Qu’est-ce que la tôlerie ? Définition
La tôlerie est une méthode de production qui consiste à découper et plier des feuilles de métal, acier, inox ou aluminium, pour les transformer en produits pour différentes industries.
Ce procédé permet par exemple de produire simplement des boîtiers, des armoires métalliques, des panneaux de façade, des bacs de jardin ou encore des rayonnages de magasins.
Peu coûteux, flexible et avec des cadences de production rapides, le travail de la tôle s’adapte aussi bien à la production de prototypes que de moyennes ou grandes séries.
Les quelques applications décrites plus haut ne sont qu’un très petit aperçu de la variété des produits qui peuvent être fabriqués en tôlerie fine ou en tôlerie industrielle.
De très nombreux secteurs font appel à des entreprises de tôlerie et en particulier le bâtiment (habillages de façades), les commerces (PLV, mobilier), les industries de l’électronique, de l’énergie ou de la santé (coffrets, armoires, capots, tiroirs…) , les collectivités (mobilier urbain) voire même des artistes pour leurs œuvres.
Le procédé de transformation de la tôle se fait le plus souvent en 5 étapes, détaillées ci-dessous :
- La découpe laser qui permet de découper la tôle précisément là où c’est nécessaire
- Le poinçonnage qui consiste à faire des trous dans la tôle à l’aide d’un poinçon
- Le pliage qui vient mettre en volume la feuille de métal pour obtenir la forme souhaitée
- L’assemblage éventuel de la pièce avec d’autres pièces pour obtenir un produit semi-fini
- La thermolaquage qui permet de peindre la pièce avant de la livrer au client
Les grandes étapes pour réaliser une pièce
Le processus le plus courant de tôlerie s’effectue en 5 étapes classiques même si chacune n’est pas systématiquement employée.
1. Découpe laser avec pilotage à commande numérique
La découpe laser de la tôle est un procédé d’une grande précision et qui a l’avantage d’être très rapide et de trouer les pièces sans les déformer.
C’est le faisceau de lumière du laser qui, en générant une chaleur importante sur la plaque métallique la fait fondre localement (la vaporise plus exactement), permettant une découpe très précise. Un intérêt majeur pour la tôlerie réside dans le fait qu’aucun outil ne vient au contact de la pièce, limitant ainsi fortement les déformations.
Grâce à cette technique on peut dessiner dans la feuille de métal des motifs très fins et complexes que ce soit à vocation décorative (ex : pour des façades) ou à vocation technique (ex : créer une forme de pièce spécifique à intégrer dans une machine spéciale).
À l’inverse, le laser générant une concentration de chaleur, ce procédé peut être moins adapté à des matériaux plus fragiles comme le plastique, sur lequel les déformations pourront être plus importantes que sur du métal.
Exemple de découpe laser sur la chaîne YouTube de Jean-Charles Barbier :
2. Poinçonnage : consiste à trouer la tôle métallique
Le poinçonnage est une autre technique très utilisée en tôlerie générale, souvent en complément de la découpe laser. Un poinçon, outil tranchant, est pressé au contact de la tôle d'acier qui est elle-même appuyée sur une matrice. Sous l’effet de l’appui du poinçon et de la résistance de la matrice, un trou dans la pièce est créé par cisaillement. C’est ce qu’on appelle l’emporte-pièce.
Ce procédé est apprécié lorsqu’il faut réaliser un nombre élevé de trous dans les feuilles métalliques car c’est une méthode rapide et peu coûteuse. Elle permet une production en série efficace. À noter que la découpe par la technique du poinçonnage est moins franche que celle du laser.
Néanmoins, elle a l’avantage de pouvoir travailler plus facilement certains matériaux plus réfléchissants comme le cuivre et permet également de mener certaines opérations impossibles au laser. Le choix entre les deux techniques se fait en fonction de la géométrie de la pièce (forme souhaitée, épaisseur), de sa matière et de la forme attendue.
