Le rôle de l’acier au sein du développement des énergies nouvelles

Le pétrole et le nucléaire requièrent des infrastructures, des équipements, des réseaux de fluides très spécifiques. L’acier se révèle un matériau-clé dans cet univers, qui, comme l’industrie chimique, cumule les défis : milieux très corrosifs, hautes températures, contraintes mécaniques élevées ^1).

Cette liste s’élargit aujourd’hui aux centrales d’énergie de traitement des déchets ménagers, aux unités de cogénération et de la géothermie, aux parcs d’énergie solaire et éoliens on et off-shore, ainsi qu’aux sites de production des biocarburants et sous-produits industriels issus de la conversion de la biomasse (à base de déchets forestiers et agricoles et des produits céréaliers, betteraves sucrières).

Les nouveaux moyens de production d’énergie se doivent être à la fois respectueux de l’environnement, performants, et avant tout les plus économiques possibles en termes de coûts d’investissement, d’exploitation, de maintenance et d’évolution, voire de démantèlement, dans le futur.

Une récente innovation technologique²⁾en matière de structures secondaires³⁾ en acier renforce les moyens pour ces filières d’atteindre ces objectifs.

L’exemple d’une usine de traitement biomasse

Une installation d’une usine de traitement biomasse, devant être capable de fournir des dizaines de milliers de MwH thermiques, nécessite l’étude et la réalisation de centaines de structures secondaires en acier pour supporter des réseaux de tuyauteries, dont beaucoup opèrent à de très hautes températures pour la circulation de la vapeur destinée au fonctionnement des turbines.

À cause des contraintes mécaniques (dilatation de l’acier des tuyauteries sous l’effet de la chaleur), il a été d’usage d’intégrer dans les études des fers de charpente secondaires de grandes dimensions, car nécessaires pour encaisser les forces torsionnelles élevées exercées sur les supports. Chaque support devait être calculé, dessiné et fabriqué individuellement en acier mécano-soudé (soit sur le site d’installation si des opérations de soudure y étaient autorisées, soit plus communément à l’extérieur), pour ensuite être passé par l’étape du traitement de surface (bain de galvanisation ou peinture multi-couches) avant livraison pour montage final sur site.

On évoque ici une quantité considérable d’heures de travail devant être consacrée aux études et ensuite à la fabrication des supports pour les tuyauteries, réseaux de câbles et diverses utilités.

Ce même constat reste valable pour les nombreuses plateformes, walkways et diverses structures métalliques destinées à l’usage du personnel d’exploitation et de maintenance.

Si l’on repart quelques années en arrière certains se souviendront d’une célèbre marque de jouets dont les cartons furent remplis de lames de métal troués et de vis.

Un acier plus léger et résistant

Cela a inspiré les recherches d’une nouvelle façon de concevoir et de fabriquer des structures secondaires en acier. Le résultat est un système de construction alliant légèreté, résistance et rapidité d’exécution, conforme aux normes européennes de sécurité en vigueur, et adapté aux usages et aux charges élevées typiques inhérentes aux installations industrielles.

À la base, le système est composé de profils pré-traités contre la corrosion dès la fabrication, aux formats carré ou rectangulaire et ajourés sur les quatre faces par une matrice de perforations aux tolérances de fabrication très précises.

Par comparaison aux profils ouverts conventionnels en acier, ces nouveaux profils sont considérablement plus légers, et offrent des valeurs de résistance à la torsion jusqu’à 2¹⁰ fois supérieures, ceci pour un encombrement moindre.

Chaque trou préformé accepte une vis ‘’auto-formeuse’’ : c’est l’autre élément-clé du système, issu de la même technologie de fixation largement plébiscitée dans l’industrie automobile pour ses excellentes performances mécaniques et capacité de maintien de l’intégrité des assemblages en conditions d’utilisation extrêmes (chocs, vibrations etc.). Cette technique d’assemblage présente l’avantage de n’exiger ni rondelle-frein ni contre-écrou en complément de la vis.

Pour l’assemblage des profils, et les raccordements entre les montages réalisés et les structures primaires du bâti, le système comprend une gamme de raccords et d’adaptateurs mécano-vissables.

Sur le plan de la sécurité, le système est certifié aux normes européennes EN 1090 qui sont le référentiel pour l’application du Règlement sur les Produits de Construction (RPC), induisant l’obligation de marquage CE des produits mis sur le marché, et qui traite des structures en acier ainsi que de leur exécution.

En termes des économies en tonnage d’acier secondaire, et en temps et ressources nécessaires pour des constructions neuves et des revampings, la technologie ‘’mécano-vissable’’ s’inscrit parmi les solutions éco-responsables, pérennes et économiquement viables au cœur de la révolution de la transition énergétique.

 1) FFA (Fédération Française de l’Acier)
http://www.acier.org/lacier/a-quoi-sert-lacier

2) Sikla GmbH, Allemagne
3) terme désignant de manière générale les structures en acier devant être fixés aux charpentes principales ou voiles en béton des bâtiments en dur ou en ossatures charpente, racks etc.., et destinées à supporter les divers réseaux de tuyauteries, de chemins de câbles, d’utilités ou équipements de process d’une installation.

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