A chaque pinceau, son usage, sa peinture.

Qu’ils soient plats, à rechampir ou pour un usage spécial, plusieurs critères de choix s’offrent à vous pour bien le choisir.

Leur entretien est très important avec les produits correspondants.

Les critères de choix d’un bon pinceau

Un pinceau est composé de 3 parties :

• Le garnissage ou poils,
• la virole,
• le manche.

Un code couleur standard pour tous les fabricants

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Les critères de choix en un clin d’œil

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Pour bien choisir ses pinceaux

• Pincez votre pinceau à partir de la virole. Si vous constatez que la quantité de poils est inférieure en diamètre ou dimension de la virole, le pinceau n’est pas assez garni.
• Séparez les poils en partant du haut vers le bas. S’ils se séparent bien, le garnissage est bonne qualité.
• Prenez le garnissage par le haut et tirez doucement vers l’extérieur. Si vous avez beaucoup de poils qui se détachent, le garnissage n’est pas de bonne qualité.
• Peignez virtuellement avec le pinceau sur une surface, les poils doivent reprendre leur position initiale après coup.

Le garnissage : Le critère le plus important

Un pinceau de mauvaise qualité sera mince, surtout sur l’intérieur.

Les poils naturels en soie de porc sont de meilleure qualité que les synthétiques. Les pinceaux en poils naturels durent plus longtemps que les synthétiques. La soie naturelle est plus élastique.

La virole

4 types de viroles :

• cuivre,
• inox,
• acier cuivré,
• acier nickelé.

Votre choix se portera sur le cuivre ou l’inox.

Une bonne virole doit bien sertir tous les poils du pinceau pour une durée de vie supérieure à ceux de moindre qualité.

La finition collet ficelle resserre les poils au dessus de la virole assurant une tenue supérieure de ces derniers.

Le manche

Bois ou plastique, choisissez-le court et ergonomique. Un manche long vous fait perdre en précision.

Les dernières générations de pinceaux de qualité offrent une partie rugueuse sur le manche. La tenue en main est meilleure et vous gagnez en précision d’application en réduisant la fatigue.

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Types de pinceaux

Pinceau rectangulaire

Ce pinceau grâce à la taille de ses poils, permet de récupérer une quantité importante de peinture. Il est utile pour un travail sur de grandes surfaces. Il peut également être utilisé pour appliquer de la colle à papier peint.

Les pinceaux plats

Les pinceaux plats, ou queues de morue, existent en différentes tailles dont les plus courantes en mm sont 20, 30, 40, 50, 60.

Ils sont utilisés pour vernir, peindre et lisser en particulier pour les grandes surfaces.

Les pinceaux dits « à rechampir »

Pinceaux ronds et pointus, ils servent à peindre avec précision. Utilisés principalement pour les moulures, les angles des murs, les plinthes, bois de fenêtres et les filets (rechampis).

Les choisir avec un collet ficelle qui empêche la peinture de couler sur le manche.

Ils existent en différents diamètres dont les plus courants en mm 15, 18, 21, 25, 29, 32.

Pinceau à tamponner

Il s’agit ici d’un pinceau spécial, vous permettant de créer de multiples effets lors de l’application de votre peinture. A utiliser sur de petites surfaces ou pour des pochoirs.

Les pinceaux spéciaux

Les pinceaux coudés ou queues de radiateur pour peindre les endroits peu accessibles. Par exemple : les radiateurs, les tuyaux.

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Entretien des pinceaux

L’entretien est capital si vous désirez garder longtemps vos pinceaux. Dans tous les cas, suivez les recommandations du fabricant.

Types d’entretien

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Il est relativement fréquent de commencer un travail de peinture et de ne pas le terminer tout de suite… Pour éviter de nettoyer son pinceau à chaque fois, voici quelques règles à suivre : le pinceau ne doit jamais reposer debout sur ses poils. Suspendez le pinceau tout en faisant trempez les poils dans de l’eau ou du white spirit suivant les cas. Ainsi, les poils restent droits et ne sèchent pas !

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Qu’est-ce qu’une peinture ?

Une peinture a pour principal but la décoration mais peut aussi dans certains cas avoir une fonction purement technique comme par exemple jouer le rôle de barrière contre l’humidité ou protéger les structures métalliques contre la corrosion.

Elle devra donc présenter des propriétés fondamentales aussi variée que la stabilité des teintes dans le temps ou la perméabilité à la vapeur d ‘eau.

Les principaux constituants d’une peinture se classent dans cinq grandes catégories :

• Les liants : Le liant (ou encore la résine) joue un rôle fondamental dans la formulation d’une peinture, il est l’élément qui lie ensembles les constituants de la peinture et qui assure la cohésion du film de peinture et son adhérence sur le support. Enfin, il protège ces ingrédients des agressions extérieures.

• Les pigments : D’origine minérale ou organique, les pigments vont donner au revêtement sa couleur et son opacité. Le pigment le plus utilisé est sans aucun doute le dioxyde de titane qui est le pigment blanc que l’on retrouve dans toutes les peintures pour apporter blancheur et opacité.
  • Pigment minéral : Pigment d’origine minérale, d’origine naturelle comme les ocres ou terre se Sienne, ou d’origine synthétique comme la plupart des oxydes de fer jaunes ou rouge très utilisés en peinture bâtiment. Ces pigments présentent une excellente tenue à la lumière, à l’eau, aux alcalis et aux acides. Couleurs types: ocre jaune, rouge brique.
  • Pigment organique : Les pigments organiques sont principalement d’origine synthétique. Ils offrent une grande variété de couleur mais sont généralement moins résistants à la lumière et aux acides et bases que les pigments minéraux. Couleurs types: violets, rouge magenta.

• Les charges : Elles sont essentiellement de nature minérale sont utilisées pour augmenter l’extrait sec et l’’épaisseur du film. Contrairement aux pigments elles n’’apportent pas d’opacité ni de couleur. Elles sont aussi employées pour améliorer la matité du film. La charge la plus économique et la plus répandue est le carbonate de calcium que l’on retrouve dans toutes les peintures mattes.

• Les solvants : Les solvants permettent d’ajuster la viscosité (la consistance) de la peinture. Après l’application ils s’évaporent pendant que le film de peinture durcit. Le white spirit est le solvant usuel des peintures décoratives même s’il tend à être remplacé par des versions sans odeur beaucoup plus confortables à utiliser. L’eau n’est pas un solvant mais plutôt un diluant. Les résines utilisées dans les peintures en phase aqueuse ne sont pas dissoutes mais simplement dispersées sous forme de petites particules dans l’eau.

• Les additifs : (ou Adjuvants) Substances incorporées à faible dose dans les peintures pour modifier certaines propriétés. Les algicides/fongicides améliorent par exemple la résistance aux algues et aux moisissures.

Les différents types de peintures

Il existe trois familles de peintures (acrylique, glycérophtalique et spécifique) lesquelles se déclinent en trois finitions (mate, satinée et brillante). C’est la mise en perspective de ces deux caractéristiques (composition chimique et finition) qui va déterminer le choix et l’aspect final.

Les fabricants utilisent parfois une autre dénomination des familles parlant alors de peintures ‘bâtiment’, c’est-à-dire des peintures essentiellement destinées aux murs, plafonds et sous-couche, de peintures ‘finition’, c’est-à-dire les peintures acryliques ou laquées et de peintures ‘spécifiques’ pour le bois et le métal.

Les peintures glycérophtaliques

Ce sont les fameuses peintures à l’huile (de lin généralement), laquelle n’est en réalité que le liant qui permet de tenir ensemble les pigments et/ou les sels qui font la peinture. Encore que l’huile elle-même tend à disparaître puisqu’elle est aujourd’hui couramment remplacée par une résine synthétique issue d’une réaction chimique appelée résine alkyde.

Ce type de peinture est préféré pour son aspect décoratif traditionnel, sa solidité (si on tape dessus, la peinture résiste sans se morceler par exemple) et sa résistance à l’humidité puisque l’eau ruisselle dessus sans l’imprégner. De fait, elles sont lessivables et résistent également aux attaques des produits ménagers.

Toutefois, la version moderne de la peinture à l’huile présente encore les défauts de contenir des quantités importantes de solvants et de dégager de fortes odeurs. Elle est enfin plus longue à sécher.

