{"id":1473,"date":"2023-09-26T15:29:28","date_gmt":"2023-09-26T13:29:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.buser-ot.ch\/?page_id=1473"},"modified":"2025-04-28T04:50:58","modified_gmt":"2025-04-28T02:50:58","slug":"projection-thermique","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.buser-ot.ch\/fr\/revetements-surface\/projection-thermique\/","title":{"rendered":"Projection thermique"},"content":{"rendered":"
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La projection thermique : Procédés, matériaux et applications<\/h1>\n\n<\/div>\n\n\t<\/div>\n\n<\/div>\t\t\n\n\n\n\n\n
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La projection thermique est un proc\u00e9d\u00e9 \u00e9tabli de la technique des surfaces, utilis\u00e9 dans de nombreux secteurs industriels. L’application de couches fonctionnelles permet d’am\u00e9liorer ou de r\u00e9tablir de mani\u00e8re cibl\u00e9e les propri\u00e9t\u00e9s des surfaces de composants – que ce soit en termes de r\u00e9sistance \u00e0 l’usure, de protection contre la corrosion ou de propri\u00e9t\u00e9s fonctionnelles telles que l’isolation \u00e9lectrique et thermique. Pour ce faire, il existe une multitude de proc\u00e9d\u00e9s de pulv\u00e9risation et de mat\u00e9riaux qui peuvent \u00eatre combin\u00e9s individuellement en fonction des exigences.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

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Principes et avantages des proc\u00e9d\u00e9s de projection thermique\u00a0<\/h2>\n\n\n
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La projection thermique d\u00e9signe un groupe de proc\u00e9d\u00e9s de rev\u00eatement dans lesquels un mat\u00e9riau d’apport est fondu par un apport de chaleur externe et appliqu\u00e9 \u00e0 grande vitesse sur une surface pr\u00e9par\u00e9e. Les couches ainsi obtenues adh\u00e8rent en premier lieu m\u00e9caniquement et permettent de modifier ou d’optimiser de mani\u00e8re cibl\u00e9e les propri\u00e9t\u00e9s des surfaces de pi\u00e8ces – sans imposer de fortes contraintes thermiques au mat\u00e9riau de base. <\/p>\n\n\n\n

La caract\u00e9ristique de tous les proc\u00e9d\u00e9s de projection thermique est le faible apport de chaleur, qui permet de rev\u00eatir \u00e9galement des mat\u00e9riaux sensibles \u00e0 la temp\u00e9rature. Contrairement au soudage, le mat\u00e9riau de base n’est pas fondu, ce qui \u00e9vite les d\u00e9formations et les modifications de la structure. De plus, il est possible d’appliquer des couches par projection thermique d’une grande pr\u00e9cision dimensionnelle et d’une \u00e9paisseur variable, allant de fines couches fonctionnelles \u00e0 des syst\u00e8mes de couches de plusieurs millim\u00e8tres d’\u00e9paisseur.  <\/p>\n\n\n\n

Un avantage central r\u00e9side dans la diversit\u00e9 des mat\u00e9riaux : du m\u00e9tal pur aux c\u00e9ramiques et aux mat\u00e9riaux composites en passant par les alliages, les mat\u00e9riaux les plus divers peuvent \u00eatre trait\u00e9s. Cette diversit\u00e9 ouvre un large \u00e9ventail d’applications – de la protection contre l’usure et la corrosion \u00e0 la barri\u00e8re thermique en passant par l’isolation \u00e9lectrique. Une application partielle ou totale est \u00e9galement possible, ce qui permet une adaptation cibl\u00e9e aux exigences sp\u00e9cifiques des pi\u00e8ces.  <\/p>\n\n\n\n

En outre, la projection thermique permet de remettre \u00e0 neuf des composants us\u00e9s ou endommag\u00e9s. Au lieu d’une nouvelle fabrication, les composants existants peuvent \u00eatre remis en \u00e9tat gr\u00e2ce \u00e0 des rev\u00eatements appropri\u00e9s et continuer \u00e0 \u00eatre utilis\u00e9s. Le proc\u00e9d\u00e9 est donc non seulement techniquement efficace, mais il contribue \u00e9galement \u00e0 la pr\u00e9servation des ressources. <\/p>\n\n\n\n

