Profils creux octogonaux en soudage hybride laser pour mât télescopique de kite
Une approche visant à réduire la consommation de carburant des grands navires et porte-conteneurs utilise un kite pour exploiter l’énergie du vent, avec sur le pont un mât télescopique servant de tour de lancement et de récupération. Lorsque le kite est déployé, le mât se déploie entièrement ; lorsqu’il n’est pas utilisé, il se rétracte. Pour un projet destiné à l’Allemagne, la construction de ce mât nécessitait un ensemble de profils creux sur mesure : emboîtés les uns dans les autres, chacun d’une taille différente, tous de géométrie octogonale spécifique et tous en acier au carbone spécial pour la marine. Les profils devaient être suffisamment rigides pour un fonctionnement sûr sous charge, mais aussi légers que possible pour ne pas surcharger le navire.
Rigidité, faible poids et tolérances extrêmement serrées
Un mât télescopique impose à sa structure des exigences contradictoires. Il doit être assez rigide pour supporter les charges mécaniques lors du déploiement et de la récupération du kite, mais chaque kilogramme supplémentaire alourdit les hauts du navire ; la conception devait donc être aussi légère que possible dans la limite de la rigidité requise. Comme les profils s’emboîtent les uns dans les autres et que le mât doit coulisser sans à-coups, les tolérances dimensionnelles étaient extrêmement serrées : tout écart de géométrie de la section aurait directement affecté le fonctionnement mécanique. Le cahier des charges exigeait en outre un profil octogonal sur mesure, qui n’est pas une forme de catalogue standard, ainsi qu’un acier spécial pour la construction navale D36, une nuance certifiée pour ce secteur.
Profils octogonaux en D36 de 800×800 mm à 180×180 mm par soudage hybride laser
Un ensemble de profils creux octogonaux en acier marine D36 a été produit, du plus grand segment de 800 x 800 mm au plus petit de 180 x 180 mm en dimensions extérieures. Chaque profil a été assemblé par soudage hybride laser avec technologie laser 3D. Le soudage hybride laser associe la pénétration profonde et le faible apport de chaleur du soudage laser à la capacité de pontage des jeux du soudage à l’arc, ce qui produit des soudures saines avec une distorsion minimale et de bonnes propriétés mécaniques dans tout le joint. Ces deux qualités, intégrité des soudures et stabilité dimensionnelle, étaient indispensables au bon fonctionnement des profils dans un mécanisme télescopique de précision.
Contexte d’application
Ce projet s’inscrit dans le segment construction navale et maritime de Montanstahl, où des profils creux sur mesure soudés au laser sont prescrits pour des applications structurelles de précision sur des navires et des équipements offshore. Un mât de propulsion par kite en est un bon exemple : il doit allier performance structurelle et tolérances dimensionnelles serrées sur toute une gamme de tailles de section, dans un acier marine certifié. Les profils creux sur mesure de ce type sont fabriqués selon les plans du client et fournis dans le monde entier aux chantiers navals, aux fabricants d’équipements marins et aux armateurs.