Les peintures acryliques dites en phase aqueuse

Les peintures acryliques sont d’un usage plus récent mais ont rapidement conquis professionnels et particuliers puisqu’il s’agit désormais des peintures les plus utilisées à l’intérieur. La raison en est simple : elles sont fabriquées à partir de résine d’acrylique qui se dilue dans l’eau et s’appliquent sur tous les matériaux ou presque. De plus, elles sont sans odeur, sèchent rapidement, permettent le nettoyage des outils à l’eau courante et, enfin, contiennent peu, voire pour certaines plus du tout, de solvants, ce qui les rend ‘écologiquement correctes’.

Pour des raisons d’hygiène, de normes et aussi d’écologie, ce sont donc les peintures que vous trouverez le plus facilement et abondamment dans le commerce. A noter qu’elles peuvent être nettoyées à l’eau mais, en aucun cas, lessivées, leur résistance aux produits ménagers étant bien moindre que la peinture à l’huile.

Les peintures spécifiques

Si le matériau du support peut influencer le choix de la composition chimique et de la famille de peinture, et même si celle-ci est conçue pour s’appliquer sur le plâtre, le béton, le ciment ou autres, il existe toutefois des matériaux rétifs, comme le bois, qui demandent des peintures spécifiques.

En effet, le bois sera traité avec des apprêts (produit destiné à protéger le bois contre les agressions parasitaires) et des lasures, pour les embellir. Il en va de même pour la peinture sur métal.

De même, d’autres produits peuvent intervenir pour ce qui concerne le travail du peintre décorateur, qui en aura besoin pour obtenir des effets particuliers, comme le faux bois, le faux marbre ou les trompe l’œils.

A noter enfin que des peintures possèdent aujourd’hui le label NF environnement.

Les COV

Un COV (Composé Organique Volatil) est une substance chimique qui s’évapore dans l’atmosphère au cours d’activités industrielles (automobiles, industries, solvants…) ou bien résultant d’émissions naturelles (plantes, arbres, animaux…).Les COV sont présents dans les peintures en phase solvant mais aussi dans les peintures en phase aqueuse. Dans les peintures en phase solvant ils ajustent la viscosité de la peinture alors que dans les peintures phase aqueuse ils permettent la coalescence (Étape critique du séchage d’une peinture acrylique. Les particules de résine acrylique dispersées dans l’eau fusionnent entre elles pour former un film continu).

Depuis 2004 la Directive européenne 2004/42/CE a été votée pour limiter la teneur totale en COV des peintures décoratives.

La Directive a classé les peintures en 12 catégories, elles-mêmes réparties selon deux sous-catégories : les peintures en phase aqueuse et les peintures en phase solvant. Dans chaque catégorie la teneur maximale en COV a été fixée en tenant compte des performances attendues par l’utilisateur. A performance équivalente les alternatives en phase aqueuse ont été privilégiées. Par contre sont maintenues les peintures solvantées qui présentent un avantage technique.

La teneur en COV est exprimée en grammes de solvant par litre de peinture (g/l). Il s’agit de la teneur maximale, c’est à dire que la dilution sur chantier doit être prévue par le fabricant.

PA : Phase aqueuse – PS : Phase solvant

Les risques

La sécurité du peintre passe avant tout par le respect de quelques règles simples.

Savoir lire les étiquettes et les fiches de données de sécurité.

Il faut bien connaître les produits et les risques qui sont liés à leur utilisation. Les peintures, au même titre que les produits chimiques, sont étiquetées avec des étiquettes réglementaires qu’il convient de connaître et de comprendre. Elles décrivent les risques potentiels et donc les précautions à prendre pour utiliser les produits en toute sécurité. Des pictogrammes signalent les produits dangereux pour la santé, pour l’environnement ou les risques d’incendie et d’explosion. On les retrouve aussi sur tous les produits de la vie courante qui le nécessitent comme les détergents ménagers ou les engrais et désherbants.

De même, il est recommandé de prendre connaissance des fiches de données de sécurité. Ces fiches sont disponibles sur demande auprès des fabricants ou peuvent encore être téléchargées sur leurs sites internet.

Quelques exemples de pictogrammes et leur signification :

Utiliser des gants, un masque et des lunettes de sécurité.

Le port de gants évite le contact répété avec les peintures ou avec les solvants de nettoyage qui à la longue peuvent dessécher la peau ou provoquer des réactions allergiques. Les masques devront être utilisés lors d’opérations comportant des risques particuliers comme le ponçage ou le décapage. Les lunettes de sécurité évitent les projections accidentelles dans les yeux.

Un chantier propre et organisé évite les accidents.

Stocker peintures et solvants dans un local aéré où il sera interdit de fumer.

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Outils nécessaires

Poste à souder,

Équipement de protection,

Électrodes

Brosse métallique

Pince étau

Marteau à piquer

Pour plus d’informations consulter cet article.

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Mise en œuvre

D’abord, vous devez veiller à respecter les consignes de sécurité (cf. cet article)

Préparer les pièces à souder, en les nettoyant très proprement à l’aide de la brosse métallique.

Positionner bord à bord les pièces à souder si possible sur un plan horizontal et les maintenir avec une pince-étau pour éviter qu’elles bougent pendant le soudage.

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Choix de l’électrode

Dans le cas d’aciers à la composition facilement identifiable, il est possible d’utiliser des électrodes rutiles pour leur plus grande facilité d’amorçage et de soudage, ainsi que pour l’aspect esthétique du cordon.

Dans la pratique, le soudage des aciers à teneur en carbone moyenne ou élevée (>0,25%) peut provoquer la formation de défauts de structure; il est conseillé d’utiliser le procédé à électrodes en particulier pour le soudage de raccords d’épaisseurs moyennes-grandes et avec des électrodes basiques, ce qui permettra d’obtenir une haute qualité de soudage et une bonne résistance à la rupture. Le soudage des tubes en acier s’effectue avec des électrodes cellulosiques lorsqu’une pénétration élevée et une bonne capacité d’usinage de l’électrode sont nécessaires. Le chanfreinage est toujours conseillé, et l’angle doit permettre l’introduction quasi-complète de l’électrode dans le chanfrein.

En ce qui concerne les matériaux spécifiques, comme les aciers inoxydables, l’aluminium et ses alliages et la fonte, des électrodes spécifiques sont utilisées.

Les aciers inoxydables se soudent en courant continu (CC) en polarité inverse; des électrodes spécifiques sont utilisées, se différenciant en fonction de la composition métallurgique du matériau à souder (taux variables de chrome (Cr) et de nickel (Ni)).

L’aluminium et les alliages légers se soudent en courant continu (CC) en polarité inverse. La machine doit être équipée d’une dynamique d’amorçage relativement élevée pour garantir l’allumage de l’électrode.

Des électrodes spécifiques sont ici aussi utilisées, se différenciant en fonction de la composition métallurgique du matériau à souder (taux variables de magnésium (Mg) et de silicium (Si)).

La fonte se soude en courant continu (CC) en polarité inverse; la majorité des structures et organes mécaniques en fonte sont obtenus par fusion, et le soudage est donc utilisé pour corriger si nécessaire les défauts de fusion et pour les réparations. Des électrodes spécifiques sont utilisées, et le matériel de base doit être correctement chauffé avant l’utilisation.

Choisir le bon diamètre de l’électrode en fonction du travail à effectuer. (cf. tableau ci dessous).

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Mettre la partie dénudée de l’électrode dans la pince porte électrode et la serrer.

Régler l’intensité de soudage de votre poste en fonction du diamètre de l’électrode.

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Réalisation d’une soudure à l’arc

Une fois que vous avez mis vos pièces dans la position finale quelles doivent avoir et que vous avez fait en sorte que votre pré-assemblage ne bougera pas pendant le soudage,

1. Brancher le poste à souder sur une prise de terre en vérifiant la tension de l’appareil.
2. Fixer la pince de masse sur une des 2 pièces à souder.

Frotter le bout de l’électrode à l’emplacement où la soudure doit être faite; un peu comme une allumette, avec un mouvement du poignet. Ce frottement amorce l’arc, c’est très visible puisque des étincelles apparaissent. Écarter de quelques millimètres le bout de l’électrode lorsque l’arc jaillit.

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L’arc allumé, il faut l’entretenir en rapprochant l’électrode à 2 ou 3 mm de la pièce et commencer le soudage en gardant une distance constante entre l’électrode et la pièce (attention l’électrode se « consumant, sa longueur diminue). La longueur de l’arc (c’est-à-dire la distance entre l’électrode et la pièce à souder) doit être constante et à peu près égale au diamètre de l’électrode.

