La barre plus haut

On peut considérer le taillant de foreuse comme le « dernier maillon » d’un système technique très sophistiqué qui, pour l’essentiel, convertit l’énergie hydraulique en ondes de choc dans le but de fragmenter la roche. Sandvik Mining a entrepris de concevoir un taillant unique en son genre pour résoudre un problème persistant de durée de vie de l’outil rencontré par un client dans le nord de la Suède. Au bout de trois ans de développement intense, l’ingénieur en chef Andreas Rindeskär est visiblement très fier de cette conception « top center » : « Nous avons dû créer une toute nouvelle conception afin de pouvoir intégrer les fonctionnalités que nous voulions conférer au taillant. »

Le chef de produit Robert Grandin a été l’un des principaux moteurs du projet de R&D : « Cela a commencé comme une solution pour le problème extrême d’un client et, aujourd’hui, c’est une solution standard qui peut être utilisée partout. Elle a tellement été efficace que nous avons décidé d’appliquer cette technologie extrêmement spécialisée à d’autres diamètres et applications. »

« Par rapport à un taillant standard, la nouvelle conception permet de forer plus de mètres par période de travail grâce à des changements de taillant moins fréquents et à des taux de pénétration supérieurs, précise Robert Grandin. Les opérateurs de foreuses apprécient vraiment ce produit car ils n’aiment pas autant que nécessaire sortir de la cabine pour changer le taillant. »

L’une des questions fondamentales au moment de la conception a été le manque d’espace sur la face du taillant.

« Vu la conception des modèles de ces 20 et quelques dernières années, il n’y avait pas beaucoup d’espace pour faire grand chose, reprend Andreas Rindeskär. Nous avons dû créer une toute nouvelle conception afin de pouvoir intégrer les fonctionnalités que nous voulions conférer au taillant. »

La principale priorité pour l’ingénieur en chef et son collègue John Hammargren était d’accroître la durée de vie. Étant donné que le critère principal déterminant la mise au rebut d’un taillant est l’usure excessive sur le pourtour, le moyen le plus simple de rallonger la durée de service était d’ajouter davantage de boutons. Cela peut représenter un problème en raison de l’espace minimal disponible. En outre, une augmentation du nombre ou de la taille des boutons en carbure engendre généralement une baisse du taux de pénétration : la même force d’impact se traduit par une force nette inférieure par bouton.

La nouvelle conception a résolu ces problèmes grâce au rehaussement de la face, surélevant deux ou trois boutons de quelques millimètres par rapport à ceux situés à la périphérie de l’outil. Les boutons de la face sont, de surcroît, disposés légèrement en biais par rapport à l’axe symétrique du taillant. La face surélevée produit une forme renfoncée au fond du trou, permettant d’obtenir de meilleures performances en matière de fragmentation de la roche.

Le taux de pénétration n’est pas altéré par la face surélevée et augmente même grâce à la réduction du rebroyage et à une meilleure évacuation des débris.

Une meilleure connaissance de l’acier a permis des niveaux de contraintes plus élevés dans le taillant. Sa durée de vie nominale est d’environ 500 m dans la roche abrasive. Une meilleure résistance à l’usure a été privilégiée, dans une certaine mesure, aux propriétés de fatigue de l’acier. 

Un des principaux vecteurs pour repousser les limites de contraintes est le procédé de production hautement précis et fiable d’aujourd’hui. Les progrès continus effectués dans les technologies de production autorisent désormais des tolérances de fabrication extrêmement serrées.

Le taillant « top center » bénéficie d’une nouvelle nuance carbure cémentée, la GC80. « Le problème avec le carbure est qu’il est soit résistant à l’usure, soit tenace, estime Robert Grandin. Lorsque nous avons mis au point la GC80, nous voulions associer ces deux propriétés. »