Vue d’ensemble des proc\u00e9d\u00e9s de projection thermique<\/h2>\n\n\n\n

En fonction des exigences en mati\u00e8re de propri\u00e9t\u00e9s des couches, de mat\u00e9riau du substrat et de g\u00e9om\u00e9trie des composants, diff\u00e9rents proc\u00e9d\u00e9s sont disponibles dans la projection thermique. Ceux-ci se distinguent par la source d’\u00e9nergie utilis\u00e9e, le degr\u00e9 d’acc\u00e9l\u00e9ration des particules et l’influence thermique sur le substrat. Le choix du proc\u00e9d\u00e9 appropri\u00e9 est d\u00e9cisif pour la qualit\u00e9 et la fonctionnalit\u00e9 du rev\u00eatement.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Projection \u00e0 la flamme et variantes<\/h3>\n\n\n\n

Dans la projection \u00e0 la flamme classique, le mat\u00e9riau \u00e0 projeter – g\u00e9n\u00e9ralement sous forme de poudre ou de fil – est inject\u00e9 dans une flamme de gaz combustible et d’oxyg\u00e8ne, o\u00f9 il est fondu et appliqu\u00e9 sur le composant par de l’air comprim\u00e9 ou un jet de gaz. La temp\u00e9rature de la flamme est inf\u00e9rieure \u00e0 la temp\u00e9rature de fusion de nombreuses c\u00e9ramiques, ce qui rend ce proc\u00e9d\u00e9 particuli\u00e8rement adapt\u00e9 aux mat\u00e9riaux m\u00e9talliques et \u00e0 faible point de fusion.  <\/p>\n\n\n\n

Des variantes telles que la projection \u00e0 la flamme de fil ou la projection \u00e0 la flamme de poudre avec fusion sont souvent utilis\u00e9es pour des t\u00e2ches de r\u00e9paration ou pour la correction des dimensions. La fusion apr\u00e8s la projection produit des couches \u00e9tanches aux gaz et aux liquides avec une grande r\u00e9sistance m\u00e9canique.  <\/p>\n\n\n\n

La projection de m\u00e9tal \u00e0 la flamme, par exemple avec du fil d’aluminium, est \u00e9galement r\u00e9pandue et utilis\u00e9e dans la protection contre la corrosion – en particulier dans l’environnement maritime, car l’aluminium offre une protection cathodique par rapport au mat\u00e9riau de base. <\/p>\n\n\n\n

Projection \u00e0 la flamme \u00e0 haute vitesse (HVOF)<\/h3>\n\n\n\n

La projection \u00e0 la flamme \u00e0 haute vitesse (High Velocity Oxy Fuel, HVOF) utilise une combustion contr\u00f4l\u00e9e de gaz ou de k\u00e9ros\u00e8ne pour g\u00e9n\u00e9rer des vitesses de jet extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9es. Le mat\u00e9riau projet\u00e9 n’est pas compl\u00e8tement fondu, mais appliqu\u00e9 \u00e0 l’\u00e9tat plastique sur le substrat avec une \u00e9nergie cin\u00e9tique \u00e9lev\u00e9e.  <\/p>\n\n\n\n

Les rev\u00eatements HVOF se caract\u00e9risent par des couches tr\u00e8s denses et adh\u00e9rentes, d’une grande duret\u00e9 et d’une faible teneur en pores. Ils sont particuli\u00e8rement r\u00e9sistants \u00e0 l’usure et constituent une excellente alternative au chrome dur – notamment en ce qui concerne les exigences en mati\u00e8re d’environnement et de s\u00e9curit\u00e9 au travail. L’\u00e9nergie \u00e9lev\u00e9e du processus permet en outre une meilleure adh\u00e9rence sur les mat\u00e9riaux de base m\u00e9talliques.<\/p>\n\n\n\n

Projection au plasma – \u00e9galement appel\u00e9e projection au plasma atmosph\u00e9rique<\/h3>\n\n\n\n

