Arts et Métiers : fabrication de cendriers en fonderie

Aperçu de l’atelier de fonderie des Arts et Métiers de Lille, où sont réalisés tous les ans les cendriers pour le Gala des Arts et Métiers : les Fignoss.

Empreinte du cendrier dans le moule dit en « coquille », dans lequel sera coulé l’aluminium en fusion

Le moule est en deux parties mobiles, auxquelles s’ajoutent une « broche » sur la partie supérieure de l’amphore, permettant d’améliorer l’état de surface de l’embouchure de celle-ci.

Montage du moule, avec sa spécificité assez rare dans le monde de la fonderie : le cendrier est moulé avec la technique du renversé. Cette technique permet d’avoir une pièce creuse sans « noyau » dans le moule. Pour réaliser le moulage, il faut verser de l’aluminium jusqu’à ras-bord dans le moule, puis retourner le moule après quelques secondes. L’aluminium en contact avec le moule sera solidifié, tandis que l’intérieur, toujours liquide, sortira du moule : on obtient ainsi un pièce creuse !

Le montage est démonté et vérifié avant le premier essai.

Point central de ce montage de coulage « renversé » : le pivot du moule.

Les barres d’aluminium sont placées près du four où elles seront fondues.

Les moules des cendriers des années précédentes, très nombreux, sont toujours dans l’atelier de fonderie. Si nécessaire, il est possible de prendre quelques pièces dessus !

Le moule est graissé pour faciliter son maniement.

Pour pouvoir mouler les pièces, la coquille doit être chauffée et recouverte d’une mixture spéciale, le poteyage. Celui-ci empêchera l’aluminium d’adhérer au moule, et définira l’état de surface de la pièce. Le moule est chauffé au gaz jusqu’à 220°C pour l’application du poteyage.

Un thermocouple permet de vérifier la température du moule. Ici 212°C : ce n’est toujours pas ça.

Les différentes parties du moule doivent être manipulées avec beaucoup de précautions. De très nombreuses heures de travail seraient perdues si un choc venait à déformer le plan de joint.

Le poteyage utilisé est ici du graphite contenant des particules d’une taille de six microns. Il sera pulvérisé sur le moule avec un pistolet spécial.

Projection du poteyage au graphite sur le moule

Un autre poteyage est préparé pour les louches et les outils n’intervenant pas dans l’état final de la pièce : il n’a pas besoin d’être aussi fin dans ces cas là.

Le poteyage blanc est appliqué au pinceau

De même, les louches servant à transporter l’aluminium du creuset au moule doivent être chauffées et poteyées.

La broche, pièce venant sur la partie supérieure de l’amphore, reçoit elle aussi du poteyage.

Les deux parties du moule subissent le même traitement.

Le moule est ensuite remonté sur son support basculant.

Tout le matériel est prêt. Après un dernier brief autour du barbecue maison avec le professeur de fonderie, les élèves ingénieurs vont pouvoir tester leur moule. Suspens !

La température va beaucoup influer sur la qualité des pièces moulées.

L’aluminium est à présent en fusion dans le four. A plus de 700°C, il faut être très vigilant en manipulant le métal en fusion.

Habillage des exécutants : cuir de rigueur ! Tablier et guêtres s’ajoutent au bleu de travail intégral.

Le couleur doit apporter l’aluminium en fusion, le couler, puis récupérer le surplus pour le remettre dans le four.

L’aluminium est versé depuis la louche dans l’orifice du moule, penché à 30° pour améliorer l’écoulement du métal.

L’opération doit être effectuée rapidement mais sans précipitation : la peau de l’aluminium, en contact avec l’air, ne doit pas couler dans le moule sous peine de détériorer les caractéristiques du métal.

Première amphore sortie : presque parfaite ! La joie des élèves est palpable : tous leurs efforts sont récompensés avec cette première coulée réussie.

De nombreuses amphores sortent du moule sans défauts, mais il y a tout de même parfois des petits soucis… C’est le métier qui rentre !

De l’aluminium solidifié dans la broche bouche l’orifice de « vidage » du moule, provoquant des modèles pleins des amphores, qui ne sont du coup pas très économiques en quantité de métal : elles seront refondues dans le four.

Des mois de travail récompensés avec ces quelques exemplaires réussis de cendriers.

Le poteyage, prévu à l’origine pour 200 pièces, doit être effectué à nouveau avant l’échéance : c’est l’occasion d’essayer de le modifier pour changer l’état de surface de la pièce finie.

Le mouleur « puise » l’aluminium dans le creuset maintenant l’aluminium à plus de 700°C.

L’aluminium est versé dans le moule

Un travail de nettoyage de la broche doit être effectué entre chaque pièce : une seconde broche sera sans doute nécessaire pour optimiser la cadence de production des cendriers.

Le moule est ouvert pour récupérer la pièce : ici, elle n’est pas complète car un problème est survenu au moment de verser le métal.

Le moule, véritablement parfait lors des premières coulées, ne se comporte plus très bien lors d’une production plus soutenue : des petites modifications devront être apportées pour optimiser la production.

Détail des amphores réalisées. Belle performance vue la complexité de la méthode employée et du résultat obtenu !