Yves Godefert
Centre de Recherche d'Innovation et de Transfert de Technologie - Technique Jet Fluide et Usinage (CRITT-TIFU)
Présenté lors de "l'Usinage et assemblage des matériaux composites" - 26 septembre 2013 - Chambre des Métiers - Luxembourg
1. CCentre deentre de RRecherche decherche d ’’IInnovation et dennovation et de TTransfert deransfert de TTechnologieechnologie
TTechniquesechniques JJetet FFluide etluide et UUsinagesinage
2. Le CRITTLe CRITT TJFUTJFU -- ICEELICEEL
LES FLUIDES A TrLES FLUIDES A Trèès Haute Pressions Haute Pression
LE JET FLUIDE T.H.P.LE JET FLUIDE T.H.P.
LA DECOUPE PAR JET FLUIDE T.H.P.LA DECOUPE PAR JET FLUIDE T.H.P.
LE JET DLE JET D’’EAU PUREEAU PURE
TECHNOLOGIE DU JET CHARGETECHNOLOGIE DU JET CHARGE
LES PARAMETRESLES PARAMETRES
Recherche & DRecherche & Dééveloppementveloppement
Historique de la technologieHistorique de la technologie
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
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