Un exemple de poinçonnage et de découpe laser sur la chaîne YouTube de PGOutillage :
3. Pliage en tôlerie avec des presses plieuses à commande numérique
Une opération essentielle est le pliage. Dès lors qu’on souhaite produire une pièce en volume (boitier, armoire, etc) et pas une simple plaque métallique, il devient nécessaire de la plier. Cette opération est effectuée le plus souvent à l’aide d’une presse plieuse à commande numérique.
Comme vous pouvez le voir dans la vidéo ci-dessous, la machine vient s’appuyer à l’endroit où l’on souhaite plier la pièce et vient la presser pour créer l’angle souhaité. L’opérateur change ensuite l’orientation de la pièce pour créer le pli suivant, préalablement paramétré dans la machine, jusqu’à obtenir la pièce souhaitée.
C’est une méthode qui, quand elle est maîtrisée, permet d’obtenir des pièces de qualité constante à un très bon niveau de précision.
Exemple de pliage à commande numérique sur la chaîne YouTube du Groupe AIM ou de Ogier tôlerie :
4. Autres étapes de production possibles en tôlerie : usinage, cisaillage, cintrage, ajout d’inserts par sertissage
Les trois opérations précédentes peuvent être complétées par une variété d’autres techniques comme de l’usinage, du cisaillage, du cintrage pour obtenir des pièces cylindriques ou l’ajout d’inserts par sertissage. Toutes les techniques d’usinage peuvent être combinées pour obtenir la pièce souhaitée par le client.
5. Assemblage par soudure MIG, MAG, TIG ; rivetage ; sertissage ; montage
Une fois obtenue la pièce souhaitée, découpée au bon format, trouée et pliée, il est parfois nécessaire de procéder à un assemblage de cette pièce avec d’autres. Cet assemblage peut se faire de différentes façons, et notamment par soudure (MIG, MAG, TIG), permettant de lier deux pièces ensemble de façon très résistante.
6. Thermolaquage ou autres finitions
Après avoir réalisé les étapes de découpe laser, poinçonnage et pliage, il est souvent demandé aux entreprises de tôlerie de prendre en charge les finitions de la pièce. Une finition classique très utilisée est une forme de peinture, le thermolaquage.
Le thermolaquage consiste à appliquer une peinture en poudre sur une pièce métallique préalablement préparée. La poudre va s’aimanter à la surface en métal de façon uniforme. Il est ensuite nécessaire de passer la pièce dans un four pour fixer la peinture.
L’intérêt principal du thermolaquage est son faible coût associé à une moindre nocivité pour l’environnement du fait de l’absence de solvants.
D’autres types de finitions et de traitements de surface sont régulièrement employés en tôlerie comme le chromage, la galvanisation à chaud, le brossage, la sérigraphie.
L’objectif peut être esthétique, mais aussi fonctionnel en renforçant les propriétés physico-chimiques du matériau : résistance à la chaleur, aux chocs ou aux produits chimiques par exemple.
7. Contrôle qualité
Une des dernières étapes avant la livraison du produit au client est le contrôle qualité. Essentiel dans tout processus industriel, ce contrôle permet de vérifier que les pièces obtenues répondent aux exigences initiales du client. Il est fréquent, pour des productions en série, de réaliser des premières pièces de test, ou prototypes, permettant de valider avec le demandeur que le format du produit répond bien à ses besoins.
Des contrôles réguliers sont également effectués au cours de la production pour vérifier la qualité constante des pièces et livrer un produit fini de qualité.
8. Logistique : emballage, conditionnement, stockage, transport
Quand toutes les étapes précédentes se sont bien passées, il est temps de passer à la livraison du produit. Pour cela, les entreprises de tôlerie peuvent souvent prendre en charge l’emballage et le conditionnement des pièces avant leur envoi par transporteur. Il est également parfois possible de leur demander de stocker ces pièces quelques temps avant livraison au client.
Quels produits fabrique-t-on en tôlerie ? Pour quelles industries ?
Comme indiqué plus haut, les applications de la tôlerie de précision et de la tôlerie industrielle sont extrêmement variées. On retrouve néanmoins quelques grandes industries friandes de ce type de pièces, listées ci-dessous.
