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Défauts de planéité des plaques métalliques et différences de performance entre les panneaux en aluminium et les panneaux composites en aluminium
2026-01-09
Défauts de planéité des plaques métalliques et différences de performance entre les panneaux en aluminium et les panneaux composites en aluminium
L'irrégularité des plaques métalliques se manifeste principalement par une déformation ondulée évidente à la surface, accompagnée de renflements, de creux, de gauchissements et même, dans certains cas, de distorsions localisées.
La différence de planéité entre les panneaux en aluminium et les panneaux composites en aluminium provient des disparités dans leurs structures matérielles, leurs procédés de fabrication et leurs propriétés mécaniques. Par ailleurs, divers facteurs liés aux applications d'ingénierie influent également de manière significative sur leur planéité.
Impact de la structure matérielle
Les panneaux en aluminium présentent une structure monobloc homogène, obtenus par laminage à partir d'aluminium pur ou d'alliage d'aluminium. Leur agencement atomique interne est stable, mais ils ne possèdent pas de mécanisme d'équilibrage des contraintes. Dès qu'une concentration de contraintes apparaît, une déformation est susceptible de se produire.
Les panneaux composites en aluminium présentent une structure sandwich « parement – âme – parement », constituée de deux couches de feuilles d'aluminium disposées symétriquement. L'âme, au centre, assure à la fois le soutien et l'amortissement des contraintes, formant ainsi un système d'équilibrage naturel. Elle compense efficacement les forces de déformation extérieures, garantissant ainsi une meilleure planéité de surface.
Impact du processus de production
Les panneaux d'aluminium sont produits par laminage. Lors du laminage de panneaux minces, si la force de laminage est irrégulière ou si la vitesse de refroidissement diffère, des contraintes résiduelles internes risquent d'apparaître, pouvant entraîner une déformation par gauchissement. Bien que les panneaux épais présentent une rigidité supérieure, leur poids relativement élevé peut également provoquer une déformation par flexion après installation.
La fabrication de panneaux composites en aluminium nécessite un procédé de pressage à haute température. Une partie des contraintes internes est relâchée lors du processus de stratification. De plus, la symétrie du procédé de fabrication réduit considérablement le risque de déformation sur une face du panneau, ce qui garantit une planéité globale plus stable.
Impact de la stabilité thermique
Les panneaux en aluminium présentent un coefficient de dilatation thermique relativement élevé. En cas de variation de température, les panneaux minces sont sujets à des déformations ondulées. L'amplitude de déformation des panneaux épais est relativement faible, mais des différences de température locales peuvent néanmoins engendrer des irrégularités à leur surface.
Il existe une différence de coefficient de dilatation thermique entre le matériau de l'âme et le revêtement des panneaux composites en aluminium. Lors des variations de température, ces deux éléments s'opposent, limitant ainsi la dilatation ou la contraction excessive du revêtement. Simultanément, la déformation élastique du matériau de l'âme amortit les contraintes thermiques et assure un équilibre dynamique. Par conséquent, les panneaux composites en aluminium présentent une planéité plus stable en présence de fluctuations de température.
Impact des propriétés mécaniques
Les panneaux d'aluminium minces présentent une faible rigidité et sont sujets à des déformations permanentes sous l'effet de forces extérieures. Les panneaux d'aluminium épais offrent une meilleure résistance à la flexion, mais sont relativement lourds. Si les points d'appui sont mal répartis lors de la pose, des déformations peuvent également se produire.
Les panneaux composites en aluminium, quant à eux, allient légèreté et haute résistance. À épaisseur égale, leur poids est seulement de 1/3 à 1/2 de celui des panneaux en aluminium, tandis que leur résistance à la flexion est 2 à 3 fois supérieure. Ils se déforment difficilement sous l'effet de contraintes extérieures et nécessitent moins de points d'appui lors de leur installation, ce qui garantit une planéité durable après pose.
Outre les propriétés intrinsèques des matériaux, les facteurs d'ingénierie suivants influent également de manière significative sur la planéité des plaques :
Choix du matériau et de l'épaisseur
Pour les panneaux en aluminium, il est préférable d'utiliser des alliages d'aluminium des séries 3 ou 5 et d'éviter l'aluminium pur, peu résistant et facilement déformable. L'épaisseur des plaques doit être déterminée en respectant scrupuleusement les spécifications et les normes de charge. Par exemple, pour les panneaux de façade en aluminium de grande taille, l'épaisseur ne doit pas être inférieure à 3,0 mm afin de garantir une rigidité suffisante.
Pour les panneaux composites en aluminium utilisés dans les murs extérieurs des bâtiments, l'épaisseur de la feuille de parement et de la feuille arrière en alliage d'aluminium doit atteindre 0,5 mm, et la tolérance d'épaisseur doit être conforme aux normes nationales pertinentes.
Conception de la division de façade
Des dimensions de division de façade excessivement grandes (comme l'utilisation de plaques ultra-larges) aggraveront le problème de planéité des panneaux en aluminium, tandis que les panneaux composites en aluminium ou les panneaux en nid d'abeille d'aluminium sont plus adaptés aux projets de murs-rideaux avec des divisions de grande taille.
Si une conception à division de grande taille doit être adoptée, il est nécessaire de prendre pleinement en compte l'espace de déplacement requis pour la libération des contraintes thermiques, de définir scientifiquement la largeur des joints de plaques et de prévoir une marge de déformation suffisante.
Conception des raidisseurs et des brides
Un agencement judicieux des raidisseurs est essentiel pour améliorer la rigidité des plaques. Ces raidisseurs doivent être disposés le long du grand côté des plaques. Au besoin, leur nombre peut être augmenté ou des raidisseurs en acier peuvent être utilisés ; toute conception sans raidisseurs doit être écartée. De plus, les raidisseurs et les semelles des plaques doivent être solidement fixés afin de former une structure porteuse intégrée et d'améliorer la rigidité globale.
Une hauteur de bride insuffisante compromet directement la résistance des bords des plaques. Il est recommandé d'augmenter la hauteur de bride de manière appropriée et de l'associer à un cadre de grande rigidité pour construire une structure précontrainte, améliorant ainsi la planéité de la surface.
La dimension minimale de la bride de la plaque doit être de 25 mm ou plus, et pour les grands panneaux de séparation, il est recommandé que la dimension minimale de la bride ne soit pas inférieure à 30 mm.
Planéité du système de quille
La planéité de la quille détermine directement le rendu final de la pose des plaques d'aluminium. Une installation irrégulière de la quille entraînera inévitablement des irrégularités locales (bosses et creux) après la mise en place des plaques. Il est donc impératif de garantir la précision d'installation de la quille dès la construction.
Lors de la pose de la quille, des instruments de mesure de précision doivent être utilisés pour les opérations de nivellement afin de limiter les écarts de pose aux limites autorisées par le cahier des charges. La méthode de construction erronée consistant à « ajuster la quille à l'aide de plaques » est strictement interdite.
En résumé, grâce aux avantages de leur structure composite, les panneaux composites en aluminium sont généralement supérieurs aux panneaux en aluminium en termes de planéité, de stabilité et de facilité de mise en œuvre. Ils sont particulièrement adaptés aux projets de décoration de grande surface, tels que les façades rideaux de bâtiments. Pour les panneaux en aluminium, leurs défauts de planéité peuvent être compensés par l'optimisation du choix des matériaux, l'augmentation de l'épaisseur des plaques, l'amélioration de la conception des raidisseurs, etc. Lors du choix des matériaux pour la réalisation concrète de projets, une analyse approfondie doit être menée en fonction des exigences spécifiques de chaque projet.
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