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1 CHAPITRE II : GÉNÉRALITÉS SUR LE RIVETAGE II.1.Introduction le rivetage est u

1 CHAPITRE II : GÉNÉRALITÉS SUR LE RIVETAGE II.1.Introduction le rivetage est un processus qui consiste à assembler deux pièces l'une à l'autre pour les rendre solidaire, la liaison rivetée étant un assemblage structural réalise par un grand nombre de rivets, compte tenu de la nature hyperstatique de la liaison et des phénomènes locaux (tolérance, mécanique des contacts) il est impossible de déterminer avec précision les efforts transmissibles II.2.Définitions Un rivet est un élément d’assemblage définitif. Il se présente sous la forme d’une tige cylindrique, généralement métallique, pleine, qui est munie à l’une de ses extrémités d’une «tête» c’est-à- dire une partie de section plus grande. L’autre extrémité sera forgée à chaud, de façon à former une tête seconde pour solidariser les éléments à assembler. Cette opération est désignée sous le terme de rivetage. La construction des ponts en arc, à poutres treillis ou âme pleine, au XIXème siècle et début du XXème, avant le développement de la soudure, a largement fait appel à ce mode d’assemblage par rivetage [5]. Figure II.1 assemblage riveté 2 II.3.L’aspect réglementaire : rivets Le règlement du 29 août 1891 est le premier à définir des caractéristiques de matériaux pour les éléments d’assemblage. Toutefois ceux-ci s’appliquent uniquement aux ponts rails. Ce règlement distingue deux matériaux, le fer et l’acier, ce dernier présentant principalement une ductilité plus élevée [5]. Résistance à la traction (kg/mm2) Allongement (%) Rivets en fer 36 16 Rivets en acier 38 28 Tableau I : Caractéristiques des matériaux – Règlement de 1891 Comme nous l’avons vu pour les matériaux de construction métallique (partie 1), dans le texte réglementaire du 29 octobre 1913, seuls les rivets en acier subsistent avec les caractéristiques : Limite élastique (kg/mm2) Rupture (kg/mm2) (%) Rivets 20 38 28 Tableau II : Caractéristiques des matériaux – Règlement de 1913 II.4.Domaine d'utilisation des rivets : Les rivures constituent des assemblages permanents. Selon leur destination, on distingue traditionnellement les rivures de force, que l'on rencontre dans les constructions métalliques en acier ou en métaux légers ; les rivures de force et d'étanchéité, en chaudronnerie ; les rivures d'étanchéité, dans les réservoirs, les cheminées en tôles, les tuyauteries sans surpression ; les rivures de liaison des éléments de tôles (aviation, automobile). Dans beaucoup d'applications, les rivures ont été supplantées par la soudure. Une rivure demande en e et plus de travail, et les pièces soudées sont plus simples et moins chères. En outre, le façonnage des rivets à la bouterolle soumet l'ouïe des ouvriers à rude épreuve. Cependant, les rivures sont très sûres et d'un contrôle très facile (au son, quand on frappe l'assemblage). Par ailleurs, dans le cas des alliages légers, on préfère encore souvent la rivure qui permet d'éviter les conséquences de l'échauffement de soudage [10]. Les rivets sont utilisés couramment pour assembler les parties du fuselage et d’ailes des avions (Figure II.2) [4]. En effet, l'assemblage d'une structure d'avion exige près de 2 500 000 rivets, 3 Détail des rivets du fuselage Fuselage d’avion Tête ronde Tête fraisée « Pop » Rivures Creux Tige forée dont la pose représente 30 % du temps total de montage. Le rivetage est encore largement utilisé dans les applications où la légèreté et la résistance demandées sont critiques, comme dans un avion. La Figure II.2: présente les différents types des rivets, ils sont différenciés par leurs têtes. II.5.Type de rivets Figure II.3 : Les différents types des rivets II.6.Les avantages et inconvénients de l’utilisation des rivets II.6.1.Avantages des rivets  Les rivets sont recommandés pour assembler les plaques minces e<0,6 mm ou quand il y a une impossibilité de souder des plaques très épaisses.  Ils sont utilisés dans les constructions qui travaillent en vibration, car la fiabilité des constructions soudées soumises aux vibrations est faible.  Ils sont employés aussi pour les matériaux qui ne peuvent pas être soudés ou ne supportent pas le soudage car l’échauffement dû au soudage génère un revenu, un gauchissement et des déformations dans ces matériaux. En effet, on ne soude pas les tôles sur lesquelles des déformations ou modification des propriétés du matériau peuvent être apportées.  Ils conviennent aux assemblages de matières et épaisseurs différentes et aux assemblages qui sont exposés au phénomène de fatigue contrairement au soudage.  