Les fontes et leurs utilisations en BTP Ecole Hassania des Travaux Publics 2012/2013 Recherche thématique Les fontes et leurs utilisations en BTP Présenté par : EL HANKOURI Nabil EL IDRISSI MOUBTASSIM Abdelmoujoud 2GC2 Encadré par : M. LAHLOU Khaled

Plan de la présentation Qu’est ce que la fonte ? La fabrication de la fonte Propriétés mécaniques et physico-chimiques Types de la fonte Types d’utilisations en génie civil Pourquoi choisir la fonte ?

Qu’est ce que la fonte ? La fonte, est un alliage de fer riche de 2,1 à 6,67 % de carbone. Elle est donc , contrairement aux aciers , riche en carbone , qui peut précipiter sous la forme de graphite au moment de la solidification . Elle est généralement fabriquée à partir de roches (magnétite, graphite , hématite , ferrite … ) mélangées à la gangue ( la silice , le calcaire … )

Composition générale : - Carbone : 3 à 4% - Chrome - Cuivre : 1 à 3% - Etain : < 1% - Silicium : 0.5 à 2.5% - Manganèse : 0.4 à 1% - Molybdène - Nickel - Phosphore : 0 à 2% - Soufre : ≤ 0.12%

La fabrication de la fonte Pour fabriquer la fonte , il faut disposer des matières premières suivantes : Magnétite Fe3O4, Sidérose FeCO3 Hématite Fe2O3, Hématite brune 2 Fe2O3, 3 H2O, Gangue : silice , calcaire …

La fabrication de la fonte se déroule dans le haut fourneau , qui est un four à combustion :

C(coke) + O2 (air à 800 ºC) CO2 + chaleur + CO2 + C(coke) 2 CO Les réactions de combustion qui se déroulent à l’intérieur du haut fourneau sont les suivantes : C(coke) + O2 (air à 800 ºC)   CO2 + chaleur + CO2 + C(coke)     2 CO Formation de l’agent réducteur Fe3O4 + 4 CO 3 Fe (s) + 4 CO2 (g) , ensuite : Fe(s) Fe(l)   et   Fe(l) + C   [Fe, Fe3C](l) Formation de la fonte CaCO3 + chaleur   CaO + CO2 (  ) CaO + SiO2   CaSiO3 Elimination de la silice

Propriétés mécaniques et physico-chimiques Les fontes ont en général : Une résistance mécanique faible en traction et flexion mais très bonne en compression. Une conductivité thermique assez faible par rapport aux autres métaux, s’il n’est pas allié. Elles sont recyclables. Les fontes sont utilisées en fonderie pour leur facilité à être moulées. Points faibles : Faible dureté. Sujet à la corrosion même si la fonte résiste mieux que l’acier. Oxydation : Rouille.

Types de la fonte Fontes blanches -Dans l'état final de la fonte blanche, tout le carbone est sous forme de carbures. La présence de différents carbures, produits par l'addition d'alliages, rend la fonte blanche extrêmement dure et résistante à l'abrasion, mais aussi très fragile.

Fontes grises : - La fonte grise, ainsi nommée parce que le métal présente des fractures ayant une couleur grise, est composée de carbone sous forme de lamelles de graphite dans une matrice de ferrite ou de perlite, ou d'un mélange des deux. La fluidité de la fonte grise liquide ainsi que son expansion due à la formation de graphite au cours de la solidification en font un matériau idéal pour la production économique de pièces moulées complexes et sans retrait.

Fontes malléables : -À cœur blanc : - À cœur noir : Contrairement à la fonte grise et à la fonte GS, on moule la fonte malléable à l'état de fonte aux carbures ou de fonte blanche, et un traitement thermique de recuit ou de graphitisation est requis pour convertir les carbures en graphite. La microstructure de la fonte malléable comporte des nodules irréguliers de graphite (carbone de recuit) dans une matrice de ferrite et/ou de perlite . Il en existe deux types : -À cœur blanc : - À cœur noir :

Fontes à graphite sphéroïdal : -Le graphite est sous forme de sphéroïdes plus compactes, dans ce cas , la fonte malléable a des caractéristiques de ductilité et de résistance presque équivalentes à celles de l'acier moulé à faible teneur en carbone. -Caractéristiques : Ductile et soudable

Types d’utilisations en génie civil Dans la construction des ouvrages d’art : Iron Bridge

Pour les plaques d’égout : Pour les raccords : Pour les tuyaux et les conduites :

Dégradations des conduites en fonte

Corrosion des conduites 17/06/2018 Corrosion des conduites La corrosion est la principale cause de détérioration des conduites métalliques souterraines; elle prend généralement la forme de piqûres de corrosion localisées. Il est nécessaire de détecter et de quantifier ces piqûres de corrosion pour connaître l’état des conduites et prédire leur durée de vie en service restante. La technologie d’imagerie faisant appel à des capteurs capacitifs fournit un moyen économique et efficace pour acquérir cette information dans les conditions parfois difficiles que l’on retrouve sur le terrain. CNRC: Conseil National de Recherche de Canada Solution !!! Capteurs capacitifs : solution actuellement développée

Pourquoi choisir la fonte grise ? 17/06/2018 Pourquoi choisir la fonte grise ? 1- Elimination supérieure du bruit. 2- Résistance à la corrosion. 3- Solidité supérieure. 4- Faible taux de dilatation thermique. 5- Résistance au feu. 6- Facilité d’assemblage.

Bibliographie Encyclopédie UNIVERSALIS Encyclopédie WIKIPEDIA Site web : www.futura-sciences.com Cours : Les métaux « Conservatoire National des Arts et Métiers » Site web du Conseil National de Recherches Canada