindon
Mohs : 9,7
Knoop : 2500
3.2Carbure de siliciumSiC
DURETEDENSITECOMPOSITIONABRASIF
Vitesse de découpe en fonction
du débit d'abrasif
0
200
400
600
800
1000
1200
0 10 20 30
Débit (Kg/h)
Vf(m/min)
Débit optimal
Débit
économique
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
ou sur mesureGrenatTypes d’abrasif
Concassés ou
alluvionnaires
formes des
d’abrasifs
Pas d’usure dans le cas
des abrasifs ci-dessous
60 à 150 mm
Longueur du tube de
focalisation
(Largeur approximative
de la saignée de coupe)
Ø0.8 à 2 mm
Diamètre du tube de
focalisation
0.5 l/min à 15
l/min
Débit d’eau /tête pour
la découpe
Ø > 0.4 : haut débitØ0.15 à 0.7 mmDiamètre des buses
(suivant matériaux, et
qualité)
500 à 6000 barsPression de perçage
3000 à 6000 barsPression de découpe
Observations
Valeurs
standards
limites
Paramètres
standards
Découpe par jet fluide à Très Haute Pression
Les propriétés spécifiques du jet
cryogénique à Très Haute Pression
effet de souffle, protection des oxydations,
effluents gazeux décontaminables
Détente gazeuse
pas d’eau hors condensation pour vitesse faible
pas de collage lors de la coupe des produits
congelés
retraitement facilité des abrasifs : effluents secs
Hygrométrie
présence d’azote sur et dans les zones coupées :
limitation des oxydations, formation alumine, …
neutralité
T° de coupe -120 à -180°C : dilatation différentielle
du décapage, TTH
Thermique
jet stérile, pureté de l’azote T.H.PStérile
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  • 4. INSTITUT CARNOT ÉNERGIE ET ENVIRONNEMENT EN LORRAINE
  • 5. Marines :Marines : TechnilorTechnilor : aide au projet de: aide au projet de crcrééation dation d’’une unitune unitéé de traitement de pontsde traitement de ponts et caret carèènesnes NuclNuclééaire :aire : COGEMACOGEMA –– DDéémantelementmantelement TechnilorTechnilor –– aideaide àà un projet de dun projet de dééveloppementveloppement dd’’un outil de dun outil de déécapage automatiquecapage automatique Validation de lValidation de l’’innocuitinnocuitéé du jet pour le CEIDREdu jet pour le CEIDRE Industrie pIndustrie péétrolitrolièères connexes :res connexes : COFLEXIPCOFLEXIP –– STENA OFFSHORESSTENA OFFSHORES DDéémantmantèèlementlement et valorisationet valorisation EADSEADS –– SAFRANSAFRAN –– THALES : Etude dTHALES : Etude d’’interactionsinteractions Validation du procValidation du procééddéé dans la mise au point de produitsdans la mise au point de produits AeronautiqueAeronautique ARE, GIAT optimisation desARE, GIAT optimisation des conditions dconditions d’’usinageusinage DCN : Etude dDCN : Etude d’’intintéégration jet dgration jet d’’eaueau DDééminageminage ArmementArmement ::
  • 6. 19601960 : D: Déébut de la dbut de la déécoupe par jet dcoupe par jet d’’eau treau trèès haute pressions haute pression grâce aux travaux de Dr Norman Franz auxgrâce aux travaux de Dr Norman Franz aux ÉÉtats Unistats Unis 19691969 : D: Déécoupe de contreplaqucoupe de contreplaquéé pour une usinepour une usine dd’’aaééronautiqueronautique 1971 : 11971 : 1èèrere entreprise de fabrication de pompesentreprise de fabrication de pompes industrielles.industrielles. 1974 :1974 : 11èèrere machine en France de dmachine en France de déécoupecoupe de cartons.de cartons. 1985 : la Finlande d1985 : la Finlande déécoupe des filets de saumoncoupe des filets de saumon 1988 :1988 : crcrééation du CRITT jet dation du CRITT jet d’’eaueau 11erer centre technique en Europecentre technique en Europe àà BAR LE DUCBAR LE DUC 2000 : la technique2000 : la technique éévolue elle est plusvolue elle est plus ssûûre plus fiable et moinsre plus fiable et moins ononééreusereuse 2007 : apparition des premi2007 : apparition des premièères pompes azote liquideres pompes azote liquide àà 4000 bar et4000 bar et --180180°°CC 2008 : apparition des premi2008 : apparition des premièères pompesres pompes 6000 bar pour la d6000 bar pour la déécoupe jet dcoupe jet d’’eaueau 2012 : miniaturisation, mod2012 : miniaturisation, modéélisationlisation
