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Sommevoire, Dommartin et la fonte

Dossier - Balade en Champagne-Ardenne
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Magnifique région qui vous réserve des découvertes insolites : maisons à colombage, les fontes de Sommevoire, les grues de Montier-en-Der, les moulins. Mais c'est également la région du champagne, alors en route pour la découverte !

  
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Le "Paradis" de Sommevoire rassemble une collection unique de modèles en plâtre issus de l'usine de fonte d'art de Sommevoire (aujourd'hui G.H.M.). Le nom de "Paradis" était employé par les ouvriers au 19ème siècle en raison du grand nombre de statues de saints. Les modèles nous rappellent que partout dans le monde on trouve des statues, des fontaines, des bustes issues des fonderies d'art de Haute-Marne. L'ensemble de la collection était abandonné et promis à la destruction, mais en 1988 l'association des Compagnons de Saint Pierre et la municipalité de Sommevoire sauvent ce témoignage unique du patrimoine artistique haut-marnais. Le "musée" de Sommevoire présente plus de 600 modèles dans une ancienne grange, en attendant un espace consacré à la fonderie d'art de plus grande envergure.

Moule de coulée de Sommevoire

A Dommartin-le-Franc la tradition métallurgique est très ancienne : un parchemin de 1264 concernant l'abbaye de Montier-en-Der fait mention d'une forge dans ce village. Un haut fourneau est attesté en 1773 ainsi qu'une affinerie, des lavoirs et des bocardsLe deuxième haut fourneau est construit en 1834 à l'emplacement de l'ancienne affinerie. Il y aura un troisième haut fourneau en 1837. Les hauts fourneaux sont éteints vers 1890 et l'entreprise se consacre au moulage de deuxième fusion comme "l'usine du bas" qui est l'autre entreprise métallurgique de Dommartin-le-Franc. Actuellement seule l'usine du bas conserve une activité, et un magasin de fontes d'art. L'usine du haut abrite un musée d'objet d'art en fonte et des expositions régulières autour d'un haut fourneau.

Coulée de fonte à Dommartin

Les fontes, histoire et technique.

Parmi les créations humaines, l'utilisation des métaux et la possibilité de les fondre, marque une étape décisive (âge du bronze 3000 ans avant Jésus-Christ) dans la maîtrise de la matière. Dès l'origine, la fabrication consiste à couler un métal ou un alliage dans un moule, afin d'obtenir, après solidification, une pièce dont les formes reproduisent celles du moule. Grâce à ce procédé, pourront être mis en forme des produits métalliques aussi divers que la fonte, l'acier, l'aluminium, le cuivre, le zinc, le magnésium, le plomb, le titane, etc. Leur nombre ne cessera de s'accroître.

Dès l'apparition du travail du fer, les fondeurs firent preuve d'une maîtrise exceptionnelle de la technique de moulage comme le montre les roues de char coulées en bronze d'un seul jet ou les cloches transformées en véritables instruments harmoniques aux cours des X et XI siècles.

Jean-Baptiste GODIN dépose en 1840 son premier brevet protégeant les innovations de son poêle en fonte révolutionnaire de par sa robustesse, sa fiabilité, son élégance et son prix modeste. Un succès qui ne se démentira pas pour celui qui n'aura de cesse d'améliorer aussi les conditions de travail et de vie en construisant pour ses ouvriers le « Familistère de Guise » qui abritera jusqu'à 1 770 personnes.

Godin en fonte

En 1899, Paris lance un concours d'architectes pour la réalisation des entrées du métro dont la construction va démarrer. Hector GUIMARD, dans la mouvance de l'Art Nouveau, fait preuve d'une inventivité exceptionnelle et propose une décoration réalisée en fonte.

Métro de Paris, entrée à décor de fonte

L'industrie française de la fonderie se situe au 7ème rang des producteurs mondiaux derrière la Chine, les Etats-Unis, la Russie, le Japon, l'Allemagne et l'Inde. Avec 2,5 millions de tonnes produites, elle occupe le 2ème rang européen dont elle représente 19% de la production totale européenne.

La fonderie est un secteur assez fortement exportateur (en valeur : 31%, en volume : 36%), principalement vers l'Union Européenne (69%), dégageant ainsi depuis de nombreuses années un excédent commercial. En 2004, il a atteint 0,45 milliard d'euros.