La projection au plasma utilise un arc \u00e9lectrique qui ionise un gaz de processus qui le traverse et g\u00e9n\u00e8re ainsi un plasma dont la temp\u00e9rature peut atteindre 20 000\u00b0C. Cela permet de traiter des mat\u00e9riaux \u00e0 point de fusion \u00e9lev\u00e9 comme les c\u00e9ramiques d’oxyde ou les m\u00e9taux durs.  <\/p>\n\n\n\n

Dans le cas de la projection plasma atmosph\u00e9rique (APS), le processus se d\u00e9roule sous pression ambiante et est souvent utilis\u00e9 pour la fabrication de couches fonctionnelles en c\u00e9ramique. Les applications typiques sont les couches d’isolation \u00e9lectrique, les couches d’isolation thermique ou les couches de protection contre l’usure. Les br\u00fbleurs internes sont \u00e9galement utilis\u00e9s ici, par exemple pour le rev\u00eatement de surfaces internes ou de cylindres creux. <\/p>\n\n\n\n

Projection \u00e0 l’arc \u00e9lectrique \u00e0 fil, projection \u00e0 la flamme \u00e0 fil et projection \u00e0 la flamme \u00e0 poudre<\/h3>\n\n\n\n

La projection \u00e0 l’arc \u00e9lectrique est bas\u00e9e sur un arc \u00e9lectrique entre deux \u00e9lectrodes \u00e0 fil. Le m\u00e9tal fondu est pulv\u00e9ris\u00e9 par de l’air comprim\u00e9 et d\u00e9pos\u00e9 sur le substrat. Ce proc\u00e9d\u00e9 offre un taux de d\u00e9p\u00f4t de mat\u00e9riau \u00e9lev\u00e9 et est souvent utilis\u00e9 pour des couches de protection anticorrosion de grande surface – par exemple dans la construction m\u00e9tallique ou la construction de ponts.  <\/p>\n\n\n\n

La projection de poudre \u00e0 la flamme est utilis\u00e9e lorsque des mat\u00e9riaux en poudre doivent \u00eatre trait\u00e9s. Elle est \u00e9conomique et polyvalente et convient \u00e0 la restauration rapide des fonctions de surface.  <\/p>\n\n\n\n

La projection \u00e0 la flamme de fils, une variante de la projection \u00e0 la flamme classique, utilise des fils m\u00e9talliques comme mat\u00e9riau de d\u00e9part. Ce proc\u00e9d\u00e9 est relativement peu co\u00fbteux et convient bien \u00e0 l’application de couches de protection et de r\u00e9paration simples.  <\/p>\n\n\n\n

Mat\u00e9riaux pour le rev\u00eatement thermique<\/h2>\n\n\n\n

Le choix du mat\u00e9riau de rev\u00eatement est un facteur central pour la performance des couches projet\u00e9es par voie thermique. En fonction de la fonction souhait\u00e9e – protection contre l’usure, r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion ou isolation thermique – on utilise des m\u00e9taux, des alliages, des m\u00e9taux durs ou des c\u00e9ramiques. Des combinaisons de diff\u00e9rents mat\u00e9riaux, appel\u00e9es pseudo-alliages, sont \u00e9galement possibles.<\/p>\n\n\n\n

Rev\u00eatements m\u00e9talliques : M\u00e9taux purs, alliages et pseudo-alliages<\/h3>\n\n\n\n

Les rev\u00eatements m\u00e9talliques comptent parmi les mat\u00e9riaux les plus fr\u00e9quemment utilis\u00e9s dans la projection thermique. Les m\u00e9taux purs comme l’aluminium ou le zinc sont utilis\u00e9s en premier lieu pour la protection cathodique contre la corrosion – par exemple dans la construction navale ou le secteur offshore. L’aluminium est particuli\u00e8rement adapt\u00e9 \u00e0 la projection \u00e0 la flamme, car il se distingue par sa r\u00e9sistance \u00e0 l’oxydation et ses bonnes propri\u00e9t\u00e9s de fonctionnement en cas d’urgence.  <\/p>\n\n\n\n

