Chez Rarlon Steel, j’exerce depuis plusieurs années dans le domaine de l’acier structurel et j’ai la responsabilité de la production et de la distribution de profils en acier haut de gamme. Pour bien comprendre la fabrication des poutres en I, il ne suffit pas de connaître les machines et les équipements : il est essentiel d’atteindre un équilibre adéquat entre la métallurgie et la structure. Cela permet au fournisseur de matériaux ou au maître d’ouvrage de disposer du matériau de construction adapté, ou à l’ingénieur chargé de la conception ou de la réalisation d’un immeuble de grande hauteur d’assurer sa mission dans les meilleures conditions. Il s’agit ici d’un guide approfondi consacré à la conception de ces poutres en I à section économique.

Choix et traitement des matières premières

La première étape de la production d'acier en profilé H est la sélection des matières premières, qui commence réellement à partir du minerai de fer, de la ferraille et des éléments d'alliage tels que le carbone, le manganèse et le silicium. Chez Rarlon Steel, nous accordons une importance particulière à la phase de fusion et d'affinage de la production. Durant cette phase, les matières premières sont traitées dans un four à oxygène basique (BOF) ou dans un four à arc électrique (EAF) jusqu'à l'obtention d'un état liquide. Parallèlement, nous devons maîtriser la composition chimique souhaitée afin de respecter les niveaux de conformité des normes ASTM A36, JIS G3192 ou EN 10025. Cela garantit que l'acier en profilé H produit possède la limite d'élasticité et la ductilité requises pour la construction et la fabrication de structures lourdes.

Coulée continue en billettes semi-finies

L'acier en fusion est d'abord coulé sous forme de demi-produits appelés « blooms » ou « billettes », après avoir passé nos tests de qualité. Nous utilisons la technologie de « coulée continue ». Cela signifie que l'acier en fusion est autorisé à former une brame continue solidifiée. Cette technique est supérieure à la coulée classique en lingots, car elle permet d'obtenir une structure interne plus homogène et plus constante. En ce qui concerne les profilés en H, nous coulons des blooms rectangulaires de grande taille, qui constituent la première étape de la séquence de laminage. Nous devons protéger le bloom, car à partir de ce stade, toute porosité interne compromettrait gravement l'intégrité structurelle et la sécurité de la poutre terminée.

Réchauffage et décapage

Avant que la mise en forme définitive des billettes ne soit effectuée, celles-ci doivent être réchauffées dans un four à poutres mobiles. Nous portons la température de l’acier à environ 1 100 °C, voire jusqu’à 1 250 °C. Une fois atteinte, cette température rend l’acier plastique et donc déformable. Un problème qui se pose lors de ce chauffage est la formation de « calamine », une couche d’oxyde de fer, à la surface de l’acier. Chez Rarlon Steel, nous disposons d’un système de décapage par projection d’eau à haute pression pour éliminer cette calamine. Il s’agit d’une étape cruciale dans la production d’acier en profilé H, car elle garantit une surface exempte de défauts et empêche l’incorporation de ces défauts à la surface dans le matériau lors du laminage.

Procédure universelle de laminage

L’étape la plus importante et cruciale dans le processus de fabrication des poutrelles en acier en H est appelée le laminage universel. Par exemple, les poutres en I peuvent être fabriquées sur ce que l’on appelle une laminoir à deux cylindres. Toutefois, les poutres en H doivent impérativement être produites sur un laminoir universel. En effet, ce type de laminoir est équipé à la fois de cylindres horizontaux et de cylindres verticaux, qui peuvent être utilisés simultanément pour comprimer à la fois l’âme et les semelles. Comme les semelles des poutrelles en acier en H sont larges et parallèles, l’emploi de cylindres verticaux est essentiel afin de contrôler indépendamment de l’âme l’épaisseur et la largeur des semelles. Ce type de déformation multi-axiale améliore la microstructure de l’acier et confère une capacité portante supérieure à celle des poutrelles soudées.

Refroidissement et redressage

Après avoir terminé l'usinage, l'acier en profilé H est incandescent et présente généralement une légère déformation due au processus d'usinage. Afin de maîtriser la microstructure de l'acier, nous utilisons un procédé de refroidissement contrôlé le long d'une « table de sortie ». Une fois ce refroidissement contrôlé achevé, les poutres entrent dans une machine de redressage à rouleaux multiples (généralement 8 à 9 rouleaux). Cette dernière étape est cruciale pour éliminer toutes les contraintes résiduelles ou courbures restantes des poutres en acier. Il est essentiel pour nous que chaque pièce d'acier en profilé H soit extrêmement droite. Cela nous permet d'offrir à nos clients un processus d'assemblage nettement plus aisé et de réduire jusqu'à 25 % le temps et les coûts de main-d'œuvre liés au soudage de l'acier.

Inspection finale et traitement de surface

Avant d'achever la fabrication d'un produit, nous effectuons des tests et des finitions à un stade préliminaire. Chacun de nos blocs en acier profilé en H est soumis à un contrôle par ultrasons ainsi qu'à un examen des propriétés mécaniques afin de vérifier que nous tenons nos engagements. Pour les projets exigeant une résistance accrue à la corrosion, tels que les ponts ou les installations côtières, un traitement de surface supplémentaire, comme la galvanisation à chaud, est requis. Les poutres en acier profilé en H Rarlon quittent l'entrepôt après avoir passé avec succès un contrôle portant sur la précision dimensionnelle, le poids, le rapport résistance/poids et l'intégrité de la surface, ce qui concrétise notre engagement à fournir une qualité exceptionnelle dans le cadre de partenariats mondiaux pour les infrastructures.