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Etude bibliographique CTIF sur les liants inorganiques : les points clés à retenir

Dans le cadre des évolutions du contexte réglementaire dès 2017 sur la protection de l’environnement et la santé au travail, CTIF poursuit ses travaux sur les liants inorganiques en fonderie. Jean-Marc Piatek, ingénieur  CTIF, a mené une étude bibliographique sur le sujet sur la période allant de 2011 à aujourd’hui. Voici les points forts de […]

Dans le cadre des évolutions du contexte réglementaire dès 2017 sur la protection de l’environnement et la santé au travail, CTIF poursuit ses travaux sur les liants inorganiques en fonderie.

Jean-Marc Piatek, ingénieur  CTIF, a mené une étude bibliographique sur le sujet sur la période allant de 2011 à aujourd’hui.

Voici les points forts de l’étude.

Objectif : réduire les émissions de substances nocives

Les liants inorganiques sont l’une des solutions permettant de réduire notablement les émissions de substances nocives et les odeurs, provenant des noyaux et des moules durant les opérations de coulée, de refroidissement et de décochage.

Ils viennent en complément ou en remplacement des liants organiques, majoritairement utilisés aujourd’hui, qui génèrent des Composés Organiques Volatils (COV).

Aujourd’hui, il n’existe pas de système universel en ce qui concerne le procédé de sables avec liants inorganiques ainsi que pour les sables avec liants organiques.

Le système de liant, choisi sur un site, dépend de la combinaison de plusieurs paramètres et des différents équipements constituant le circuit de sables de ce système. Etudiés chaque paramètres et équipements, indépendamment, sans prendre en compte l’impact à un autre endroit du circuit, n’apparait pas être la solution.

Les premières générations de liants

La réflexion doit se porter sur l’ensemble du système des liants inorganiques afin de trouver un bon compromis entre : formulations chimiques des liants, additifs, mode de régénération, adaptation des outillages pour des meilleurs déboîtage et décochage, eux-mêmes fonction des caractéristiques des pièces produites dont l’état de surface, la géométrie, les tolérances dimensionnelles, la cadence de production, etc…

Les premières générations de liants inorganiques (avant 2003) avaient apporté des inconvénients, comme par exemple, sur l’état de surface des pièces, le décochage, la stabilité thermique et le stockage des noyaux. La recherche, menée par étapes très progressives, a conduit à lever au fil des tentatives, partiellement voire totalement, ces inconvénients.

Qu’en est-il aujourd’hui ?

En 2016, il apparaît que les entreprises utilisatrices de liants inorganiques, pour les alliages d’aluminium en grandes séries, ne souhaiteraient plus faire marche arrière vers les liants organiques, et cela malgré les investissements et les temps de recherche consentis. L’étape suivante consisterait à développer l’emploi des liants inorganiques pour les alliages ferreux, plus intensément.

L’emploi des liants inorganiques n’est pas restreint qu’à la seule fabrication de noyaux, mais il s’étend aussi à la fabrication des moules, dont les émissions polluantes contribuent pour autant à celles issues des noyaux.

Le cas du sable à vert

Dans le cas du sable à vert, le remplacement  (en partie) du noir minéral, par des additifs inorganiques, devrait s’effectuer de manière incrémentale à l’instar des fonderies d’aluminium de grandes séries à coquille, arrivées à finaliser la transition des composés organiques vers les inorganiques, et ainsi permettre de réduire les émissions polluantes, notamment, de monoxyde de carbone.

La révision des textes réglementaires

Dès 2017, la révision des textes réglementaires ou des directives, ainsi que des documents de références sur les bonnes pratiques, devrait intensifier l’emploi des liants inorganiques au détriment des liants organiques volatils dont certains sont référencés comme substances irritantes, neurotoxiques, cancérigènes, mutagènes ou reprotoxiques.

Les fabricants développent également des liants organiques faiblement volatils permettant de respecter les seuils réglementaires d’émission, et venant comme une autre solution à la protection de l’environnement et la santé au travail.

Enfin, la pleine mise en oeuvre de liants inorganiques dans les fonderies est apparue comme un challenge et un changement complexe, nécessitant une collaboration étroite et une démarche incrémentale entre les équipes dédiées de fondeurs et des fabricants de liants, et cela sur plusieurs années d’investigations. Il apparait que la transposition ou l’extrapolation des bons résultats obtenus sur un site vers un autre, est peu aisée : la faiblesse des bases de consultation, la rapide évolution des références et le caractère non universel des procédés de fonderie expliquant cela.

Contact : Jean-Marc Piatek

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