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Les couronnes diamantéesBati N° 24 - Janv. 14
Plus qu’un outil, une offre globale

Pendant de nombreuses années, les ventes de couronnes diamantées ont échappé aux distributeurs qui d’une part, les trouvaient trop techniques et difficiles à stocker, et d'autre part devaient faire face à la forte concurrence de sociétés commercialisant ces produits en direct. Toutefois, le carottage n’est aujourd’hui plus exclusivement réservé aux applications de travaux publics. Il s’est en effet élargi aux professionnels du second œuvre qui sont de plus en plus séduits par la précision qu’il apporte mais surtout le gain de productivité qu’il procure.

Le marché des outils diamantés s’est établi en 2012 à 94,7 millions d’euros soit une baisse de 2% par rapport à 2011 (source Cisma). Intimement lié à la conjoncture des secteurs de la construction et des travaux publics, il est en effet presque exclusivement destiné aux utilisateurs professionnels, le bâtiment et le TP représentant à eux seuls 86% des achats (respectivement 66% et 20%) contre seulement 9% pour le secteur industriel et 5% pour le bricolage. En termes de produits, le marché du diamant est, en valeur, très largement dominé par les disques diamant qui représentent 79,8 millions d’euros soit 84,3% de l’ensemble. Derrière cette hégémonie, les couronnes diamantées représentent 9,2% (8,7 millions d’euros) du marché et les plateaux et chaînes diamantés 6,5% (6,2 millions d’euros). Pour autant, il n’est pas question d’opposer ces produits les uns aux autres tant ils répondent chacun à des applications bien précises, comme nous allons le voir dans ce dossier consacré aux couronnes diamantées.

Qu’est que le forage ?

A la différence du burinage qui résulte d’une action par choc délivrée par un marteau-perforateur qui, tout en faisant tourner un foret tape contre la matière, le carrotage ou forage est réalisé par l’abrasion de la matière sous l’effet de rotation d’une couronne diamantée actionnée par une carotteuse. Cette technique de perçage est généralement préconisée lorsque l’opérateur doit effectuer un trou avec une grande précision et netteté mais aussi lorsque l’environnement exige une limitations des nuisances sonores et des vibrations. Elle évite aussi à l’opérateur de construire un mur ou une dalle en effectuant une réserve qui nécessite d’anticiper le futur emplacement du trou. Le forage peut être réaliser à sec, par exemple pour la pose de ventilation lorsque l’habitat est occupé ou pour forer des matériaux tendres, mais s’effectue dans 90% des cas sous eau. Cet apport favorise en effet le refroidissement de l’outil et permet d’évacuer les boues de forage pour accélérer la vitesse de coupe. Signalons ici qu’il est préférable, de l’avis des fabricants, d'utiliser une eau chargée en agrégats plutôt qu’une eau claire afin de stimuler les propriétés abrasives des segments, notamment en favorisant la régénération du diamant.

Qu’est-ce qu’une couronne ?

Une couronne diamantée est constituée d’un tube en acier au bout duquel sont rapportés des segments de formes variées comportant une certaine concentration de diamants unis par un liant, à l’instar de la technologie utilisée pour les disques diamant. Ce liant doit être formulé pour disparaître lorsque l’usure du diamant nuit à son efficacité, de façon à favoriser l’apparition de la couche de diamant immédiatement inférieure. Tout est question de mesure et la qualité d’une couronne diamantée tient en grande partie à ce liant dont les fabricants tiennent à conserver les recettes de fabrication. En effet, pour un matériau donné, si le liant est trop tendre, la couronne perdra sa surface diamantée trop rapidement, avant qu’elle ne soit usée. S’il est trop dur, les couches diamantées inférieures ne pourront se libérer à temps et les performances optimales de la couronne seront rapidement altérées. La règle veut que plus le matériau est tendre, plus le liant doit être dur et plus le matériau est dur, plus le liant doit être tendre.

Les couronnes existent en différents diamètres, certains s’adressant à un corps de métier particulier ou à une application précise. Précisons ici qu’il existe des couronnes de petits diamètres (5 à 40 mm) destinées au perçage de carrelages, faïences, céramiques ou marbres. Souvent nommés trépans diamantés, ces outils ne seront pas abordés dans cet article qui se concentrera sur les couronnes diamantées de diamètres supérieurs à 40 mm et de longueurs de tube allant de 400 à 450 mm – il faut également compter ici les couronnes dites Forsheda (longueur 300 mm) utilisées pour raccorder des canalisations de voiries et qui doivent être plus compactes du fait de cette utilisation dans un espace réduit.

