Assemblage par clip mécanique de profiles extrudes en aluminium

Abstract

Les structures en aluminium tendent de plus en plus à remplacer celles en acier. Elles possèdent de nombreux avantages, comme la légèreté, la résistance et le faible coût de fabrication. Ce remplacement est un défi, car il demande de longues études pour compenser le module de Young trois fois plus faible en adaptant la forme de la section pour obtenir un niveau de rigidité et de résistance comparable. Il persiste malgré tout un problème : la perte de temps et d’argent sur des planchers structuraux qui doivent souvent être soudés, boulonnés, rivetés ou collés. La quasi-totalité des planchers extrudés pour ponts, transports, bennes ont besoin d’une étape d’assemblage coûteuse en temps et en moyens, mais nécessaire pour maintenir et rigidifier la structure. Par ailleurs, elle crée des contraintes locales supplémentaires dans les « zones thermiquement affectées » par le soudage ou dans les œillets de fixation des boulons et des rivets.

Concevoir une technologie de profilés extrudés qui s’assemblent par clip mécanique permettrait de gagner un temps et des coûts d’assemblage considérables, tout en limitant les zones de contraintes locales et en simplifiant le montage des planchers en aluminium. Les modèles de clips proposés devront être paramétrables afin de s’adapter à différents cahiers des charges, que ce soit dans le domaine des transports, des ponts ou autres, et pour répondre aux mêmes normes et chargements. Cette étude repose sur l’analyse par éléments finis et le dimensionnement des efforts d’assemblage, la résistance aux charges typiques et l’optimisation des géométries. Ces travaux sont menés sur SolidWorks pour la conception et ANSYS pour les simulations avec de nombreux ajustements entre ces deux logiciels. Une étude expérimentale est également menée avec des tests de statique sur des échantillons découpés au jet d’eau, puis sur de vraies extrusions avec des tests d’assemblage, de statique et de fatigue.