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Dans le contexte concurrentiel des infrastructures de télécommunications et de transport d'énergie, la conception technique initiale d'une tour en cornière d'acier On vante souvent l'élégance structurelle et l'efficacité de la structure en matière de résistance aux charges. Cependant, la rentabilité et le respect des délais d'un projet dépendent non seulement de sa conception, mais aussi de sa mise en œuvre. Une conception apparemment parfaite sur le papier peut engendrer des coûts cachés prohibitifs en matière de fabrication, de logistique et d'assemblage sur site. C'est là que la conception pour la fabrication et l'installation (DFMI) – une approche d'ingénierie proactive et globale – devient un levier essentiel pour réduire le coût total du projet et atténuer les risques.
La méthode DFMI dépasse le simple calcul structurel pour intégrer les contraintes et les opportunités de la chaîne de valeur : fabrication en atelier, transport et montage sur site. Son principe fondamental est simple : optimiser la conception pour l’ensemble du cycle de vie, de l’atelier à la mise en service, éliminant ainsi le gaspillage, réduisant la complexité et accélérant le déploiement.
Avant d'appliquer la méthode DFMI, il est crucial d'identifier où se cachent généralement les coûts et les retards :
Complexité de fabrication : Un nombre excessif de références uniques, des détails de connexion non standard et des exigences de soudage complexes augmentent les heures de travail en atelier, la manutention des matériaux et le risque d'erreur.
Inefficacité logistique : Les composants conçus sans tenir compte des dimensions standard du transport routier, des limites de poids ou des tailles de conteneurs entraînent des expéditions hors gabarit coûteuses, des systèmes d'arrimage complexes et de multiples voyages.
Points de blocage lors de l'installation : Les conceptions difficiles à séquencer, à aligner ou à assembler sur site — en particulier dans des conditions météorologiques difficiles ou dans des endroits isolés — entraînent des locations de grues prolongées, des coûts de main-d'œuvre plus élevés et des dépassements de délais importants.
DFMI s'attaque systématiquement à ces domaines à travers trois piliers : Standardisation, modularisation et conception de détails axée sur l'installation.
L’objectif est de réduire les variations et de simplifier la nomenclature (BOM).
Nœuds de connexion standardisés : au lieu de personnaliser chaque assemblage boulonné, DFMI utilise une bibliothèque de types de connexions pré-conçus et précalculés (par exemple, des détails de goussets standard pour des plages de force spécifiques). Cela permet :
Production par lots de composants identiques.
Utilisation de gabarits et de dispositifs de fixation pour un assemblage plus rapide et plus précis.
Réduction du temps d'ingénierie et de dessin pour les éléments répétitifs.
Prolifération des pièces minimisée : En rationalisant les longueurs et les sections des éléments, le nombre de références uniques peut être considérablement réduit. Cela simplifie l'approvisionnement, la gestion des stocks et le contrôle qualité en usine.
Conception pour les processus automatisés : Les détails sont conçus sur mesure pour un poinçonnage/perçage CNC efficace et une galvanisation à chaud. Cela comprend notamment des dégagements suffisants pour le drainage de la galvanisation, l'absence de poches d'air et une conception facilitant l'immersion et la manipulation.
Ici, la conception est dictée par le corridor logistique reliant l'usine au chantier.
Géométrie des transports : Les dimensions et le poids maximums de chaque module d'expédition sont dictés par les spécifications standard des semi-remorques ou conteneurs. DFMI décompose la tour en modules aussi grands que possible tout en respectant ces limites, minimisant ainsi le nombre d'expéditions et de levages par grue.
Sous-modules pré-assemblés : Dans la mesure du possible, les petits composants sont assemblés de façon permanente en usine, dans un environnement contrôlé, afin de former des sous-modules rigides plus grands (par exemple, des panneaux de renfort complets, des sections de pieds avec échelles pré-installées). Ce procédé permet de transférer la main-d'œuvre des conditions difficiles du terrain vers l'atelier, réduisant ainsi considérablement le temps d'assemblage sur site.
Points de levage et d'arrimage intégrés : Les anneaux de levage ou points d'ancrage sont intégrés aux modules principaux. Leur emplacement est calculé pour garantir des levages équilibrés et stables, et ils sont fabriqués comme partie intégrante du composant, éliminant ainsi le besoin d'élingues fixées sur le terrain, une opération dangereuse et chronophage.
La conception permet activement un assemblage sur site rapide, sûr et sans erreur.
Assemblages boulonnés plutôt que soudés : Bien que cela ne soit pas toujours possible, privilégier les assemblages boulonnés pour les principaux raccordements sur site est un principe fondamental de la conception pour la fabrication et l'intégration de matériaux (DFMI). Cela exige une grande précision dans l'alignement des trous, obtenue par le traçage et l'utilisation de gabarits de perçage lors de la fabrication. Cette méthode permet de se passer de soudeurs hautement qualifiés sur site, d'équipements de soudage coûteux et de contrôles non destructifs (CND) longs et fastidieux.
Fonctionnalités d'auto-guidage et d'auto-assistance : Les composants sont conçus pour s'emboîter de manière optimale, d'une seule façon. Cela peut inclure des tenons coniques pour l'alignement des pieds, des schémas de boulonnage spécifiques pour éviter tout montage incorrect et des points de connexion temporaires pour le contreventement en torsion lors du montage.
Clarté de l'érection séquentielle : Le procédé DFMI produit des schémas de séquence d'assemblage clairs qui guident l'équipe de montage. La conception elle-même facilite cette séquence, garantissant la stabilité à chaque étape intermédiaire sans nécessiter de supports temporaires excessifs.
La mise en œuvre d'une approche DFMI rigoureuse génère des avantages mesurables tout au long du cycle de vie du projet :
Coût de fabrication réduit : Réduction des heures de travail, diminution du gaspillage de matériaux et augmentation du rendement de l'atelier.
Logistique prévisible : Moins d'expéditions, des coûts de transport réduits et une documentation douanière simplifiée pour les projets internationaux.
Installation accélérée : Les travaux sur site peuvent être réduits de 30 à 50 %, minimisant ainsi l'exposition aux intempéries et les coûts de location de matériel lourd.
Qualité et sécurité améliorées : La production en usine, contrôlée, garantit une qualité supérieure et plus constante. Des procédures d'installation ergonomiques et plus sûres réduisent les risques sur site.
Coût total de possession (CTP) inférieur : Bien que la fabrication sur mesure (DFMI) puisse nécessiter un investissement initial en ingénierie légèrement plus important, les économies réalisées sur la fabrication, la logistique et l'installation offrent un retour sur investissement nettement supérieur pour le projet.
Pour les projets de pylônes en cornières métalliques, la conception intégrée de structures en acier (DFMI) n'est pas un luxe, mais une nécessité pour rester compétitif et rentable. Elle représente un changement de mentalité : l'ingénieur passe d'un rôle purement analyste à celui d'intégrateur de toute la chaîne de valeur. En concevant en tenant compte de l'atelier du fabricant, de l'itinéraire du chauffeur-livreur et des outils de l'équipe de montage, nous allons au-delà de la simple création de structures adéquates pour livrer des actifs optimisés où l'efficacité, le coût et la fiabilité sont intégrés dès les premières esquisses. Dans un secteur où les marges sont faibles et les délais encore plus serrés, la DFMI est la stratégie incontournable pour réduire les coûts cachés que la conception traditionnelle ne permet pas d'éviter.
Pour en savoir plus, consultez www.alttower.com
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