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Souder en tirant l’électrode vers soi, inclinée à 60°. Garder une vitesse régulière en maintenant un écart constant de 2 à 3 mm. Descendre la main au fur et à mesure de l’usure de l’électrode pour compenser la fusion de l’électrode.

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Adapter la vitesse d’avancement pour obtenir une largeur de cordon (valeur S) de soudure égale à 1.5 à 2 fois le diamètre de l’électrode (valeur E).

A titre indicatif, pour une soudure à plat en cordon tiré avec une baguette Acier Ø 2.5mm de longueur 350mm, courant de soudage de 95 A, la longueur du cordon est de +/- 15 cm.

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Une fois la soudure terminée éloigner la baguette pour rompre l’arc et laisser refroidir la soudure

Lors de la fusion des métaux, se forme un agglomérat d’impuretés métalliques appelé « laitier » qui protège le cordon de soudure lors de son refroidissement.

S E C U R I T E : La pièce à souder étant extrêmement chaude après la soudure, ne pas la toucher à main nue.

Une fois le laitier solidifié, il doit être éliminé par piquage et brossage. Piquer le laitier avec le marteau et enlever les éclats en frottant avec la brosse. Mettre des lunettes de protection pour éviter les éclats.

Une fois la soudure nettoyée : vous devez avoir une soudure brillante et dotée de rides uniformes.

Régulariser le cordon avec une meuleuse si nécessaire.

Cas particuliers

Le soudage de pièces d’angle :

Faire quelques points de soudage pour maintenir les pièces en place avant leur assemblage définitif. Orienter l’électrode comme indiqué sur le schéma ci-contre. Procéder au soudage.

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Les pièces très épaisses :

Les pièces de plus de 6mm nécessitent la réalisation d’un chanfrein à la  lime ou à la meuleuse de façon à ménager un espace entre elles. Procéder à la soudure en plusieurs passages pour remplir complètement le chanfrein.

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Conseils pratiques

• En cas de perçage de la pièce à souder, baisser l’intensité du poste à souder.
• Si ça perle c’est que vous ne restez pas assez longtemps pour amorcer le bain de fusion il faut régler l’intensité pour ne pas coller l’électrode.
• Il est plus facile d’amorcer l’arc avec de grosses électrodes, par exemple 3.25mm, avec le courant qui va bien. Les électrodes de 1,5mm collent et se mettent au rouge très vite si on n’a pas le coup de main. Mais le diamètre des électrodes dépend de l’épaisseur des tôles à souder. Donc pour s’entrainer, il vaut mieux commencer par du 2,5 ou 3,25, pour amorcer l’arc frotter la pointe sur le métal et  remonter rapidement. Si l’électrode colle, tirer sur la pince, en l’ouvrant ça va mieux. Il faut faire ça très vite car le poste est en court-circuit. Quand l’électrode est resté collée, la décoller et couper la pointe qui n’a plus d’enrobage ou la frotter pour que les étincelles consomment cette pointe. car si la pointe n’est pas enrobée, l’amorçage est difficile.

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Approche de calcul de l’intensité de soudage

Pour 2 pièces à souder bord à bord :

Intensité de soudage = 50 * (diamètre de l’électrode – 1)

soit, pour une électrode de 3,15 mm : I = 50*(3,15-1) = 107,5 A

Nota : ce calcul donne une valeur approchée car l’intensité varie en fonction des positions de soudage et du soudeur.

Les paramètres influant sur le réglage de l’intensité sont aussi, en plus du diamètre de l’électrode : la nature de l’âme de l’électrode, la nuance des pièces à assembler, la position de soudage, le type d’assemblage rencontré, l’épaisseur des pièces à souder.

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Principe de la sécurité du soudage

Toutes les opérations liées au soudage sont des facteurs de risques et de dangers pour le soudeur, l’aide soudeur, l’opérateur et le voisinage immédiat. Les risques existent si des précautions élémentaires de protection ne sont pas appliquées. Les risques sont fonction des procédés de soudage employés (ARC E.E., MIG/MAG, TIG…), du lieu de travail et de l’environnement de la réalisation, du type de matériels utilisés, du type de matériau soudé. Le personnel soudeur doit être attentif à tous ces risques, se préserver et protéger autrui des dangers en adoptant une attitude sécurisante et responsable.

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Différents risques et dangers du soudage

Cette liste proposée n’est pas exhaustive.

Elle permet de définir les différents risques et dangers rencontrés lors d’une opération de soudage.

• Les projections métalliques de particules incandescentes (laitier)
• Les brûlures par contact ou projection de particules
• Les explosions
• L’incendie (20% des incendies par points chauds)
• Les chocs électriques
• Les chutes de personne ou de pièces
• Les rayonnements U.V. (coup d’arc – brûlures)
• Les rayonnements infrarouges (chaleur – brûlures)
• Les brûlures oculaires
• Les blessures oculaires (bout du fil de métal d’apport dans l’oeil)
• Les fumées de soudage
• Les gaz de soudage
• La manutention des bouteilles de gaz
• La manutention des pièces soudées

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La protection du corps du soudeur

Avant toute opération de soudage, le soudeur doit impérativement protéger :

• Ses yeux
• Son visage
• Son cou
• Ses voies respiratoires et poumons
• Ses mains
• Ses pieds
• Son corps

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Les équipements de protection individuelle du soudeur

Le soudeur doit se protéger le corps par le port de vêtements en coton ignifugé difficilement inflammable (bleu de travail).

Le vêtement sera composé d’une veste et d’un pantalon ou d’une combinaison intégrale. Les poches du vêtement seront équipées de rabats.

Il placera une protection supplémentaire en cuir telle que boléro, tablier, manchette, guêtre et gants pour se protéger des rayonnements ultraviolets et infrarouges ainsi que des projections métalliques incandescentes et éventuellement du laitier.

Le port de gants est indispensable pour souder et pour manutentionner les pièces. Les vêtements doivent restés secs. Le soudeur doit changer ses vêtements si ceux ci sont souillés par de l’huile ou mouillés par de l’eau.

Le soudeur doit se protéger impérativement le visage et les yeux avec un masque de soudeur lors de l’opération de soudage.

Le verre teinté protane avec filtre protecteur sera adapté au procédé de soudage utilisé et aux intensités mises en œuvre. Le verre protane sera protégé par deux verres transparents placés l’un sur la face avant du masque et l’autre sur la face envers.

L’aide soudeur devra porter lui-aussi des lunettes de protection anti-UV et éventuellement un masque muni d’un verre teinté protane.

Le soudeur doit protéger ses voies respiratoires et utiliser un système de filtration pour capter toute les fumées émises lors du soudage au plus près de la source d’émission.

Il doit porter un masque de filtration avec ventilation incorporée s’il travaille dans un milieu à atmosphère confinée. Il doit éviter, dans la mesure du possible, d’inhaler les fumées de soudage, les gaz de soudage et les poussières métalliques.

Son cou sera protégé des rayonnements infrarouges et ultraviolets par une bavette de cuir. Il pourra placer une coiffe ou cagoule sur sa tête pour protéger ses cheveux. Il doit porter des lunettes de protection à coques latérales à chaque fois qu’il effectuera une opération de meulage, de tronçonnage ou de brossage mécanique (projection métallique dans l’œil).

Le soudeur sera chaussé de chaussures de sécurité renforcées avec une coque et une semelle caoutchouc isolante. Dans le cas de port de bottes de sécurité de chantier, le pantalon ne devra pas être enfilé à l’intérieur de la botte.

Aucun travail de soudage ne sera réalisé sur un sol humide ou bien sur un chantier extérieur lorsqu’il pleut.

Le soudeur doit utiliser un harnais de sécurité avec ligne de vie lorsqu’il effectue des travaux en hauteur. Il travaillera toujours sur une installation stable et résistante équipée de rambardes de sécurité.

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Les risques électriques

Le soudage à l’arc électrique est la source principale de chocs électriques. La mise en œuvre du soudage à l’arc implique le strict respect des conditions de sécurité vis-à-vis des courants électriques.

Vérifier la mise à la terre de l’installation de soudage et le bon état d’isolement et les raccordements corrects des appareils et accessoires électriques de soudage. Vérifier le bon serrage et le non échauffement des connexions électriques.

