Assembler et souder
Module 4 / 5
Sommaire
4.1 Les procédés d'assemblage en chaudronnerie
Découper et former une tôle ne suffit pas : il faut ensuite réunir les éléments entre eux pour obtenir l'ouvrage final. La chaudronnerie dispose de toute une famille de procédés d'assemblage, du soudage qui domine l'atelier au boulonnage des charpentes, sans oublier le rivetage, le sertissage ou le collage. Ce chapitre pose le cadre : ce qui distingue un assemblage permanent d'un assemblage démontable, et comment le chaudronnier choisit la bonne technique.
Panorama des procédés d'assemblage
| Procédé | Caractère | Étanche ? | Usage typique |
|---|---|---|---|
| Soudage | Permanent | Oui | Réservoirs, tuyauteries, structures soudées |
| Boulonnage | Démontable | Avec joint | Charpentes, structures à monter/démonter |
| Rivetage | Permanent | Selon mise en œuvre | Tôlerie, aéronautique, ouvrages anciens |
| Sertissage / agrafage | Permanent | Selon agrafure | Tôlerie fine, gaines, conduits |
| Collage structural | Permanent | Oui | Aluminium, composites, assemblages légers |
Assemblages permanents et assemblages démontables
Avant de choisir une technique, le chaudronnier se pose une question simple : l'assemblage devra-t-il un jour être défait ? Cette distinction structure toute la famille des procédés.
- Les assemblages permanents (indémontables) : ils ne peuvent être défaits sans détruire ou endommager les éléments. C'est le cas du soudage, du rivetage, du sertissage ou du collage. On les choisit lorsque l'ouvrage est destiné à rester solidaire toute sa vie.
- Les assemblages démontables : ils peuvent être défaits puis refaits sans dégrader les pièces, comme le boulonnage ou le vissage. On les retient quand l'ouvrage doit être transporté en éléments, monté sur site, ou démonté pour maintenance.
Le soudage : l'assemblage dominant en chaudronnerie
Le soudage est de loin l'assemblage permanent le plus utilisé en chaudronnerie. Il crée une liaison métallique par fusion : on porte localement le métal à l'état liquide, avec ou sans métal d'apport, et la solidification réunit les pièces en une continuité de matière.
Cette continuité explique sa place centrale : un assemblage soudé peut être aussi résistant que le métal de base et assurer une parfaite étanchéité, ce qui est indispensable pour les réservoirs, les tuyauteries et les appareils sous pression.
Le soudage regroupe lui-même plusieurs procédés (à l'arc, sous gaz, par résistance…) qui font l'objet du chapitre suivant. Une étape préliminaire mérite d'être citée dès maintenant : le pointage, qui consiste à réaliser de petites soudures provisoires pour maintenir les pièces en position avant l'assemblage définitif.
Le boulonnage et le vissage
Le boulonnage est l'assemblage démontable de référence, en particulier pour les charpentes métalliques et les structures que l'on assemble sur site. On distingue deux grandes familles :
- Les boulons ordinaires : ils travaillent essentiellement par appui et cisaillement de la tige dans le trou. Ils conviennent aux assemblages courants.
- Les boulons précontraints à serrage contrôlé : serrés à un effort élevé et maîtrisé, ils plaquent fortement les pièces l'une contre l'autre et transmettent les efforts par frottement. On les emploie sur les structures fortement sollicitées.
Deux notions sont essentielles à la bonne tenue d'un boulonnage : la classe de qualité du boulon (qui caractérise sa résistance) et le couple de serrage appliqué, qui doit respecter la valeur prévue par le bureau d'études.
Le rivetage et le sertissage
Le rivetage est un assemblage permanent historique : il a longtemps servi à construire les ponts et les chaudières anciennes avant la généralisation du soudage. Il reste employé aujourd'hui en aéronautique et pour certains réservoirs. On distingue :
- Les rivets pleins : posés à chaud ou à froid, ils nécessitent un accès des deux côtés des tôles.
- Les rivets aveugles : posés depuis une seule face, particulièrement adaptés à la tôlerie lorsque l'arrière n'est pas accessible.
Le sertissage (ou agrafage) assemble les tôles par déformation, en repliant et emboîtant leurs bords (agrafures), sans apport de chaleur. C'est une technique courante en tôlerie fine, pour les gaines de ventilation et les conduits.
L'absence de chaleur est un atout : pas de risque de déformation thermique ni d'altération des revêtements (galvanisation, peinture) des tôles minces.
Les grands procédés en un coup d'œil
Soudage
Liaison métallique par fusion, permanente et étanche.
Boulonnage
Démontable, à serrage contrôlé pour les structures.
Rivetage
Permanent, rivets pleins ou aveugles en tôlerie.
Sertissage
Déformation des tôles, sans apport de chaleur.
Collage
Structural, sur aluminium et composites.
Le collage structural et les critères de choix
Le collage structural est un assemblage permanent de plus en plus utilisé, notamment sur l'aluminium et les matériaux composites, où le soudage est délicat ou impossible. Il répartit l'effort sur toute la surface collée et évite de percer les pièces. Sa réussite repose entièrement sur la préparation de surface (dégraissage, traitement) : un support mal préparé compromet toute la liaison.
Face à ce panel de techniques, le chaudronnier arbitre selon plusieurs critères :
- Le caractère permanent ou démontable attendu de l'assemblage.
- L'étanchéité requise (réservoir, tuyauterie sous fluide).
- Les matériaux à assembler (acier, inox, aluminium, composite).
- Les sollicitations mécaniques que devra supporter la liaison.
- L'accessibilité de la zone (une face ou deux, encombrement).
- Le coût et la cadence de production visés.
Mes réflexes terrain
- Je me demande d'abord si l'assemblage devra être démonté un jour avant de choisir entre soudage et boulonnage.
- Avant l'assemblage définitif, je pointe mes pièces pour les maintenir en position et contrôler la géométrie.
- Pour un boulonnage de structure, je vérifie la classe du boulon et j'applique le couple de serrage prévu.
À retenir
- Les assemblages se répartissent en permanents (soudage, rivetage, sertissage, collage) et démontables (boulonnage, vissage).
- Le soudage domine la chaudronnerie : liaison métallique par fusion, résistante et étanche (détaillé au chapitre 4.2).
- Le boulonnage est l'assemblage démontable de référence : boulons ordinaires ou précontraints, avec classe de qualité et couple de serrage à respecter.
- Le rivetage (rivets pleins ou aveugles) et le sertissage / agrafage (déformation des tôles, sans chaleur) restent utilisés en tôlerie et aéronautique.
- Le collage structural progresse sur aluminium et composites, à condition d'une préparation de surface soignée.
- Le choix d'un procédé dépend du caractère démontable, de l'étanchéité, des matériaux, des sollicitations, de l'accessibilité et du coût.