Coupage et perçage thermique

Principe de fonctionnement du coupage et perçage thermique

La technique de coupage et perçage thermique repose sur l’injection d’oxygène dans un tube métallique bourré de fils en acier. L’extrémité du tube est mise à feu par la chauffe du tube avec une flamme ou avec un arc électrique tout en injectant simultanément de l’oxygène.
Une fois allumée et la flamme entretenue par l’oxygène, la lance thermique permet la découpe et le perçage de tous les matériaux ferreux ainsi que les bétons précontraints.
La température de fusion de la lance thermique varie entre 4 000°C et 5 300 °C selon le diamètre de la lance thermique et de la composition métallurgique du couple tube- fils en acier. La variation de température est particulièrement sensible au taux de carbone contenu dans l’acier ; plus ce taux est élevé, plus la température de fusion sera élevée.

Cette fusion génère lors de la combustion :

• Une action thermique instantanée provoquée par la fluidification des oxydes et celle du laitier ; la fusion du métal est dès lors immédiate, contrairement à un chalumeau oxygène acétylène qui doit provoquer une oxydation par la chauffe de la pièce avant de pouvoir la découper
• Une action chimique résultant de la combinaison de propriétés chimiques des matériaux avec les oxydes de la lance thermique
• Une action cinétique permettant de pulvériser le laitier par la pression d’oxygène et ainsi expulser la matière en fusion.

Le matériel nécessaire et ses limites de capacité

Pour le coupage thermique et le perçage thermique, le choix se fait entre la torche thermique et le porte-lances thermiques.
L’ensemble torche thermique, qui utilise pour le coupage thermique et le perçage thermique l’électrode thermique ou la mini-lance thermique d’ATSC, est constitué d’un :

• Porte-électrodes thermiques
• tuyau d’oxygène blindé
• détendeur d’oxygène
• câble de courant nécessaire pour un amorçage électrique pour le coupage thermique et le perçage thermique

L’ensemble porte-lances thermiques, qui utilise pour le coupage thermique et le perçage thermique des lances thermiques, est constitué d’un :

• porte-lances thermiques
• anti-retour d’oxygène
• robinet
• tuyau d’oxygène blindé gros diamètre
• détendeur d’oxygène très gros débit.

Le coupage thermique

La technique du coupage thermique est souvent utilisée lorsque les autres moyens de coupage sont inadaptés en raison de leur coût, de leur lenteur d’exécution, de leurs trop fortes épaisseurs. Cette technique de coupage thermique permet également le découpage des aciers inox qui ne se découpent pas au chalumeau ainsi que les fontes et l’aluminium.  
La découpe thermique sous-marine est une variante particulière du coupage thermique qui nécessite une source d’énergie en surface.

Le perçage thermique

La technique de perçage thermique est utilisée essentiellement pour extraire des axes d’articulation de bras ou de pivots de machines dont l’extraction s’avère impossible par pression hydraulique ou par chocs sur l’axe. Elle est aussi utilisée pour percer des avants trous dans des tôles d’acier très épaisses.
Le principe consiste à affaiblir l’axe en son centre en enlevant de la matière par fusion contrairement au perçage – fraisage classique trop long et difficile à mettre en œuvre.

Les applications du coupage et perçage thermique

On peut recenser principalement les activités et les travaux suivants :

• le débouchage de trous de coulées dans les fonderies
• le démantèlement et la valorisation de déchets dans les centres de recyclage
• le démantèlement de machines outil, d’engins militaires
• les interventions de désincarcération lors de la destruction d’ouvrages sinistrés et d’accidents
• la découpe de blindages et de matrices de presses bloquées
• le perçage d’axes d'engins de transport, de matériels de travaux publics et de grues
• la découpe de piliers et de palplanches dans les applications sous-marines.

Les précautions d'utilisation

 Le coupage thermique et le perçage thermique ne présentent pas de danger particulier si les précautions d’usage suivantes sont prises :

• Le périmètre de la zone de travail doit être délimité
• Vérifier systématiquement l’étanchéité du circuit d’oxygène
• Porter des EPI appropriés pour se protéger contre la chaleur convective, les projections de métal en fusion, les ultraviolets, les gaz et les fumées
• Respecter le temps de travail maximum en immersion pour le coupage thermique subaquatique.