Prédiction de la dispersion du chargement d’assemblages boulonnés à bride pleine lors de serrage multi-passes

Résumé

Dans le domaine industriel, les assemblages à brides boulonnés jouent un rôle fondamental pour assurer la sécurité de la connexion entre les différents équipements, tuyaux ou appareils sous pression. Dans ce contexte de sécurité et de fiabilité, réussir un serrage uniforme et efficace est d’une importance capitale. Des serrages progressifs, parfois sur plusieurs passes et en suivant des séquences pré-établies, représentent déjà une méthode reconnue de sécurité. Cependant, ces procédures sont intrinsèquement chronophages et, dans certains cas, peu précises. Cette étude répond à ces lacunes en développant un modèle analytique capable de prédire l’évolution de la tension dans les boulons lors de serrage avec plusieurs passes d’assemblages à bride pleine. Ces pertes de charge proviennent du phénomène d’interaction élastique entre les boulons, qui doit être compris et anticipé afin d’optimiser le processus de serrage. Dans un premier temps, le modèle analytique développé repose sur celui d’une plaque trouée ou non soumise à une force concentrée reposant sur un support élastique et a été adapté pour répondre aux besoins d’étude d’interactions élastiques dans les assemblages à bride pleine. De plus, ce modèle est couplé avec l’approche faite par Zhu et al. (Zhu, Bouzid, Hong & Zhang, 2018b), permettant, à partir des coefficients de souplesse à chaque position de boulon, de prédire les pertes de charge. Le modèle analytique est alors validé par une modélisation par éléments finis exécutée sur des assemblages à bride pleine de différentes dimensions et classes, respectivement une NPS 4 Classe 900, une NPS 24 Classe 150 et un plus grand assemblage NPS 52 Classe 600. Enfin, une expérience a été conduite sur un assemblage à bride pleine de type NPS 4 Classe 900 et sert à fournir de la robustesse aux modèles présentés ici. Les résultats de cette recherche apportent une compréhension claire de la dispersion de la charge des boulons dans les assemblages à bride pleine lors du serrage et contribue à la réduction d’opérations coûteuses ou inutiles, tout en améliorant l’efficacité et la sécurité.

Date	14 juil. 2026
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Hakim A. Bouzid (Directeur(-trice))