> Le bâtiment
Ce procédé de production est très utilisé par les architectes et l’industrie du BTP pour produire des pièces venant habiller les façades des bâtiments comme des panneaux et tôles décoratifs, des habillages de façade, des garde corps, brises vues, plafonds ou encore couvre-mur. On parlera souvent dans ce cas de tôlerie industrielle.
> Le mobilier urbain
Une grande partie du mobilier urbain que nous observons tous les jours dans la rue est fabriquée par des entreprises de tôlerie. On retrouve par exemple des grilles d’évacuation dans la rue ou au sein des bâtiments, des bacs et conteneurs divers, des grilles de ventilation ou encore des panneaux et armoires de rue (télécom, électricité…)
> L'énergie
Le secteur de l’énergie est friand de ce type de pièces pour produire par exemple des coffrets et armoires électriques, des pièces pour des centrales nucléaires ou, plus proche de nous, des coffrets pour chaudières ou pompes à chaleur.
> La tôlerie sur mesure
Le travail de la tôle est une spécialité qui permet de produire une quantité très importante de pièces de toutes tailles et prenant de nombreuses formes. C'est cette flexibilité qui permet de réaliser des pièces en tôlerie sur mesure. Une grande partie des produits réalisés ne sont, en effet, pas standards mais produits spécifiquement en fonction du cahier des charges du client.
Pour des pièces d'un certain niveau de complexité, il devient nécessaire de faire intervenir un bureau d'études qui analysera le projet du client, réalisera une maquette 3D du produit et proposera des ajustements si nécessaire. Dans la tôlerie sur-mesure il est nécessaire de prendre en compte à la fois les exigences du produit final mais également les contraintes de production.
Cela permet alors d'obtenir des formats de pièces uniques et de qualité, qui peuvent être ensuite produits en série si nécessaire.
> L'électronique et l'informatique
Le pliage de la tôle est particulièrement apprécié dans l’électronique pour fabriquer des boîtiers dans lesquels insérer les composants à destination de professionnels ou de particuliers. On retrouve aussi cette technique pour réaliser des baies informatiques pour les serveurs, des tiroirs optiques ou des pupitres de commande. On parle souvent dans ce domaine de tôlerie fine électronique.
> L’industrie de la santé
L’industrie de la santé utilise fréquemment des produits métalliques pour du matériel médical, des tiroirs de pharmacie ou différents autres usages industriels.
> La tôlerie à la maison
Chez soi, il est fréquent de détenir des pièces en tôle comme des bacs de jardin en acier Corten, un portail, un escalier en métal, des clôtures ou du mobilier d’extérieur.
Comment obtient-on la tôle ? Le laminage du métal
Quand on parle de tôlerie, on peut aussi vouloir parler de l’opération qui consiste à fabriquer la feuille métallique elle-même. C'est alors une spécialité de la métallurgie.
Cette opération n’est pas du tout faite par une entreprise de tôlerie comme celles évoquées plus haut mais plutôt par une entreprise métallurgique.
Elle consiste à glisser entre deux très gros cylindres en rotation une pièce de métal assez volumique. En passant et repassant entre les cylindres, elle sera affinée pour obtenir une feuille de métal à l’épaisseur souhaitée. C’est ce qu’on appelle le laminage.
Les matériaux utilisés : la tôlerie inox, acier ou aluminium
En tôlerie fine de précision ou en tôlerie industrielle, on utilise très régulièrement trois métaux, l’acier, l’inox ou l’aluminium. De nombreux autres matériaux peuvent bien sûr être utilisés comme le cuivre, le laiton voire le plastique.
Chaque matériau possède des caractéristiques qui lui sont propres, avec ses avantages et ses inconvénients qui amènent une entreprise de tôlerie à en préférer un plutôt qu’un autre.
On notera par exemple que tôlerie inox qui permet d'usiner de l'acier inoxydable résiste particulièrement bien à la corrosion. L’aluminium, lui, est intéressant car il est très léger. Le client, conseillé par l'entreprise partenaire choisira le matériau adapté à l'utilisation de sa pièce.