Production pièces moulées dans le monde en 2004 (en milliers de tonnes métriques)

  • Fonte : 1 943 503
  • Acier : 114 986
  • Fonte d'alliages légers : 348953 parmi lesquelles les fontes d'aluminium
  • Autres métaux non ferreux : 58217

  • Total : 2 465 659 tonnes
Chiffre d'affaire par alliages qui nous montre l'importance de la fonte

Quelques applications des fontes, les exemples sont innombrables nous n'en garderons que quelques-uns :

  • marmites en fonte
  • plaques de voirie, grilles,

  • robinets en fonte ou en acier,

  • cuves pour laiteries, brasseries, vinification, méthaniers...
Plaque de cheminée en fonte
  • les "trucks" de "skateboard",
pièces moulées fixées sur la planche sur lesquels les roues sont vissées. Les trucks sont les pièces maîtresses du skate permettant au "rider" de tourner.
  • Moto :
les constructeurs utilisent un nombre important et croissant de pièces de fonderie en aluminium, magnésium et titane : le cadre, le bras oscillant, les freins, le moteur, les roues, les tés de fourche, etc. Ces pièces concourent également à alléger la moto dont le ratio poids/puissance est aujourd'hui, pour les meilleures sportives, proche de 1 kg/ch !
  • Pas de voiture sans fonderie !

Les pièces moulées représentent 16 % du poids total d'un véhicule (dont 9% en fonte et 7 % en aluminium) ; autrement dit, l'automobile absorbe plus de 50 % des pièces produites par les entreprises de fonderie. La fonderie est largement présente dans les organes mécaniques, les châssis et les organes de liaison au sol. Ses caractéristiques sont requises dans nombres d'applications : carters cylindres, pistons, vilebrequins, culasse, volant, arbre à came, culbuteurs, poussoirs de soupapes, turbocompresseur, embrayages, boîtes de vitesse, etc.
  • Chemin de fer :
pièces en acier moulé indispensables au croisement des rails, éléments reliant la caisse à la voie tels des chariots à 4 roues, les bogies doivent présenter une très grande fiabilité car toute la sécurité du matériel de traction et des voitures repose sur eux.
Bogie de TGV
  • Tracteurs :
la fonte à graphite lamellaire est le matériau idéal pour fabriquer contrepoids, boîtes de transmission et de vitesse, systèmes de freinage et de relevage des accessoires traînés.
  • Avions :
pour résister à des poussées de l'ordre de 50 tonnes dans les moteurs à réaction et à des températures de 1 600°C dans les chambres de combustion, sont fusionnés et coulés sous vide des alliages d'aluminium, de magnésium, de titane, d'acier et de superalliages à base de nickel.

Les fontes moulées :

  • les fontes phosphoreuses à graphite lamellaire
avec un peu moins de 3% de carbone. Le phosphore augmente les qualités de coulabilité avantage important pour des pièces creuses. Elles ont aussi une excellente résistance à la traction et une grande capacité d'amortissement et sont employées dans la fabrication des machines-outils , carters, cylindres, pièces de frein. Leur résistance au frottement est due à la présence de graphite. Elles ont d'autre part une résistance élevée à la compression, aux produits chimiques en particulier les acides et une étanchéité remarquable.
  • Les fontes malléables avec un peu plus de carboneenviron 3%,
elles sont obtenues à oartir de fontes blanches sans graphite soumises à une traitement thermique et sont résistantes et ductiles.
  • Les fontes à graphite sphéroïdal avec plus de carbone -3,5 à 4%-
elles sont obtenues par adjonction de métaux particuliers comme le magnésium qui transforme le graphite en nodules et elles offrent de nombreuses propriétés : bonne coulabilité, résistance à la traction, aux chocs à la rupture par traction ou flexion, une limite de fatigue importante.

Les qualités de ces fontes les destinent à toutes sortes de pièces soumises à des efforts intenses et divers, des conditions mécaniques sévères....

Voir aussi à ce sujet le dossier sur : Le fer tombe le masque 

Godet de coulée

Deux procédés de moulage :

après réalisation d'une empreinte en creux en 2 parties de la pièce que l'on veut obtenir, on coule le métal liquide par simple gravité. Puis la pièce est démoulée, débarrassée des aspérités nécessaires à la coulée et finie. Le moule en sable permet de fabriquer des pièces qui pèsent jusqu'à 100 tonnes et des moules métalliques permettent la fabrication en série de plus de 5000 pièces ( rentabilité du moule qui est cher !)jusqu'à 300 kg.
  • Le moulage sous pression
dans lequel on force le métal en fusion dans un moule métallique sous forte pression ( jusqu'à 1000 bars) qui permet d'obtenir de très grandes séries de pièces de 50 gr à 50 kg. On travaille différemment selon les alliages employés.