Les rivets sont moins coûteux que les boulons [4]. Pop 4 II.6.2.Inconvénients des rivets  Le volume d’horaire pour le montage des rivets est accru.  Les trous affaiblissent les sections actives de la construction.  Un grand poids des rivets qui se rajoutent au poids de la construction, le cordon de soudage ne contribue pas à l’augmentation du poids total de la construction.  Pas de possibilité de riveter les plaques très épaisses e>25 mm, il faut utiliser dans ce cas les boulons.  Le rivetage est moins productif que le soudage [4]. II.7.Mise en place des rivets La mise en place d’un rivet est effectuée avec une riveteuse dont l'extrémité opposée à la tête est rabattue vers l'extérieur en forme de couronne par une bouterolle. Cette opération est effectuée avec les démarches suivantes [3] : 1-Mise en place du rivet ; 2- Mise en place de la bouterolle sur le rivet ; 3- Ecrasement de la tige du rivet et formation de la tête ; 4-Rivet posé. Figure II.4: Façonnage des rivets. II.8. Montage des rivets 5 II.8.1.Montage à chaud On chauffe le rivet dans un bain d’huile à haute température, il se dilate sous le fait de la température, en le place alors à chaud dans les trous de deux tôles puis il se refroidi. Ce rivet donc se contracte et il serre énergiquement les deux tôles en série, on peut dire qu’on obtient un assemblage d’adhérence. Il résiste beaucoup plus à la traction et au cisaillement. Et pour l’acier, on utilise ce type de montage pour les rivets d’acier ayant un diamètre nominal supérieur ou égal à 10 mm (d ≥ 10mm) [3]. II.8.2.Montage à froid Le rivet est monté par écrasement du matériau qui forme des obstacles (tête du rivet et la rivure). L’assemblage obtenu est un assemblage par obstacle. Il résiste beaucoup plus au cisaillement. Et pour l’acier, on utilise ce type de montage pour les rivets d’acier ayant un diamètre nominal inférieur ou égal à 10 mm (d < 10mm) [3]. II.9.Principe de formation de la rivure Le rivetage se fait soit à la main ou en utilisant une riveuse, électrique, pneumatique, hydraulique, etc. Les rivets d’acier jusqu’à 12 mm de diamètre se posent à froid ; les rivets possédant un diamètre supérieur à 12 mm se posent à chaud. L’idéal est que le métal du rivet rempli tout le trou après la rivure en ne laissant aucun jeu entre le rivet et le trou. Dans le cas du rivetage à chaud, ce jeu est le résultat du rétrécissement du diamètre de la tige après son refroidissement. Ce jeu provoque aussi un défaut d’étanchéité, diminue la résistance et la rigidité de l’assemblage et favorise la rupture du rivet. En effet, la contrainte ne sera pas distribuée uniformément au niveau de la tige du rivet. Il est avantageux de chauffer seulement l’extrémité de la tige pour former la rivure [4]. II.9.1.Rivetage à froid d’un rivet à tête ronde La Figure 20 montre le principe de rivetage à froid par l’utilisation d’une bouterolle, celle-ci déforme l’extrémité de la tige sous l’action d’un choc discontinu (marteau manuel ou pneumatique) ou continu (presse hydraulique ou pneumatique). La partie de la tête du rivet est bloquée pendant l’opération du rivetage par une contre bouterolle. La liaison obtenue est une liaison par obstacle complète non démontable, par conséquence, le rivet travaille d’avantage en cisaillement [7]. 6 Figure II.5 : Principe de rivetage à froid d’un rivet à tête ronde II.9.2.Rivetage à chaud d’un rivet à tête ronde Dans le cas de rivetage à chaud, après refroidissement, le rivet se rétracte longitudinalement en serrant les pièces et transversalement en créant un jeu diamétral, le rivet ne travaille plus au cisaillement mais à l’extension et liaison obtenue se fait par adhérence (Figure II.6) [8]. Figure II.6 : Rivetage à chaud d’un rivet à tête ronde II.9.3.Rivetage à froid d’un rivet creux Ils se posent à froid à l’aide d’une pince formant l’ensemble bouterolle/contre bouterolle (Figure II.7) [7]. Rivet Tige dilatée 7 1 2 3 4 5 Tête du rivet Face inaccessible Rivure Figure II.7 : Rivetage à froid d’un rivet creux II.9.4.Rivetage à froid d’un rivet Pop Ces rivets industriels permettent la formation d’une rivure sur une face inaccessible (Figure II.8) . La pince exerce un effort de traction sur la tige tout en plaquant la tête contre la pièce, l’action de traction étire la tige et le faire rompre tout en écrasant la rivure contre la face inaccessible. La figure ci-dessous montre les étapes de réalisation de ce type de rivetage [4]. Réalisation de trou Mise en place de Maintenir la tige et la La tige est étirée, Le rivetage est Rivet tête du rivet par une la rivure est termine et les Pince déforme puis uploads/Ingenierie_Lourd/ chapitre-ii 5 .pdf