S’assurer qu’aucune partie du corps du soudeur ou de son aide ne puisse entrer en contact avec les pièces et les parties métalliques du circuit de soudage. Le soudeur doit s’interdire tous les travaux de soudage dans un lieu humide, avec des vêtements humides ou avec des gants mouillés.

Le personnel soudeur doit prendre des mesures de sécurité très sérieuses et utiliser des protections isolantes lorsqu’il est appelé à travailler à l’intérieur de capacité métallique, sur des éléments de charpente ou de tôle en acier (gant isolant en caoutchouc, tapis de mousse caoutchouc).

La mise à la terre de l’installation électrique et du matériel de soudage doit être conforme aux normes en vigueur et être efficace.

Le soudeur ne touchera pas simultanément le fil électrode, l’électrode ou la buse et la pièce à souder.

Le soudeur doit toujours couper le courant d’alimentation de son générateur de soudage en débranchant le poste à la fin de son travail. Il rangera son lieu de travail et enroulera correctement les différents câbles.

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Les équipements de protection collective

Le soudeur doit protéger son environnement immédiat des rayonnements ultraviolets et des projections métalliques incandescentes.

Il placera des écrans de protection autour de son poste de travail (rideaux souples, panneau rigide en bois, panneau rigide en tôle) .

Le soudeur doit éloigner toute matière brillante ou réfléchissante de son lieu de travail susceptible de renvoyer insidieusement le rayonnement de l’arc.

Il éloignera toutes les matières inflammables et explosives de son lieu de travail à plus de 10 mètres (bouteille plastique, bombe aérosol de dégraissant ou solvant).

Il évitera de garder son briquet jetable dans la poche de sa veste ou de son pantalon (risque d’explosion).

Il prendra le soin de courber l’extrémité de sa baguette de fil d’apport TIG pour éviter de blesser son voisinage immédiat.

Il placera un écriteau sur sa pièce soudée pour indiquer les risques de brûlures au contact de celle-ci.

Les opérations de soudage doivent être réalisées sur des emplacements convenablement aérés et ventilés.

Le soudeur doit utiliser un système de filtration pour capter toute les fumées émises lors du soudage au plus près de la source d’émission et il pourra éventuellement porter un masque avec ventilation incorporée. Il doit éviter, dans la mesure du possible, d’inhaler les fumées de soudage, les gaz de soudage et les poussières métalliques.

Interdire formellement l’utilisation de solvant chloré (Trichloréthylène) dans le voisinage plus ou moins éloigné d’un arc électrique (émission de gaz toxique – phosgène).

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Protection oculaire lors des opérations de soudage

Les yeux sont extrêmement sensibles aux agressions externes. Ils doivent être parfaitement protégés de toutes agressions comme les impacts, les rayonnements lumineux, le soleil, la poussière, les projections d’agents chimiques…

Ils peuvent être gravement endommagés par la lumière extrêmement vive ainsi que les radiations lumineuses que génère l’arc électrique de soudage ainsi que les projections de particules de laitier en fusion lors de l’exécution de la soudure ou de particules de laitier refroidi et durci lors des opérations de piquage, meulage et de ponçage.

Le soudeur doit protéger ses yeux contre les effets nocifs de l’arc électrique en portant un masque de soudeur muni d’un filtre approprié aux travaux de soudage à exécuter.

Le soudeur doit porter des lunettes de protection à coques latérales lors des opérations de piquage du laitier et de meulage des soudures.

Les normes européennes applicables

• EN 166 : Protection individuelle de l’œil
• EN 169 : Filtres pour le soudage et les techniques connexes
• EN 175 : Équipements de protection des yeux et du visage pour le soudage et les techniques connexes
• EN 379 : Filtres de soudage automatique

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Constitution de la protection oculaire du soudeur

La protection oculaire est réalisée par la combinaison de plusieurs éléments de protection :

• La coquille du casque de soudage, qui doit être parfaitement opaque, résistante aux chocs et à la chaleur et non conductrice de l’électricité.
• Un verre externe en plastique transparent en polycarbonate qui sert à la protection contre les rayons ultraviolets, les chocs et les égratignures.
• Un verre protane filtrant qui sert à intercepter une partie de la lumière incidente. Il existe différentes teintes de verre filtrant désignées par des numéros allant de 4 à 14, selon l’ordre croissant d’assombrissement.
• Un verre interne clair en plastique, servant à protéger l’œil contre les éclats en cas de bris du verre protane filtrant.
• Entre le verre externe de protection et le verre filtrant, une garniture faite d’un matériau thermique qui empêche l’éclatement du verre filtrant sous l’effet de changements brusques de température. Dans certains modèles, cette isolation thermique est intégrée à la monture du filtre.

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Teinte de verre filtrant

Le tableau suivant récapitule les teintes à prendre en compte en fonction du procédé de soudage et de l’intensité de courant utilisée.

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Comment assurer l’efficacité de la protection oculaire ?

• Porter un casque bien ajusté afin de réduire la réflexion des rayons lumineux dans le casque.
• Protéger le verre teinté filtrant contre les chocs et les changements brusques de température susceptibles de le faire éclater.
• Protéger le verre teinté filtrant au moyen d’un verre incolore interne et externe.
• Remplacer le verre incolore lorsqu’il est piqué, égratigné ou qu’il commence à perdre sa transparence.
• Nettoyer les verres régulièrement et jeter les verres piqués ou endommagés.

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Différents types de protection oculaire du soudeur

Les masques et cagoules doivent être conformes à la norme EN 379 pour la protection des yeux et à la norme EN 175 pour la protection du visage.

Le masque souple en cuir :

L’écran facial est en croûte de cuir souple avec un serre-tête élastique, pouvant recevoir des verres teintés de 105 x 50 mm. Certains  modèles de masque possèdent un écran relevable. Ce masque souple (masque portefeuille) est principalement utilisé par les soudeurs TIG dans les nappes de tuyauteries (encombrement réduit).

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Le masque rigide avec poignée :

Le masque rigide est généralement réalisé en zytel, polyester ou en polyamide. L’écran facial rigide peut recevoir des verres teintés de 105 x 50 mm.  Une gâchette située sur la poignée permet de relever le verre teinté, le verre incolore de protection restant fixe afin de l’utiliser comme écran facial lors du piquage et du meulage. Ce masque est principalement utilisé pour le pointage et le soudage à l’arc manuel à l’électrode enrobée.

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La cagoule rigide à verre protane :

La cagoule est généralement réalisée en zytel, polyester ou en polyamide. L’écran facial rigide peut recevoir des verres teintés de 105 x 50 mm. Un serre tête à crémaillère permet l’adaptation rapide à chaque morphologie. Certains modèles de cagoule possèdent un écran relevable afin de l’utiliser comme écran facial lors du piquage et du meulage.

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La cagoule rigide à cristaux liquide :

La cagoule optoélectronique à cristaux liquide est particulièrement adaptée pour les opérations de pointage par soudage.

Il existe des cagoules avec verre de teinte foncée fixe et d’autres avec verre à teinte foncée réglable.

La teinte claire du verre est généralement égale à 4. La teinte foncée du verre est généralement réglable de 9 à 13.

Le nombre de capteurs de lumière doit être au minimum de deux pour limiter un des problèmes du verre LCD qui est le retour à la teinte claire intempestif qui se produit dès qu’un élément gêne les cellules de déclenchement, ce qui est fréquent quand on soude dans les endroits encombrés.

Il existe deux types d’alimentation électrique des capteurs de lumière :

• Par piles
• Par cellule photo-électrique ou capteur photovoltaïque

L’extinction obtenue par le système polariseur/analyseur est de l’ordre de 90 % de la lumière.

Le filtre obtenu est donc d’un pourcentage équivalent aux filtres de soudure classiques.

Le dispositif d’analyse passe de l’état transparent clair à l’état sombre foncé en moins de 1/1000ème de seconde après le commencement de la soudure, ce qui évite à l’utilisateur de se brûler la rétine.

Le système à cristaux liquides est donc bien approprié pour les cagoules de soudage qui sont munies d’un système électronique composé de photo résistances permettant de commander le changement d’état des cristaux liquides, mais aussi de maintenir l’extinction (la période d’obscurité peut être préréglée à quelques secondes, ce qui correspond au plus fréquent des usages de soudage ).

Lors de l’arrêt de la soudure, le filtre redevient clair. Le réglage du temps de retour sombre/clair (réglable de 0.1 à 1s) évite tout décrochement de la cellule même lors de l’utilisation de courant pulsé à basse fréquence et supprime l’éblouissement en fin de cordon.