Un produit de distribution 

Au sein des négoces matériaux, les diamètres proposés ne dépassent généralement par la barre des 300 mm. En effet, au-dessus d’un diamètre de 200 mm, les couronnes sont davantage préconisées pour des travaux d’assainissement et de voirie réalisés par des sociétés spécialisées ou par des prestataires de service, des carotteurs qui effectuent la majorité de leur approvisionnement en direct, canal de vente majoritaire pour les couronnes. La distribution professionnelle ne se concentre donc que sur une partie du marché des couronnes diamantées, à savoir les outils dont les diamètres sont compris entre 20 et 200 mm. Le cœur de gamme comprend essentiellement les diamètres 52, 112, 127 et 152 mm qui répondent aux besoins des corps de métiers issus du second œuvre comme les chauffagistes, les plombiers et les électriciens qui les utilisent pour assurer le passage de gaines et de tuyaux ou par les serruriers pour le montage et la fixation de garde-corps.
Les couronnes diamantées répondant principalement aux besoin des professionnels issus de la filière béton, les loueurs de matériels de chantier sont eux-aussi acteurs sur ce marché. En tant que loueurs de carotteuses, ils possèdent un cœur de gamme nettement plus large que celui des négoces matériaux et n’hésitent pas à stocker en permanence des couronnes de 50, 80, 100 et 110 mm qui correspondent à des diamètres utilisés dans les TP. Toutefois, à l’instar des négoces généralistes, au-delà du diamètre 200 mm, ils doivent faire face à la concurrence des carotteurs et donc des fournisseurs commercialisant leurs produits en direct. Néanmoins, en pratiquant une grille tarifaire au millimètre (en moyenne 100 euros par segment usé), ils amortissent rapidement et largement le prix d’achat des outils.

Brasage et soudage laser

Contrairement aux disques diamant qui font l’objet d’évolutions et innovations techniques fréquentes, les couronnes diamantées nourrissent peu d’avancées technologiques. Néanmoins, ces dernières années, certains fournisseurs ont dynamisé le marché en lançant des produits, qui s’ils ne sont pas révolutionnaires, ont le mérite de faciliter les opérations de forage et donc la productivité des utilisateurs. Par exemple, de plus en plus de couronnes ont des segments assemblés par soudage ou, plus exactement par fusion laser et non plus par brasage, c’est-à-dire sans apport de matière. Cette technologie contribue à améliorer la résistance mécanique de la liaison avec le tube et favorise une plus grande montée en température de la couronne sans risque de perte de segments (le liant se dégrade moins vite). Elle ne concerne toutefois que les couronnes de petits diamètres, entre 35 et 67 mm. En effet, en cas d’usure, le soudage laser empêche le changement de segments à l’unité obligeant ainsi à recharger la couronne en utilisant le procédé Ring (Hilti) ou O’Tip (Norton Clipper), c’est-à-dire en coupant l’extrémité du tube pour y souder une nouvelle couronne de segments. Pour les grands diamètres, le coût de ce type de rechargement global devient trop élevé par rapport au changement des segments à l’unité.
L’autre différence entre une couronne à segments brasés et une couronne à segments soudés laser est que la première nécessite un apport d’eau afin de refroidir l’outil lors du travail et prévenir tout risque de détachement des segments – en fonction de la géométrie et de la formulation des segments, le forage est parfois possible sans eau pour les couronnes brasées dans les matériaux creux. Pour leur part, les couronnes à segments soudés laser autorisent des forages à sec, en particulier dans les matériaux creux comme la brique ou les blocs béton. Elles doivent toutefois être utilisées sous eau lors du forage de matériaux pleins pour améliorer la vitesse de travail, extraire plus facilement les boues de forage et augmenter la durée de vie de l’outil.

Une surface diamantée plus homogène

A l’instar des innovations apparues sur le marché des disques diamant, les fabricants de couronnes diamantées ont cherché ces dernières années à améliorer la répartition des diamants sur le segment pour améliorer l’efficacité de leurs outils. Prenons l’exemple de deux technologies apparues récemment sur le marché à savoir la technologie Diagrip (brevet Husqvarna) et la technologie TGD (brevet Tyrolit). Lancée il y a bientôt trois ans, la Diagrip consiste, via un traitement spécifique, à assurer une meilleure distribution des diamants sur les segments (les diamants sont répartis dans une structure tridimensionnelle à l’intérieur du segment) pour permettre une usure régulière. Aujourd’hui, elle est remplacée par la technologie Diagrip 2 qui assure en plus une distribution optimale des surfaces de contact. La technologie TGD (Tyrolit Grain Distribution) consiste quant à elle à disposer dans le segment les gains de diamants à équidistance les uns des autres, et ce dans les trois dimensions. La vitesse de pénétration de la couronne dans le matériau est ainsi décuplée et les performances de forage largement améliorées.

En revanche et contrairement aux disques diamant, aucune amélioration n’a été faite sur les émissions sonores provoquées par les couronnes lors du forage. En effet, la plupart du temps, ce bruit est couvert par celui émis par le moteur de la carotteuse et les différents acteurs du marché ont préféré, comme nous l’avons vu, axer leur recherche sur l’augmentation de la vitesse de coupe et de la durée de vie des outils.

De nouvelles formes de segments

Concernant les segments, si leur hauteur a augmenté pour atteindre aujourd’hui 10 mm alors qu’elle était standardisée aux alentours de 7 mm quelques années en arrière, les évolutions récentes ont néanmoins essentiellement porté sur leur forme. Ainsi, les segments plats traditionnels sont désormais concurrencés par des segments pointus qui ont la particularité de travailler rapidement à une vitesse de carottage élevée en favorisant l’amorce lors du démarrage du forage, une étape importante qui, si elle est négligée peut engendrer la casse d’un segment et une précision moindre. Reste que la pointe, dont la hauteur est en général d’un centimètre, s’use très rapidement pour laisser place à un segment plat.