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Pour un tunnelier (TBM) creusant dans la roche dure, le choix du disque de coupe repose avant tout sur la résistance à la compression uniaxiale (UCS) et l'abrasivité (CAI) de la roche. Concrètement, on sélectionne un disque avec un diamètre adapté (17", 19" ou 20") et un anneau en acier traité thermiquement ou à inserts carbure selon la dureté. Les disques de 20" sont privilégiés pour les roches très dures (UCS > 200 MPa).
Résistance de la roche (UCS) : au-delà de 150 MPa, optez pour des disques renforcés en acier à haute teneur en carbone.
Abrasivité (CAI) : si CAI > 4,5, préférez des anneaux avec inserts en carbure de tungstène pour limiter l'usure prématurée.
Diamètre du disque : 17" pour roches tendres à moyennes, 19" pour roches dures, 20" pour roches très dures et massives.
Espacement entre disques : un espacement réduit (65-75 mm) augmente la productivité mais sollicite davantage les roulements.
Type de roulement : roulements à rouleaux coniques pour charges lourdes, roulements à billes pour vitesses plus élevées.
Pression de poussée : chaque modèle de disque supporte une charge maximale – vérifier les spécifications du fabricant.
| Matériau | Dureté (HRC) | Résistance à l'usure | Coût relatif | Usage recommandé |
|---|---|---|---|---|
| Acier standard H13 | 48-52 | Faible | Faible | Roches tendres à moyennes (UCS < 120 MPa) |
| Acier traité thermiquement | 54-58 | Moyenne | Moyen | Roches dures (UCS 120-200 MPa) |
| Acier avec inserts carbure | 60-65 | Élevée | Élevé | Roches très dures et abrasives (UCS > 200 MPa, CAI > 4,5) |
Surveiller régulièrement l'usure du diamètre : un disque perdant plus de 15 mm de diamètre doit être changé.
Adapter la vitesse de rotation à la dureté : en roche dure, réduire le nombre de tours par minute pour limiter l'échauffement.
Utiliser des disques de rechange provenant de fournisseurs certifiés ISO 9001, avec des contrôles non destructifs sur chaque anneau.
En cas de fissuration prématurée de l'anneau, vérifier la pression de poussée et l'alignement du groupe de coupe.
Pour les projets en roche granitique ou quartzitique (CAI > 5), privilégier systématiquement les disques à inserts carbure.
Enfin, n'oubliez pas que le choix du disque influence directement l'avancement du tunnelier, la consommation énergétique et la durée de vie des autres composants (lames, roulements, joints). Un partenariat avec un fabricant de pièces détachées expérimenté permet d'optimiser la sélection via des essais en laboratoire sur des échantillons de roche prélevés sur le front de taille. Pour toute assistance technique, notre équipe met à disposition des fiches de calcul personnalisées selon les paramètres géomécaniques de votre chantier.