L’avantage de cette cagoule par rapport aux autres est que l’on n’a pas besoin de la lever pour vérifier le travail :

La productivité, la qualité et le confort d’utilisation sont donc grandement améliorés

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Électrodes enrobées

Caractéristiques

Une électrode enrobée se compose d’une âme et d’un revêtement:

L’âme se compose d’une baguette de métal conducteur ayant pour unique fonction d’apport de matériel à la pièce. Le matériel dont elle est composée dépend du matériel de base à souder: pour les aciers au carbone, principaux utilisateurs du soudage à électrode, l’âme est en acier doux. Durant le soudage, l’âme fond avec une légère avance par rapport au revêtement.

Le revêtement est la partie la plus importante de l’électrode et offre de nombreuses fonctions, la première étant de protéger le soudage de la contamination de l’air ambiant, soit en se volatilisant et donc en modifiant l’atmosphère autour du bain, soit en fondant avec un temps de retard et donc en protégeant l’âme avec le cratère se formant naturellement, soit en se liquéfiant et en flottant sur le bain. Il contient en outre des matériaux en mesure de dépurer le matériel de base, et des éléments pouvant contribuer à la création des alliages dans la fusion. Le choix du revêtement est donc extrêmement important et dépend des caractéristiques que doit présenter le soudage. Le revêtement peut également contenir des métaux d’apport en poudre pour augmenter la quantité du matériel déposé et donc la vitesse du soudage. On parle dans ce cas d’électrodes à haut rendement

Subdivision des électrodes

Différents types d’électrodes enrobées existent dans le commerce, et leur composition chimique exerce une forte influence sur la stabilité de l’arc électrique, la profondeur de pénétration, le dépôt du matériau et la pureté du bain, c’est-à-dire sur les champs d’application de ces dernières.

Si l’on considère le type de revêtement, les principales typologies d’électrodes sont les suivantes:

* électrodes à enrobage acide

Les enrobages de ces électrodes sont composés d’oxydes de fer, de ferro-alliages de manganèse et de silicium, et garantissent une bonne stabilité de l’arc; ils sont adaptés tant pour le courant alternatif (CA) que pour le courant continu (CC), et leur bain très fluide ne permet pas le soudage en position. En outre, ils ne possèdent pas de grand pouvoir de nettoyage sur le matériau de base, ce qui peut entraîner la formation de criques.

Ces enrobages ne supportent pas les températures de séchage élevées, ce qui comporte des risques d’humidité résiduelle et donc d’inclusion d’hydrogène dans la soudure.

* électrodes à enrobage rutile

Leur enrobage est principalement composé d’un minerai nommé rutile, composé à 95% de bioxyde de titane, composant extrêmement stable assurant une excellente stabilité de l’arc et une fluidité élevée du bain, avec un effet esthétique appréciable sur la soudure. La fonction de l’enrobage rutile est quoi qu’il en soit de garantir une fusion douce, facile à réaliser, facilitant la formation d’une scorie abondante et visqueuse permettant un soudage fluide, en particulier en position à plat. Le cordon offre un bel aspect visuel régulier. Malheureusement, ces enrobages n’offrent pas non plus un pouvoir nettoyant très efficace, et sont donc conseillés si le matériau de base ne contient que peu d’impuretés; leur séchage laisse également à désirer et ils développent une quantité importante d’hydrogène lors du soudage.

Certaines applications associent au rutile un second composant, caractéristique d’autres enrobages, comme la cellulose (électrodes rutiles cellulosiques) ou la fluorite (électrodes rutiles basiques). L’objectif est généralement d’obtenir une électrode avec un arc stable mais offrant des caractéristiques mécaniques plus performantes.

La stabilité de l’arc est un avantage qui rend l’utilisation de ce type d’électrode possible en courant alternatif (CA) et en courant continu (CC) en polarité directe. L’application est surtout utilisée avec les épaisseurs réduites.

* électrodes à enrobage cellulosique

Leur enrobage est principalement composé de cellulose avec ferro-alliages incorporés (magnésium et silicium). L’enrobage se gazéifie presque complètement, et permet donc de souder également en position verticale descendante, ce que ne permettent pas les autres types d’électrodes; la gazéification élevée de la cellulose réduit la quantité de scorie présente dans le soudage. Le fort développement d’hydrogène (dû à la composition chimique particulière de l’enrobage) fait que le bain de soudage est « chaud », avec fusion d’une quantité notable de matériel de base; il est ainsi possible d’obtenir des soudures pénétrant en profondeur avec peu de scories dans le bain.

Les caractéristiques mécaniques de la soudure sont excellentes; le niveau esthétique est peu satisfaisant, l’absence quasi totale de la protection liquide offerte par l’enrobage empêchant de modeler le bain durant la solidification.

Le courant de soudage, étant donné le peu de stabilité de l’arc, est généralement en courant continu (CC) en polarité inverse.

* électrodes à enrobage basique

L’enrobage des électrodes basiques est composé d’oxydes de fer, de ferro-alliages et surtout de carbonate de calcium et de magnésium auxquels l’ajout du fluorure de calcium permet d’obtenir la fluorite, minerai en mesure de faciliter la fusion. Il offre une forte capacité de dépuration du matériau de base et permet des soudures de qualité et d’une résistance mécanique remarquable. Ces électrodes supportent en outre des températures de séchage élevées et ne contaminent donc pas le bain avec l’hydrogène. La fluorite rend l’arc extrêmement instable: le bain est moins fluide, et de fréquents courts-circuits sont provoqués par le transfert du matériau d’apport en grosses gouttes; l’arc doit être extrêmement court du fait du peu de volatilité de l’enrobage; toutes ces caractéristiques présupposent une bonne expérience du soudeur. La scorie est dure et difficile à retirer, et doit être entièrement éliminée en cas de second passage. Ces électrodes sont prévues pour des soudages en position, verticaux, au plafond, etc…

En ce qui concerne le courant à employer, il est conseillé d’utiliser des générateurs en courant continu (CC) en polarité inverse. Les électrodes basiques se distinguent par l’énorme quantité de matériau déposé, et s’adaptent remarquablement bien au rechargement de grandes épaisseurs. Fortement hygroscopiques, il est conseillé de stocker ces électrodes dans un endroit sec et dans des confections hermétiques; dans le cas contraire, procéder à un nouveau séchage de l’électrode avant son utilisation.

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Caractéristiques des différents types d’électrodes

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Choix du courant en fonction de l’électrode

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Classification des électrodes

Les groupes d’électrodes enrobées sont classifiés dans le contexte de la norme EN 499 par type d’enrobage en fonction de leurs principales caractéristiques.

a)     Selon les normes en vigueur, toute électrode peut être entièrement définie par un code figurant sur l’emballage de sa confection, comme sur l’exemple ci-dessous :

Signification des différents éléments:

• E = électrode enrobée

• 36 = limite d’élasticité, résistance mécanique et allongement

• 5 = température d’énergie moyenne de rupture à 47 J

6 = -60 °C

5 = -50 °C

4 = -40 °C

3 = -30 °C

2 = -20 °C

0 = 0 °C

A = 20 °C

Z = Aucune exigence

• 2Ni = composition chimique

• R = types d’enrobage

A = Acide, B = Basique, C = Cellulosique, O = Oxydant, R = Rutile (TiO2)

RA = Rutile acide, RB = rutile basique, RC = Rutile et cellulose, RR = Rutile épaisse, S = Spécial

• 4 = rendement (quantité de métal déposée, les 100 % proviennent de l’âme, le reste de l’enrobage). Et type de courant

1 = ≤105% – alternatif, continu

2 = ≤100% – continu

3 = >105 ; ≤125% – alternatif, continu

4 = >105 ; ≤125% – continu

5 = >125 ; ≤160% – alternatif, continu

6 = >125 ; ≤180% – continu

7 = >160% – alternatif, continu

8 = >160% – continu

• 2 = Position de soudage

1 = Toutes positions

2 = Toutes positions, sauf verticale descendante

3 = Bout à bout à plat, en gouttière, en angle à plat

4 = Bout à bout à plat, en gouttière

5 = Verticale descendante

• H5 = hydrogène diffusible (ml/100g max)
  

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b) selon la classification AWS (AMERICAN WELDING SOCIETY) ASTM (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS), outre le code du constructeur, chaque électrode est représentée par un symbole, comme indiqué sur l’exemple ci-dessous :

La signification des termes est la suivante:

