Introduction aux tôles d'acier pour la construction navale
Les tôles d'acier pour la construction navale, couramment appelées tôles d'acier marines, sont des produits spécifiques en acier laminé à chaud, fabriqués dans le strict respect des règles de construction et des spécifications des sociétés de classification internationales, destinés à la structure de coque des navires ces tôles sont généralement fabriquées en acier au carbone de haute qualité et en acier faiblement allié, conçues pour résister à l’environnement marin rigoureux, caractérisé par la corrosion chimique, la corrosion électrochimique et les attaques biologiques dues à la vie marine et aux micro-organismes. Les tôles pour navires doivent posséder une combinaison de propriétés essentielles : une résistance et une ténacité adéquates, de bonnes performances à basse température, une excellente résistance à la corrosion et une soudabilité supérieure elles sont produites par les principaux hauts-fourneaux du monde entier et constituent des matériaux indispensables à la construction de presque toutes les parties d’un navire, de la coque et du pont aux cloisons étanches et à la quille .
Systèmes de classification par résistance générale et résistance élevée
Les aciers structuraux pour la construction navale se divisent en deux catégories principales selon leur limite élastique minimale : aciers structuraux à résistance générale et aciers structuraux à haute résistance l’acier structural à résistance générale se divise en quatre niveaux de qualité : A, B, D et E —les quatre nuances présentent toutes une limite d’élasticité identique (minimum 235 N/mm²) et une résistance à la traction identique (400–520 N/mm²) . La distinction entre les nuances réside dans leur ténacité au choc à différentes températures : la nuance A ne nécessite aucun essai de choc (essai effectué à température ambiante) ; la nuance B est soumise à un essai à 0 °C ; la nuance D, à –20 °C ; et la nuance E, à –40 °C . Les aciers structuraux à haute résistance sont par ailleurs classés selon leur niveau de résistance et leur qualité. Les niveaux de résistance sont désignés par des chiffres : 32 (limite d’élasticité minimale de 315 N/mm²), 36 (limite d’élasticité minimale de 355 N/mm²) et 40 (limite d’élasticité minimale de 390 N/mm²) . Chaque niveau de résistance est disponible en quatre qualités — A, D, E et F — correspondant respectivement à des températures d’essai de choc de 0 °C, –20 °C, –40 °C et –60 °C. Les nuances courantes à haute résistance comprennent AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36, AH40, DH40 et EH40 les préfixes alphabétiques indiquent le niveau de ténacité : « A » pour 0 °C, « D » pour -20 °C, « E » pour -40 °C et « F » pour -60 °C, la classe F offrant la ténacité la plus élevée.
Normes internationales et agréments des sociétés de classification
Les tôles d’acier pour la construction navale doivent être certifiées par des sociétés de classification reconnues internationalement afin de garantir le respect de normes rigoureuses en matière de sécurité et de qualité. Les principales sociétés de classification comprennent ABS (American Bureau of Shipping), LR (Lloyd's Register), DNV (Det Norske Veritas), Le BV (Bureau Veritas), CCS (China Classification Society), GL(Germanischer Lloyd), N.C. (Nippon Kaiji Kyokai) KR (enregistrement coréen) et RINA (Registre naval italien) les normes internationales principales régissant les tôles pour navires comprennent ASTM A131 (la norme américaine prédominante pour les aciers de construction destinés aux navires), GB/T 712 (la norme chinoise pour les aciers destinés à la construction navale) et EN 10225 (la norme européenne pour les aciers structurels destinés aux installations offshore) . L’ASTM A131 couvre les nuances A, B, D, E, AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36, AH40, DH40 et EH40 . La norme chinoise GB/T 712 spécifie les nuances de résistance générale CCSA, CCSB, CCSC et CCSD, ainsi que les nuances à haute résistance CCS-A32 et CCS-A36 . Les tôles peuvent être livrées dans divers états selon la nuance : laminées à chaud avec contrôle de la température, normalisées ou traitées thermomécaniquement (TMCP) .
Spécifications dimensionnelles et plages d’épaisseur
Les tôles d’acier pour la construction navale sont fabriquées dans une vaste gamme de dimensions afin de répondre aux différentes tailles de navires et aux exigences structurelles variées. Les épaisseurs typiques vont de 4 mm à 260 mm , avec des largeurs allant de 1 200 mm à 4 000 mm et des longueurs allant de 3 000 mm à 18 000 mm pour des applications spécialisées, des tôles peuvent être produites jusqu’à une épaisseur de 300 mm, voire même de 450 mm. Les nuances de résistance générales A, B, D et E sont généralement disponibles dans des épaisseurs allant jusqu’à 22 mm. Les nuances à haute résistance AH32 et AH36 sont couramment fournies dans diverses plages d’épaisseur, des tôles dépassant 30 mm étant facilement disponibles les propriétés mécaniques des tôles pour construction navale varient en fonction de l’épaisseur, et les règles des sociétés de classification spécifient des limites maximales d’épaisseur pour chaque nuance. Pour les épaisseurs supérieures à 30 mm, un préchauffage à 120-150 °C est généralement requis avant soudage .
Applications dans tous les types de navires et composants structurels
Les tôles en acier pour la construction navale constituent des matériaux fondamentaux utilisés dans la fabrication de presque toutes les parties d’un navire les nuances de résistance générales A et B sont principalement utilisées pour les composants structurels moins critiques, représentant environ 90 % de la production totale de tôles pour navires. Ces nuances sont couramment employées dans la construction des ponts supérieurs, des cloisons étanches, des couvercles d’écoutilles et des sections non critiques de la coque. .
Nuances à haute résistance AH32, DH32, EH32, AH36, DH36 et EH36 sont utilisées pour les composants structurels essentiels, notamment la coque, les ponts, les cloisons étanches longitudinales et les couvercles d’écoutilles de pétroliers, porte-charbon, porte-conteneurs et méthaniers ces tôles à haute résistance sont prisées pour leur excellente soudabilité et sont fréquemment utilisées pour fabriquer les éléments porteurs les plus critiques des navires. par exemple, l’acier AH36 (résistance à la limite d’élasticité ≥ 355 MPa) permet d’utiliser des tôles de coque plus fines, réduisant ainsi le poids en acier de 15 à 20 % sur les grands porte-conteneurs des applications spécifiques incluent les tôles de cloisons longitudinales, les lisses supérieures adjacentes aux ponts de résistance et d’autres zones fortement sollicitées dans le secteur offshore, les tôles pour navires sont utilisées pour les plates-formes de forage pétrolier offshore , les jonctions de tuyaux des plates-formes et d’autres structures marines pour les méthaniers, qui exigent des matériaux capables de résister à des températures de -162 °C, de l’acier au nickel à 9 % est utilisé pour les cuves à membrane, tandis que les nuances ASTM A131 sont prescrites pour les structures secondaires nécessitant des essais de résilience à -40 °C les tôles pour navires sont également essentielles pour les porte-conteneurs, les vraquiers, les paquebots, les ferries et les yachts le choix des nuances d’acier appropriées dépend de l’emplacement structural, des charges prévues et de l’environnement opérationnel du navire, afin d’assurer des performances sûres et fiables tout au long de sa durée de service.