  • 7. stockage d’énergie traitement des émulsions fongicide viscosité cohérence du jet productivité chantiers mobiles sources distantes Applications accumulateursCompressible polymères adjuvants épaississants miscible acide citrique « sels » nombre d’outilpartageable citernetransportable conduites & flexibles canalisable Fluide Mise en oeuvreNaturePropriété
  • 8. découpe agro-alimentaire. décapage-chirurgie laser jet d’eau chirurgie – décapage cryo - ZAT récupération décapage, polissage Découpe découpe, traitement de surface hydroformage, … Applications hautes fréquences ondulatoireacoustique pression, débithydrodynamique Vecteur abrasifs Particules mousse chargée résidus de coupe bactérie traitement à haute pression biologique photonsguide d’ondeoptique caloriestempératurethermique ÉlémentsNaturePropriété
  • 13. Moteur : Thermique ou électrique Eau basse pression Eau Haute Pression
  • 15. PRESSION Additif Dosage Température Ecoulement Débit Angle d'incidence Distance de tir Matière et caractéristiques Support de coupe Diamètre de buse Vitesse d'avance Epaisseur Nb de couches sens orientation
  • 18. Avec additifs :Avec additifs :Sans polymSans polymèères :res : Zone de fluxZone de flux LaminaireLaminaire Jet cohJet cohéérentrent
  • 20. Nombre de passe Fluide de transport Le jet standard : 0.1 l/min d’abrasif 2 l/min d’eau 50 l/min d’air
  • 22. Rc :Retard de coupe Vf : vitesse d’avance Ep canon Rc
  • 23. 6 00010 00015 000 3 0005 00010 000 2 0002 5005 000 1 0001 5002 000 aluminium Kevlar époxy Carbone époxy
  • 25. Mohs : 4 Knoop : 700 2,2 à 2,65Dioxyde de silicium Sable de silice Mohs : 6,5 Knoop : 1100 3.3 Oxyde de manganèse Dioxyde de silicium Olivine Mohs : 7,5 Knoop : 1350 3,4 à 4,3 Tri silicates d'alumine, magnésie, calcite, oxyde de fer, manganèse, ou oxyde de chrome Grenat Mohs : 8,5 à 9,3 Knoop : 2100 3,95 à 4Oxyde d'aluminiumCorindon Mohs : 9,7 Knoop : 2500 3.2Carbure de siliciumSiC DURETEDENSITECOMPOSITIONABRASIF
  • 26. Vitesse de découpe en fonction du débit d'abrasif 0 200 400 600 800 1000 1200 0 10 20 30 Débit (Kg/h) Vf(m/min) Débit optimal Débit économique
  • 30. ou sur mesureGrenatTypes d’abrasif Concassés ou alluvionnaires formes des d’abrasifs Pas d’usure dans le cas des abrasifs ci-dessous 60 à 150 mm Longueur du tube de focalisation (Largeur approximative de la saignée de coupe) Ø0.8 à 2 mm Diamètre du tube de focalisation 0.5 l/min à 15 l/min Débit d’eau /tête pour la découpe Ø > 0.4 : haut débitØ0.15 à 0.7 mmDiamètre des buses (suivant matériaux, et qualité) 500 à 6000 barsPression de perçage 3000 à 6000 barsPression de découpe Observations Valeurs standards limites Paramètres standards
  • 32. Les propriétés spécifiques du jet cryogénique à Très Haute Pression effet de souffle, protection des oxydations, effluents gazeux décontaminables Détente gazeuse pas d’eau hors condensation pour vitesse faible pas de collage lors de la coupe des produits congelés retraitement facilité des abrasifs : effluents secs Hygrométrie présence d’azote sur et dans les zones coupées : limitation des oxydations, formation alumine, … neutralité T° de coupe -120 à -180°C : dilatation différentielle du décapage, TTH Thermique jet stérile, pureté de l’azote T.H.PStérile Observationscaractéristiques