• E = électrode

• 60 = résistance minimale à la traction x1000 PSI

• 1 = les positions de soudage peuvent être les suivantes:

1 = toutes

2 = horizontal et à plat seulement

3 = à plat seulement

4 = À plat, par dessous, horizontal, vertical descendant

• 1 = les courants de soudage peuvent être les suivants:

0 = continu en polarité positive pour électrodes cellulosiques

1 = alternatif et continu (pôle positif)

2 = alternatif et continu (pôle négatif)

3 = alternatif et continu pour électrodes rutiles

4 = alternatif et continu pour électrodes à haut rendement au rutile

5 = continu en polarité positive pour électrodes basiques

6 = alternatif et continu pour électrodes basiques

7 = alternatif et continu (tous pôles) pour électrode à haut rendement avec oxyde de fer

8 = alternatif et continu (pôle positif) pour électrodes basiques à haut rendement

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Généralités

Le soudage à l’arc avec électrodes enrobées (MMA : Manual Metal Arc) est un procédé manuel dans lequel la source thermique consiste en l’arc électrique lequel, jaillissant entre l’électrode enrobée (supportée par la pince porte-électrode) et la pièce à souder (matériel de base) développe une chaleur provoquant la fusion rapide du matériel de base et de l’électrode (matériau d’apport).

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Circuit de soudage

Le circuit de soudage est essentiellement composé des éléments suivants :

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1. générateur de courant

2. pince porte-électrode

3. électrode enrobée

4. pince de masse

5. câbles de pince et de masse

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1. générateur de courant

Le générateur de courant a pour fonction d’alimenter l’arc électrique présent entre le matériel de base et l’électrode avec la sortie d’une quantité de courant suffisant à le maintenir allumé.

Le soudage avec électrode se base sur le principe du courant constant, c’est-à-dire que le courant distribué par le générateur ne doit pas varier lorsque l’opérateur déplace l’électrode par rapport à la pièce. La caractéristique de construction de la source permet donc de maintenir un courant stable face à la variation de longueur de l’arc due au rapprochement ou à l’éloignement de l’électrode: plus le courant est constant, et plus l’arc est stable, ce qui facilite ainsi la tâche de l’opérateur. À l’intérieur du générateur est installé un dispositif de réglage du courant de soudage du type mécanique (shunt magnétique ou réactance saturable), ou électronique (systèmes SCR (Silicon Controlled Rectifier ou thyristor) ou systèmes à onduleur (inverter)). Cette distinction permet de diviser les postes de soudure à électrode en trois familles différentes en fonction de leur technologie de construction: postes de soudure électromécaniques, postes de soudure électroniques (SCR), postes de soudure à onduleur.

La polarité du courant de sortie du générateur détermine également deux catégories supplémentaires : 

a) générateur à courant alternatif CA (alternating current)

Le courant en sortie du générateur assume la forme type d’une onde sinusoïdale dont la polarité change à intervalles réguliers, avec une fréquence allant de 50 à 60 cycles par seconde (Hertz). Cette dernière est obtenue au moyen d’un transformateur permettant de transformer le courant secteur en un courant de soudage adéquat. Caractéristique des postes de soudure électromécaniques.

b) générateur à courant continu CC (direct current)

Le courant en sortie du générateur présente une forme d’onde continue obtenue au moyen d’un dispositif dit redresseur, installé en aval du transformateur, et permettant la conversion du courant/tension d’alternatif à continu. Cette sortie est caractéristique des générateurs à SCR et à onduleur.

Dans l’hypothèse où le circuit de soudage est composé d’un générateur de courant continu (CC), une classification supplémentaire peut être introduite en fonction du mode de connexion des pôles du courant de soudage au matériel à souder :

• connexion en polarité inverse

La connexion en polarité inverse s’effectue en connectant le câble de pince (avec pince porte-électrode) au pôle positif (+) de la source de soudage, et le câble de masse (avec pince de masse) au pôle négatif (-) de la source. L’arc électrique concentre essentiellement la chaleur produite sur l’extrémité de l’électrode. Chaque type d’électrode nécessite une progression de courant spécifique (CA ou CC) et, dans le cas du CC, une polarité spécifique: le choix de l’électrode dépend donc également du type de générateur utilisé. Une utilisation incorrecte entraîne des problèmes de stabilité de l’arc et compromet donc la qualité du soudage.

• connexion en polarité directe

La connexion en polarité directe s’effectue en connectant le câble de pince (avec pince porte-électrode) au pôle négatif (-) de la source de soudage, et le câble de masse (avec pince de masse) au pôle positif (+) de la source. L’arc électrique concentre la chaleur produite sur la pièce et favorise la fusion. De cette façon, l’âme de l’électrode, en fondant, se dépose et pénètre dans la pièce à souder.

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2. pince porte-électrode

La pince porte-électrode a pour fonction essentielle de soutenir l’électrode afin de garantir le contact électrique nécessaire au passage du courant; elle doit également garantir une isolation électrique correcte pour le l’operateur.

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3. électrode enrobée

L’électrode enrobée se compose d’une âme et d’un revêtement ayant des fonctions différentes mais complémentaires: l’âme fait principalement office de conducteur de courant pour l’alimentation de l’arc et d’apport de matériel nécessaire au remplissage du soudage, tandis que le revêtement a pour fonction première de protéger le bain de fusion par la création d’un gaz neutre et de stabiliser l’arc. (plus de précisions dans l’article suivant)

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4-5. pince de masse et câbles

La borne de masse est un dispositif assurant, au moyen du câble de masse, la refermeture de la connexion électrique entre source de soudage et câble à souder.

Le câble de pince permet la connexion entre la pince porte-électrode et le générateur.

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Dispositifs d’arc force, hot start, anti-stick

Pour faciliter l’utilisation des générateurs de soudage, ces derniers peuvent comporter des dispositifs spécifiques décrits ci-dessous.

Le dispositif d’arc force facilite le transfert des gouttes de matériel fondu de l’électrode à la pièce à souder, prévient l’extinction de l’arc lors du contact, s’effectuant au moyen des gouttes, entre l’électrode et le bain de fusion.

Le dispositif hot start facilite l’amorçage de l’arc électrique en fournissant une surintensité à chaque nouvel amorçage du soudage.

Le dispositif anti-stick éteint automatiquement le générateur de soudage en cas d’électrode collée au matériel à souder, permettant une intervention manuelle de retrait sans endommager la pince porte-électrode.

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Généralités

Le soudage est un moyen d’assemblage permanent. Il a pour objet d’assurer la continuité de la matière à assembler. Dans le cas des métaux, cette continuité est réalisée à l’échelle de l’édifice atomique. En dehors du cas idéal où les forces inter-atomiques et la diffusion assurent lentement le soudage des pièces métalliques mises entièrement en contact suivant des surfaces parfaitement compatibles et exemptes de toute pollution, il est nécessaire de faire intervenir une énergie d’activation pour réaliser rapidement la continuité recherchée.

Le soudeur à l’arc, au MIG ou au TIG doit être totalement protégé (masque, gant), la lumière produite lors de l’arc étant tellement intense qu’elle provoque des brûlures de la peau et de la rétine. La lumière bleue produite par l’arc est aussi puissante que la lumière du soleil et provoque des effets similaires sur le corps humain (coup de soleil, brûlure de la rétine).

Procédés de soudage de pièces métalliques

Brasage à la lampe à souder

Réalisé avec du plomb, ce métal ayant un point de fusion assez bas, les apports successifs de métal sont chaque fois refroidis par passage d’un chiffon humide. Cette méthode ancienne exige beaucoup de doigté, la moindre surchauffe provoquant l’effondrement de l’objet à souder.

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Brasage à l’étain

Le brasage à l’étain s’effectue à basse température (200 °C – 250 °C), un alliage d’étain et de plomb est fondu et utilisé pour joindre des surfaces métalliques, en particulier dans le domaine de l’électronique et de la plomberie. Il s’agit de brasure et non de soudure, car seul le métal d’apport est fusionné.

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Soudage oxyacétylénique ou soudage oxy-gaz

(procédé 311 selon l’ISO 4063)

L’énergie thermique est générée par l’oxycombustion du mélange oxygène-acétylène. Le métal d’apport est en général amené sous forme de baguette.

