Maîtrise de la PLAnéité des Tôles métalliques FORmées par laMinage – PLATFORM

Livrer des tôles de caractéristiques mécaniques croissantes et au meilleur coût est l'un des enjeux majeurs de l’industrie métallurgique. D’où, pour le lamineur, des difficultés accrues de réaliser les tôles géométriquement parfaites qu’exige l’emboutisseur et in fine maîtriser les défauts de planéité par flambage.
Pour aider à l’industrialisation de nouveaux formats de bandes et de nouvelles nuances tant d’aluminium que d’acier de très hautes performances, nous proposons de développer des méthodes innovantes de mesure et des modèles prédictifs de la planéité de bandes métalliques laminées.

Le projet comporte deux volets en interaction :

1) une amélioration des dispositifs de mesure :

i) de la planéité latente grâce à des fibres optiques noyées en sub-surface d'un rouleau de mesure, pour une meilleure résolution spatiale ainsi qu'une compensation intrinsèque des effets thermiques, et
ii) de la planéité manifeste via une appréhension globale en ligne, par laser, des contraintes et de la géométrie.

2) la construction de modèles prédictifs. Deux voies de modélisation seront empruntées :

i)l’une « intégrée », où le flambage est transcrit par une modification de la loi de comportement dans un logiciel de type éléments finis 3D de laminage ;
ii) l’autre « hybride » couplant par la méthode Arlequin ce logiciel de laminage avec un modèle de coques.

Les résultats numériques seront confrontés aux résultats expérimentaux, permettant une validation fine et inaccessible à ce jour, notamment en rives où de forts gradients de contraintes résiduelles sont observés. Le projet conjugue les savoir-faire complémentaires de sept partenaires expérimentés.

Les principaux points novateurs sont :

1) au plan expérimental, la mise en œuvre d’une mesure de planéité latente en ligne par fibres optiques à réseaux de Bragg, offrant une bien meilleure résolution que l’existant, et la mise en œuvre de dispositifs expérimentaux pour étudier le lien entre flambage et contraintes résiduelles,

2) des méthodes numériques avancées pour analyser de manière couplée la mécanique de l’emprise et celle des instabilités de flambage hors emprise.

Ces recherches sont stratégiques pour les industriels français du secteur du laminage avec une attente de retombées économiques importantes à court terme. Il s’agit là de garantir la compétitivité des usines de production en maintenant un niveau d’excellence sur les outils de régulation de la planéité des tôles minces, pour leur fournir des relais de croissance. Ces recherches aideront à garantir l’industrialisation d’alliages plus durs, plus larges et plus fins afin de répondre aux demandes actuelles et futures du marché, donc à la ré-industrialisation de notre pays.