Les aciers et les alliages de m\u00eame type sont surtout utilis\u00e9s pour les couches de r\u00e9paration. La construction se fait couche par couche, tout en conservant les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques du mat\u00e9riau d’origine. Les alliages auto-coulants – par exemple les alliages \u00e0 base de nickel – permettent de fondre la couche appliqu\u00e9e, ce qui donne une surface particuli\u00e8rement dense et r\u00e9sistante \u00e0 l’usure.  <\/p>\n\n\n\n

Les pseudo-alliages sont constitu\u00e9s d’une combinaison de plusieurs mat\u00e9riaux aux propri\u00e9t\u00e9s compl\u00e9mentaires. Il s’agit par exemple de rev\u00eatements en Ni-graphite aux propri\u00e9t\u00e9s autolubrifiantes ou de couches composites c\u00e9ramique-m\u00e9tal qui offrent une r\u00e9sistance \u00e0 l’usure particuli\u00e8rement \u00e9lev\u00e9e. Il est \u00e9galement possible de combiner le m\u00e9tal et le plastique pour obtenir des propri\u00e9t\u00e9s anti-adh\u00e9rentes. <\/p>\n\n\n

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Mat\u00e9riaux c\u00e9ramiques : Projection thermique avec c\u00e9ramique<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Dans la projection thermique, les c\u00e9ramiques sont principalement trait\u00e9es sous forme d’oxyde, comme l’oxyde d’aluminium, l’oxyde de chrome ou l’oxyde de zirconium. En raison de leur point de fusion \u00e9lev\u00e9, elles sont principalement utilis\u00e9es dans le proc\u00e9d\u00e9 de projection au plasma.  <\/p>\n\n\n\n

Les rev\u00eatements c\u00e9ramiques se caract\u00e9risent par une excellente r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion et \u00e0 l’usure. Ils servent de couches de protection dans des environnements abrasifs ou chimiquement agressifs, d’isolants \u00e9lectriques ou de couches d’isolation thermique – par exemple dans la technique des turbines. Elles sont \u00e9galement utilis\u00e9es dans le rev\u00eatement des creusets, car elles ne sont pratiquement pas mouill\u00e9es par les m\u00e9taux en fusion.  <\/p>\n\n\n\n

La projection thermique avec de la c\u00e9ramique permet d’appliquer des couches fonctionnelles aux propri\u00e9t\u00e9s d\u00e9finies avec pr\u00e9cision, sans que le substrat sous-jacent ne soit modifi\u00e9 par l’action de la chaleur. Ainsi, m\u00eame les mat\u00e9riaux sensibles \u00e0 la temp\u00e9rature peuvent \u00eatre rev\u00eatus de mani\u00e8re fiable.  <\/p>\n\n\n

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Rev\u00eatements en m\u00e9tal dur et alternatives au chrome dur<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Les m\u00e9taux durs tels que le carbure de tungst\u00e8ne (WC) ou le carbure de chrome (Cr\u2083C\u2082) offrent une r\u00e9sistance \u00e0 l’usure extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9e face aux sollicitations m\u00e9caniques – notamment en cas d’attaque abrasive ou \u00e9rosive. En combinaison avec des liants m\u00e9talliques (par ex. cobalt), on obtient des couches denses et dures qui r\u00e9sistent m\u00eame \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es et \u00e0 des milieux corrosifs. <\/p>\n\n\n\n

Les rev\u00eatements en carbure sont souvent utilis\u00e9s comme alternative \u00e9cologique et performante au chromage dur galvanique. Appliqu\u00e9s selon le proc\u00e9d\u00e9 HVOF, ils convainquent par leur faible porosit\u00e9, leur grande adh\u00e9rence et leur excellente dur\u00e9e de vie – m\u00eame dans les applications industrielles exigeantes, comme dans l’industrie du papier, de l’impression ou du p\u00e9trole et du gaz.<\/p>\n\n\n\n