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Soudage à l’arc électrique avec électrodes enrobées

(MMA : Manual Metal Arc, ou SMAW : Shielded Metal Arc Welding selon les normes américaines ou encore procédé 111 selon l’ISO 4063)

La température de soudage est générée par l’arc électrique entre deux électrodes que constituent la pièce à souder et la baguette de métal d’apport où le métal fondu est protégé par un laitier.

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Soudage à l’arc avec électrodes non fusibles

(Soudage TIG : Tungsten Inert Gas, GTAW Gas Tungsten Arc Welding selon les normes américaines ou encore procédé 141 selon l’ISO 4063)

Un arc électrique est établi entre l’extrémité d’une électrode infusible en tungstène (qui peut être en tungstène pur, thorié 1 % et 2 % ou en Zirconium mais celui-ci exclusivement pour le soudage de l’aluminium) et la pièce à souder, sous la protection d’un gaz inerte (argon, hélium ou mélange argon-hélium). Le métal d’apport est ajouté si nécessaire sous forme d’une baguette ou d’un feuillard placé dans l’arc électrique. Ce procédé peut s’automatiser voire se robotiser dans le cas fréquent du soudage TIG orbital.

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Soudage à l’arc avec fil électrodes fusibles ou soudage semi-automatique

(Soudage MIG-MAG : Metal Inert Gas-Metal Active Gas, GMAW Gas Metal Arc Welding selon les normes américaines ou encore procédé 131 (MIG) ou 135 (MAG) selon l’ISO 4063)

Un arc électrique est établi entre l’extrémité d’une électrode consommable et la pièce à assembler, sous la protection d’un mélange gazeux dont la nature dépend du type de soudure réalisée. L’électrode, amenée automatiquement de façon continue depuis un dévidoir, se présente sous la forme d’un fil massif ou fourré (MAG FF).

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Autres

Il existe d’autres procédés qui ne seront pas décrits ici car peu utilisables par le commun des mortels.

• Soudage électrique par résistance (ou par points, ou à la molette, ou PSE, ou PSR procédé 2 selon l’ISO 4063)
• Soudage aluminothermique (procédé 71 selon l’ISO4063)
• Soudage orbital
• Soudage laser (LBW: Laser Beam Welding)
• Soudage plasma (PAW : Plasma Arc Welding)
• Soudage par faisceau d’électrons  (EBW : Electron Beam Welding)
• Soudage par friction linéaire (LFW, Linear Friction Welding) ou orbital
• Soudage par friction malaxage ou soudage thixotropique (FSW : Friction Stir Welding).
• Soudage à l’arc sous flux aussi appelé « arc submergé ». (SAW : Submerged Arc Welding)
• Soudage par composition de procédés dit hybride, par exemple Laser plus TIG.
• Soudage électro gaz
• Soudage par diffusion
• Soudage par explosion
• Soudage par impulsion magnétique

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Dans les articles suivants nous détaillerons la soudure à l’arc MMA.

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Formule de Blondel

Nicolas-François Blondel, plus couramment appelé François Blondel, (Ribemont, 15 juin 1618 – Paris, 21 janvier 1686) fut un architecte français passé à la postérité grâce à son Cours d’architecture enseigné à l’Académie royale d’architecture, où il développe pour la première fois le calcul des escaliers.

En 1675, François Blondel mesure le pas (au sens de distance franchie par le pied lors d’une marche normale sur un plan horizontal) et constate qu’« à chaque fois qu’on s’élève d’un pouce, la valeur de la partie horizontale se trouve réduite de deux pouces et que la somme de la hauteur doublée de la marche et de son giron doit demeurer constante et être de deux pieds ».

Autrement dit : M = 2h + g, où M est le module (ou le pas) et vaut 2 pieds (64,8 cm), h la hauteur de la marche, et g son giron (distance entre deux nez de marche consécutifs mesurée sur la ligne de foulée).

L’idée directrice est que l’effort fait par la personne qui monte soit constant, malgré les variations de la hauteur montée effectivement par rapport au déplacement horizontal selon l’endroit où on se situe dans l’escalier, montée plus forte dans les coudes (cette personne est positionnée avec la main sur la rampe).

De nos jours, les marches courantes ont 17 cm de hauteur, mais doivent maintenant ne plus excéder 16 cm pour les lieux accueillant du public et 28 cm de giron minimum : le pas usuel est de 63 cm, la pente de ces marches est de 30° environ. Cette valeur standard est à considérer comme base de calcul, tout est question de l’effet final donné à l’escalier : escarpé, ou au contraire « agréable » ou encore à accessibilité maximum pour le public.

En réalité, pour que l’escalier soit « agréable », il faut que la formule de Blondel renvoie une valeur comprise entre 60 et 64 cm.

60 <= 2h+g <= 64

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Prise de cotes

Elle à pour but de réunir toutes les informations nécessaires à la reproduction de l’environnement de l’escalier sur une feuille de papier :

• La hauteur à gravir. C’est la distance verticale entre le sol et le palier d’arrivé. Cette distance doit être très précise, de l’ordre du millimètre. Elle doit être prise au fil à plomb.

• L’épaisseur du plancher. Il faut la prendre en compte dans le calcul de l’échappée.

• Les dimensions de la trémie. Elle a également une incidence sur l’échappée. Attention à bien vérifier l’équerrage de la trémie.

• L’encombrement. C’est la longueur maximum que peut avoir votre escalier. A déterminer en fonction des contraintes du site : position des portes, des fenêtres, position du départ. Point sensibles : Le sens d’ouverture des portes, il faut veiller à ce qu’une porte ne s’ouvre pas sur le départ de l’escalier. La position des fenêtres. Si vous ne souhaitez pas que votre escalier traverse une fenêtre, pensez à les dessiner sur le plan pour les prendre en compte lors de la conception. L’échappée calculée à partir des dimensions de la trémie et de l’épaisseur du plancher.

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Calcul

(La terminologie relative aux escaliers est décrite dans l’article précédent)

De la hauteur à gravir, vous déterminerez la hauteur des marches (en principe 16, 17 ou 18 marches, sachant qu’une volée ne devrait pas comporter plus de 20 marches)

De l’encombrement vous déterminerez la longueur de la ligne de foulée. Le calcul d’un escalier ¼ tournant ou ½ tournant se fait de la même façon que celui d’un escalier droit. Il suffit de le considérer à la ligne de foulée.

La longueur de la ligne de foulée et le nombre de marches vous donneront le giron. Vous devrez ensuite affiner ces calculs en utilisant la formule de Blondel.

Pour illustrer ces propos, un exemple est donné dans l’article suivant.

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Balancement

Dans un escalier non balancé, les marches dans les volées droites sont perpendiculaires aux limons et dans la partie tournante les marches sont rayonnantes.

Dans un escalier balancé, les marches commencent à tourner dans les volées droites, de cette façon la largeur des collets dans la partie tournante est répartie sur les marches de la partie droite.

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Il existe plusieurs méthodes pour calculer le balancement des marches :

1-     La plus simple : Cette méthode utilise une variation continue, facile à utiliser mais ne convient pas à tous les cas de figures,

2-     La méthode de la herse : Cette méthode est la plus utilisée, elle est assez efficace,

3-     La méthode par division du cercle : Cette méthode est très pratique et assez simple à utiliser,

4-     La méthode des alignements : Assez simple à utiliser, ressemble à la méthode du cercle,

5-     La méthode par développement de la ligne de jour : Cette méthode est la plus complexe,

6-     La méthode de l’ellipse : La méthode que j’ai mise au point et qui peut-être utilisée à partir d’un logiciel de CAO-DAO.

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Pour ma part j’ai utilisé la méthode de la herse qui sera décrite dans l’article suivant.

Pour plus d’information sur les autres méthodes vous pouvez consulter le site suivant :

http://lionel.ponnelle.pagesperso-orange.fr/index.htm

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Connaitre le langage de l’escalier signifie : respecter les cotes et les règles techniques importantes existantes qui ont été définies depuis des siècles, quel que soit le type de construction.

Balancement

Technique de tracé des marches dans les virages, permettant une répartition confortable et élégante pour que les « collets » de marches (largeur des marches côté jour) ne soient pas trop étroits.

Balustres

Ou « barreaux », éléments verticaux de remplissage du garde-corps.  Ils peuvent être: – droits, moulurés – de section carrée, posés sur diagonale – plans et chantournés (« palines » en Savoie) – tournés, selon de multiples motifs – profilés sur les 4 faces (dits « Louis XIII »)

Cage d’escalier

Pièce dans laquelle se trouve l’escalier (sans que l’escalier soit nécessairement adossé à ses parois appelées murs d’échiffre).

