Fabrication et montage d’appareils et d’ensembles industriels essentiellement étanches, pouvant être soumis à l’action des flammes ou de systèmes de chauffage les plus divers, et destinés à contenir, transporter ou transformer des produits solides, liquides ou gazeux, de toute nature et à des conditions de pression et de température les plus variées.

Ce vocable désigne à la fois l’unité de production, la profession et le produit, voire une technologie qui groupe toutes les techniques concernant la mise en forme de produits métalliques laminés (tôles, plats et profilés) en vue de réaliser des récipients, canalisations et conduits industriels les plus variés, en acier, quelquefois en acier inoxydable, mais aussi en métaux et alliages non ferreux.

La chaudronnerie est distincte de la tôlerie, qui s’intéresse plus spécialement à la fabrication de carrosseries d’automobiles, d’armoires et de pupitres électroniques, de structures d’appareils ménagers métalliques, etc., à partir de tôles minces d’épaisseur inférieure à 4 mm environ. De même, elle est différente de la construction métallique, qui concerne plus spécialement la fabrication et le montage de structures en profilés métalliques : bâtiments industriels et d’habitations, pylônes, etc. Il est difficile de tracer une frontière précise entre les activités dites « de chaudronnerie » et celles de tôlerie, de constructions métalliques, de tuyauterie industrielle, voire de constructions mécaniques et de constructions navales. Un certain chevauchement est possible. Toutefois appartient essentiellement à la chaudronnerie la fabrication d’appareils ou de canalisations soumis à une pression intérieure ou extérieure. Compte tenu des risques d’accidents que ces installations font peser à leurs utilisateurs, leur conception et leur calcul sont soumis à des règles extrêmement strictes, et des contrôles les plus divers sont effectués tout le long du cycle de fabrication (contrôle des caractéristiques des matières, contrôle par rayons X de la pénétration des soudures, contrôles dimensionnels, contrôle des déformations sous charge, etc.).

Le rôle essentiel d’une chaudronnerie étant de réaliser des volumes à partir de produits plats et droits (tôles et profilés), cette activité fait appel à deux familles de techniques de mise en forme : les techniques de découpage et de déformation à l’état solide (à chaud ou à froid) et les techniques d’assemblage. Toutefois, les procédés de fabrication utilisés dans les chaudronneries se retrouvent, en partie tout au moins, dans d’autres secteurs d’activité.

Techniques utilisées

Après avoir donné aux pièces leur contour général, il faut les former, les assembler et traiter leur surface.

Traçage et découpage du contour général de la pièce à former

Cette opération commence par le traçage, qui a pour but de délimiter la quantité de matière à façonner, suivi du découpage, à la cisaille droite ou circulaire, par oxycoupage, par découpage au jet à plasma, par grignotage, par sciage (scie circulaire, scie à ruban, scie alternative, scie thermique). Elle est généralement complétée par l’usinage des bords, par meulage, ébarbage..., le nettoyage des surfaces, par sablage, grenaillage, traitement à la bille de verre, décapage chimique..., et l’usinage d’ouvertures, par poinçonnage, perçage, etc.

Formage

Il complète le découpage. Il s’effectue en exerçant localement, sur certaines parties de la pièce, des efforts entraînant dans la matière des contraintes supérieures à la limite élastique, mais inférieures à la charge de rupture ; la pièce plane est ainsi déformée en vue d’obtenir, suivant les besoins, une surface courbe développable ou non développable. Cette opération peut se faire manuellement (pour les tôles minces) en maintenant la tôle sur un outil de forme concave ou convexe approprié (tas à boule, forme en bois, etc.) et en portant à celle-ci une succession de coups rapprochés à l’aide d’un marteau. Mais, à quelques exceptions près, cette opération de formage se fait à l’aide de machines spéciales : presses à former, presses avec outil d’emboutissage (en une opération ou en plusieurs opérations successives : formage progressif), machines à rouleaux (roulage ou cintrage de cônes ou de tubes ou viroles), presses à plier (cintrage ou cambrage de profilés et tubes), machines à galets (par repoussage ou fluotournage), machines à plier ou presses avec outils à plier.

Les opérations de formage se font généralement à froid, mais si la tôle à travailler est très épaisse (supérieure à 50 mm environ), certaines opérations de formage peuvent se faire à chaud afin de diminuer la limite élastique des matériaux travaillés. L’épaisseur à partir de laquelle il faut chauffer dépend de la capacité des machines dont on dispose.

Si le formage a pour but de rendre la pièce parfaitement plane, on l’appelle planage.

Assemblage

Le rivetage n’est pratiquement plus utilisé. Cette ancienne technique a été remplacée par tout un ensemble de procédés de soudage, quelquefois de brasage : soudage au chalumeau oxyacétylénique ou éventuellement oxhydrique, soudage à la torche à plasma, soudage à l’arc électrique (avec électrode enrobée consommable, ou dans une atmosphère protectrice avec ou sans métal d’apport ou avec flux électroconducteur), soudage par résistance (par points, par bossage, à la molette, par étincelage). L’assemblage de deux ou plusieurs pièces peut également se faire à l’aide de boulons, vis, goujons et écrous, agrafes, étriers, etc. Dans le cas de la jonction de deux viroles, il faut souder une bride à l’extrémité de chaque virole. Avant l’opération de soudage en continu des bords de la pièce à assembler, on procède à la mise en place des éléments par pointage.

Après soudage, il faut parfois reprendre le formage de certaines surfaces pour procéder au calibrage des pièces, et opérer des traitements thermiques pour recuire le métal afin de libérer les tensions internes et de restaurer la texture cristalline.