Applications typiques de la projection thermique<\/h2>\n\n\n\n

Les couches projet\u00e9es thermiquement sont utilis\u00e9es dans tous les secteurs lorsque les composants doivent r\u00e9sister \u00e0 des contraintes particuli\u00e8res ou n\u00e9cessitent des propri\u00e9t\u00e9s fonctionnelles cibl\u00e9es :\u00a0\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Protection contre l’usure :\u00a0<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Utilisation de m\u00e9taux durs, de c\u00e9ramiques et de mat\u00e9riaux composites.  <\/li>\n\n\n\n
  • Protection contre l’abrasion, l’\u00e9rosion et l’usure par adh\u00e9rence.  <\/li>\n\n\n\n
  • Composants typiques : Rouleaux, arbres, paliers, pistons.\u00a0<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Protection contre la corrosion :\u00a0<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      \n
    • Rev\u00eatements m\u00e9talliques en aluminium, zinc ou alliages de nickel.  <\/li>\n\n\n\n
    • Convient aux milieux agressifs (par ex. eau de mer, produits chimiques).  <\/li>\n\n\n\n
    • Applications dans la technique offshore, l’industrie chimique, la construction de centrales \u00e9lectriques.\u00a0<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      Couches de r\u00e9paration :\u00a0<\/strong><\/p>\n\n\n\n

        \n
      • Remise en \u00e9tat de composants us\u00e9s ou endommag\u00e9s.  <\/li>\n\n\n\n
      • Alternative \u00e0 la fabrication neuve, pr\u00e9servant les ressources.  <\/li>\n\n\n\n
      • Particuli\u00e8rement pertinent pour les composants \u00e0 prix \u00e9lev\u00e9 ou difficilement rempla\u00e7ables. <\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

        Fonctions \u00e9lectriques et thermiques :<\/strong>\u00a0<\/p>\n\n\n\n

          \n
        • Couches isolantes en c\u00e9ramique ou couches conductrices en m\u00e9tal. <\/li>\n\n\n\n
        • Couches d\u2019isolation thermique dans des environnements \u00e0 haute temp\u00e9rature. <\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

          Domaines d\u2019application :<\/strong>\u00a0<\/p>\n\n\n\n

            \n
          • Construction m\u00e9canique et industrielle, industrie du papier et de l\u2019imprimerie <\/li>\n\n\n\n
          • A\u00e9ronautique et a\u00e9rospatiale, industrie automobile, technologie \u00e9nerg\u00e9tique <\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

            Normes et assurance qualit\u00e9 pour la projection thermique<\/mark><\/h2>\n\n\n\n

            La norme europ\u00e9enne DIN EN 657<\/strong> ainsi que la norme internationale ISO 14917<\/strong> constituent la base pour la classification des proc\u00e9d\u00e9s de projection thermique. Elles distinguent les proc\u00e9d\u00e9s selon la source d’\u00e9nergie utilis\u00e9e \u2013 par exemple, l’arc \u00e9lectrique, le gaz combustible ou le plasma \u2013 et d\u00e9finissent les termes et classifications fondamentaux. <\/p>\n\n\n\n

            En plus de la r\u00e9alisation conforme aux normes du processus de rev\u00eatement, l’assurance qualit\u00e9 est \u00e9galement essentielle. Cela inclut les contr\u00f4les de l’\u00e9paisseur du rev\u00eatement, de l’adh\u00e9rence, de la porosit\u00e9, de la duret\u00e9 ou de la rugosit\u00e9 de surface. \u00c0 cela s\u2019ajoutent des m\u00e9thodes de contr\u00f4le non destructives, par exemple pour d\u00e9tecter des fissures ou des inclusions. <\/p>\n\n\n\n

            De plus, la pr\u00e9paration appropri\u00e9e du substrat \u2013 notamment le nettoyage et la rugosification de la surface \u2013 est d\u00e9terminante pour l\u2019adh\u00e9rence du rev\u00eatement. Ce n\u2019est que sous des conditions contr\u00f4l\u00e9es que des r\u00e9sultats reproductibles r\u00e9pondant aux sp\u00e9cifications techniques exig\u00e9es peuvent \u00eatre obtenus. <\/p>\n\n\n\n

            Le respect de ces normes garantit non seulement la fonction technique des rev\u00eatements, mais permet \u00e9galement leur utilisation \u00e9conomique et s\u00e9curis\u00e9e dans les processus industriels. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

            La projection thermique est un proc\u00e9d\u00e9 \u00e9tabli de la technique des surfaces, utilis\u00e9 dans de nombreux secteurs industriels. 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