Collet

Petit côté d’une marche balancée.

Contremarche

Partie verticale entre deux marches. La contremarche est sécurisante, cependant elle n’est pas systématique (les échelles de meunier n’en ont pas, par exemple), les escaliers qui en sont dépourvus sont alors dit « à claire-voie ».

Crémaillère

Pièce d’appui, soutenant marches et contremarches, suivant l’angle de l’escalier, souvent plaquée contre le mur d’appui, et se différenciant du limon par le fait qu’elle est découpée suivant le dessous de la marche et l’arrière de la contremarche.

Débillardement

Façonnage des chants supérieur et inférieur du limon et de la main-courante lorsque ceux-ci sont courbes (sur la vue en plan), pour obtenir une surface continue.

Débillardé

Virage « débillardé », escalier « débillardé ».  Se dit lorsque le virage se fait par une courbe continue, sans poteau d’angle.

Emmarchement

Longueur de la marche comprise entre le mur et le limon où entre deux limons.

Encombrement

Développement, longueur et largeur, soit l’importance au sol d’un escalier vu de dessus.

Échappée

Hauteur de passage, prise verticalement entre le nez de marche et la partie inférieure du plancher ou de la volée au-dessus (mini : 1,90 m ; généralement : 2,10 m).

Échiffre, mur d’échiffre

Mur sur lequel repose l’escalier.

Étendue

Distance en projection horizontale entre le nez de la première marche et le refendage d’arrivée.

Faux-limon et crémaillère

Généralement moins épais et appliqués contre une paroi, ce qui permet des points de fixation intermédiaires.  Les faux-limons sont taillés pour recevoir marches et contremarches.  Les crémaillères sont seulement découpées.  Les faux-limons sont généralement préférés aux crémaillères, car ils permettent un ajustage complet des marches en atelier.  Les crémaillères, plus faciles à fabriquer, nécessitent, pour une finition correcte des extrémités de marche côté mur, l’ajustage ultérieur de plinthes, appelées « stylobates ».

Garde-corps

Ensemble constitué d’une main courante et de balustres destiné à assurer une protection devant un vide (rampe ou balustrade).

Garde de corps de palier

Un garde corps de palier est destiné aux parties horizontales d’un escalier. Celui-ci doit toujours être prévu à une hauteur minimum de 1m (1020 mm généralement). On retrouve obligatoirement une plinthe, généralement situé à 50 mm du sol et qui monte jusqu’à 450 mm minimum, suivi du nombre de lisses souhaité pour obtenir 1020. L’espacement maximum de celles-ci doit être de 180 mm.

Garde corps rampant

Un garde corps rampant est le garde corps qui suit la volée d’escalier. Celui-ci doit toujours être prévu d’une hauteur de 0,90 m (900 mm) minimum par rapport au nez de marche.

Giron

Distance horizontale de nez de marche à nez de marche. En cas de volée courbe, le giron théorique est alors la largeur de marche mesurée sur la ligne de foulée (lieu de giron constant).

Hauteur à monter

Hauteur de sol à sol finis (par exemple du parquet du rez-de-chaussée à la moquette du palier du 1er étage).

Jour

Espace vertical laissé par les volées, vide central dans la cage d’escalier.

La ligne de foulée

C’est une ligne imaginaire qui se trouve à une distance constante du jour de l’escalier et qu’il est nécessaire de tracer pour effectuer l’épure des escaliers balancés. Elle correspond à la trajectoire suivie par une personne se déplaçant dans l’escalier en se maintenant à une distance normale de la rampe soit 0,50 m.

Elle est située au milieu de l’escalier s’il a moins de 1 m de large, et à 50 cm de la rampe (côté intérieur) s’il a plus de 1 m de large. Dans les virages la ligne de foulée est courbe pour rester à distance constante de la main-courante.

Limon

Pièce d’appui, poutre qui permet de tenir les marches d’escalier. Cette pièce se trouve parallèle au mur et suivant l’angle de l’escalier. Lorsqu’il est en bois, les marches et contremarches sont encastrées dans sa pleine masse. Pour les escaliers en pierre, le limon de par l’orientation (clavage) de ses coupes est une structure de soutien de l’extrémité des marches, même si dans la plupart des cas, l’escalier peut s’en passer. Son rôle est donc plus qu’esthétique.

Limon à la française

Les marches et contremarches sont « embrevées » (ajustées par emboîtement) dans le limon, qui dépasse généralement de 5 cm au-dessus de la ligne des nez de marches.  Ce limon reçoit également les balustres, qui s’emboîtent sur sa tranche supérieure.

Limon-crémaillère à l’anglaise

Le limon est découpé en « crans » pour recevoir les marches qui passent par dessus le limon, et débordent d’environ 3 à 5cm (suivant mouluration) à l’extérieur. Lorsqu’il y a des contremarches, celles-ci doivent être ajustées en faux-onglet sur le devant des « crans ».  Les balustres sont ajustés soit sur le dessus des marches, soit, surtout s’ils sont métalliques, sur le côté du limon, en « col de cygne ».  Dans le deuxième cas, la main courante est alors déportée.

Limon-crémaillère central

Beaucoup plus épais (20 cm ou plus) et généralement lamellé-collé.  Nécessite une bonne fixation des marches, du fait de leur porte-à-faux latéral.

Lisse (ou main-courante)

Elle appartient au garde-corps et elle accompagne l’escalier sur toute sa longueur. Un garde-corps rampant est le garde-corps qui suit la volée d’escalier. Celui-ci doit toujours être prévu d’une hauteur de 0,90 m (900 mm) minimum par rapport à la verticale du nez de marche.

Un garde-corps de palier est destiné aux parties horizontales d’un escalier. Celui-ci doit toujours être prévu à une hauteur minimum de 1 m (1 020 mm généralement). Dans le cas d’un garde-corps à lisses horizontales, on retrouve obligatoirement une plinthe, généralement situé à 50 mm du sol et qui monte jusqu’à 450 mm minimum, suivi du nombre de lisses souhaité pour obtenir 1020. L’espacement maximum de celles-ci doit être de 180 mm. Dans le cas d’un garde-corps à balustres verticaux, la principale règle est que l’espace maximum entre 2 balustres ne dépasse jamais 110 mm.

Marche

Degré, pièce horizontale sur laquelle on pose le pied. La marche se définit dimensionnellement par son emmarchement, son giron et sa hauteur. Formellement une marche peut être : droite ou carrée (si elle est rectangulaire) ; balancée ou dansante si les deux extrémités ont des largeurs différentes ; biaises si sans être balancée elle n’est pas perpendiculaire au limon. La marche du bas est la marche de départ, celle du haut est la marche d’arrivée ou marche palière.

Nez de marche

Partie de la marche en saillie sur le nu de la contremarche, la hauteur du garde corps ou de la main-courante est calculée à partir du nez.

Paillasse

Dans le cas des escaliers en béton, c’est la dalle en pente intégrant les marches d’une volée.

Palier

Le palier est la plateforme qui reçoit les volées d’escalier montant et descendant et donne accès à l’étage par les portes palières. Une volée de marches ne peut dépasser 25 marches. Si cela est le cas, des plates-formes dites repos doivent être inscrites entre deux volées dans l’escalier. Les volées peuvent être inégales.

Pas

Longueur correspondant à deux hauteurs de marches plus un giron.

Poteau

Pièce de forte section permettant l’assemblage des éléments: rampe, garde-corps, marches, contremarches et limons.

Quart-tournant

Escalier tournant à 90°, il peut être soit:

• sur palier, entre 2 volées de marches droites
• à marches rayonnantes (les nez des marches convergent vers l’angle), ce qui est le cas dans la plupart des fabrications industrielles et est d’ailleurs souvent qualifié abusivement de « marches balancées ».
• à marches balancées, voir balancement.

Rampe

Garde-corps rampant composé d’une main courante, d’un remplissage (balustres) et éventuellement d’une lisse basse.

Reculement

Longueur, vue en plan, de la ligne de foulée.

Trémie ou chevêtre

Ouverture dans un plafond destinée à recevoir l’arrivée de l’escalier.

Volée

Portion d’escalier comprise entre deux plates-formes et qui comprend les marches. Les marches sont droites (en parallèle) dans la volée droite, les marches sont rayonnantes dans la volée d’escalier à vis (à la française), les marches sont biaises ou balancées ou dansantes dans les quartiers tournants.