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Comment sélectionner les disques de coupe pour un tunnelier en roche dure ?

Pour un tunnelier traversant des formations de roche dure (granite, quartzite, basalte), le choix des disques de coupe repose avant tout sur la résistance à la compression uniaxiale (UCS) et l’abrasivité de la roche, ainsi que sur le diamètre du disque et le type d’alliage de la bague. En pratique, on privilégie des disques de 17″ à 20″ avec des bagues en acier traité ou à inserts de carbure de tungstène, capables de supporter des charges de 250 à 350 kN par disque tout en minimisant l’usure prématurée.

Facteurs clés pour la sélection

Résistance de la roche (UCS) : au-delà de 150 MPa, les disques standard en acier rapide s’usent trop vite ; il faut des bagues renforcées ou des inserts en carbure.
Abrasivité (valeur Cerchar) : un CAI > 4 impose des disques à inserts en carbure de tungstène ou des alliages à haute teneur en chrome.
Diamètre du disque : 19″ ou 20″ offrent une meilleure répartition de la charge et une durée de vie accrue dans le rocher très dur.
Charge admissible : les modèles 17″ supportent jusqu’à 250 kN, les 20″ jusqu’à 350 kN – à adapter selon la poussée totale du tunnelier.
Vitesse de rotation : en roche dure, une vitesse réduite (2-4 tr/min) limite l’échauffement et préserve la dureté de la bague.
Type de roulement : les roulements à rouleaux coniques remplacent les bagues de roulement en conditions extrêmes pour éviter les grippages.

Comparaison des matériaux de bague de coupe

Matériau	Dureté (HRC)	Résistance à l’usure	Ténacité	Coût relatif	Usage recommandé
Acier rapide H13 traité	48–52	Moyenne	Élevée	1x (référence)	UCS < 150 MPa, CAI < 3
Acier allié au chrome-molybdène	52–56	Bonne	Moyenne	1,3x	UCS 150–200 MPa, CAI 3–4
Bague avec inserts carbure de tungstène	62–68 (inserts)	Très élevée	Faible (noyau ductile)	2–2,5x	UCS > 200 MPa, CAI > 4
Alliage bimétallique (accier + céramique)	58–62	Élevée	Moyenne	1,8x	Roche mixte avec passages très abrasifs

Recommandations pratiques

Dans la pratique, pour un granit massif à 180 MPa et CAI 4,5, nous recommandons des disques 19″ à inserts carbure montés sur roulements coniques. Si le budget est plus serré, une bague en acier chrome-molybdène avec un traitement thermique poussé peut suffire, mais la fréquence de changement sera 30 % plus élevée. Pour les quartzites très abrasifs (CAI > 5), les inserts carbure restent la seule solution économiquement viable – le coût d’achat plus élevé étant compensé par une durée de vie multipliée par 2 à 3.

Enfin, n’oubliez pas de suivre l’usure réelle sur le chantier : un suivi régulier du diamètre résiduel et de la largeur de la bague permet d’ajuster le type de disque en cours de projet. Nos équipes techniques vous accompagnent dans la sélection et fournissent des disques adaptés à chaque profil de roche dure, avec des bagues fabriquées dans nos ateliers selon vos spécifications.

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