Brevet FR2894857A1 — publié le 20070622

Procede de fabrication de demi-produits comportant deux alliages a base d'aluminium Domaine de l'invention 10 L'invention concerne un nouveau procede de fabrication pour des elements de structure a base d'aluminium, comportant au moins deux alliages differents, par coulee d'une plaque ou billette comportant au moins deux alliages spatialement separes, suivi d'une ou plusieurs etapes de transformation A. chaud par laminage, filage, ou forgeage, et eventuellement d'une ou plusieurs etapes de transformation a 15 froid, et de traitements thermiques intermediaires et/ou finales. L'invention est particulierement utile pour la fabrication d'elements de structure pour construction aeronautique. Etat de la technique 20 Les pieces a caracteristiques mecaniques variables dans l'espace sont tres attractives pour la construction mecanique. Traditionnellement, on les obtient par assemblage de deux pieces a proprietes differentes, mais essentiellement homogenes a 1'interieur de chaque piece. L'assemblage peut titre effectue de maniere mecanique 25 (par exemple par boulonnage ou rivetage), par collage ou par une technique de soudage appropriee. On peut ainsi obtenir des pieces ou elements de structure bi- fonctionnels ou multifonctionnels. Cette bifonctionnalisation ou multifonctionnalisation peut relever de la forme des pieces assemblees (ce qui n'est pas la signification que nous utilisons ici pour ces deux termes) ou peut titre liee a 30 leurs proprietes mecaniques, notamment lorsque l'on assemble deux pieces en alliages differents. A titre d'exemple, on utilise en construction navale des joints de transition (voir C. Vargel, Corrosion de 1'aluminium, Paris 1998 (Dunod), page 136), qui sont des elements de structure assembles habituellement par soudage a explosion a partir d'une piece en acier et d'une piece en aluminium. Le cote acier a la fonction de servir comme base pour fixer d'autres pieces en acier, alors que le cote aluminium sert comme base pour fixer d'autres pieces en aluminium. Ces joints de transition sont donc des elements de structure bi-fonctionnels qui evitent la corrosion galvanique qui s'installerait inevitablement en milieu humide entre deux metaux dissemblables assembles de maniere traditionnelle. C'est dans le domaine de la protection contre la corrosion et du soudage qu'on trouve d'autres exemples pour des pieces multi-fonctionnelles. En effet, on utilise depuis longtemps des toles plaquees, comportant une ame protegee d'au moins un cote par un revetement en alliage plus resistant a la corrosion et / ou plus facilement fusible, qui sert soit a proteger 1'ame contre la corrosion, soit a permettre son soudage aise sur une autre piece. On obtient des toles plaquees en posant sur une plaque de laminage, de preference scalpee, en alliage (dit alliage d'ame) d'une premiere composition, une deuxieme plaque de laminage, de preference scalpee, d'epaisseur plus faible, en alliage (dit alliage de placage) d'une deuxieme composition. Ensuite, on lamine a chaud et obtient une bande plaquee, le laminage a chaud assurant une liaison metallurgique forte entre les deux alliages. Les toles plaquees sont des pieces monolithiques, au sens de la definition donnee ci-dessous. Elles peuvent etre utilisees en construction aeronautique, par exemple comme revetement de fuselage., voir par exemple le brevet US 5,213,639 (Aluminum Company of America) ou le brevet EP 1 170 118 (Pechiney Rhenalu). Le procede de placage permet de fabriquer des pieces de grande taille, mais la variation de la composition chimique se fait dans 1'epaisseur et non pas sur la longueur ou largeur de la piece. Ainsi, la fonctionnalisation est assez limitee : la fonction recherchee pour le placage est soit la protection contre la corrosion, soit la soudabilite. Dans une autre approche a la fabrication d'une piece bi-fontionnelle monolithique, on applique a chacune des deux extremites d'un produit long en un seul alliage a base d'aluminium un traitement de revenu different. Le brevet EP 0 630 986 (Pechiney Rhenalu) decrit un procede de fabrication de toles en alliage d'aluminium a durcissement structural presentant une variation continue des proprietes d'emploi selon une direction principale du produit (longueur, largeur, epaisseur), dans lequel le revenu final est effectue dans un four de structure specifique comprenant une chambre chaude et une chambre froide, reliees par une pompe a chaleur. Ce procede a permis d'obtenir des petites pieces d'une longueur d'environ un metre en alliage 7010 dont une extremite se trouve a 1'etat T651 et 1'autre a 1'etat T7451, par un traitement de revenu isochrone. Ce procede n'a jamais ete developpe a 1'ec:belle industrielle, car it est difficile a controler d'une maniere compatible avec les exigences de qualite que pose le domaine de la construction aeronautique ; ces difficu.ltes industrielles augmentent avec la taille des pieces. Par ailleurs, en se limitant a une piece en un seul alliage, 1'amplitude de la variation des proprietes mecaniqu.es sur la longueur de la piece se trouve are assez limitee. Une amelioration significative de ce procede est decrite dans la demande de brevet (FR2868084), mais ce procede ne permet pas non plus de modifier la composition chimique de 1'alliage. C'est avec deux alliages differents que Pon peut esperer obtenir une variation importante des proprietes mecaniques. Mais les inventeurs presents n'ont pas connaissance de pieces monolithiques comportant deux alliages spatialement separes qui soient fabriquees de maniere industrielle par un procede autre que le placage impliquant un laminage a chaud. L'idee de partir de formes brutes (i.e. de pieces coulees, par exemple de billettes de filage, plaques de laminage, pieces moulees) comportant deux alliages spatialement separes n'est pas nouvelle. On distingue plusieurs approches. Une premiere approche utilise une ou plusieurs cloisons fixes ou mobiles. Le brevet US 3,353,934 (Reynolds) decrit la coulee verticale de plaques de laminage ou d'une billette avec une cloison fixe disposee verticalement (c'est-a-dire dans le sens de la longueur de la plaque). Cette cloison fixe est en marinite, acier inoxydable ou graphite. Le brevet decrit la coulee des couples d'alliages suivants : 7075/6063, 7075/5052, 7075/5083. Le brevet JP 485 411 70 (Sumitomo) decrit un autre mode de cloisonnage vertical applique a une coulee de plaques. Un autre mode de realisation d'une coulee avec cloison verticale est decrit dans la demande de brevet DE 44 20 697 (Institut fur Verformungskunde and Huttenmaschinen). Le brevet US 6,705,384 (Alcoa, Inc.) propose d'utiliser une ou plusieurs cloisons sous forme d'une tole mince ou epaisse en aluminium qui reste incorporee dans la plaque ou billette coulee. La coulee avec cloison a egalement ete adaptee a la coulee continue entre bandes. Les brevets GB 1 747 6469 et FR 1 505 826 66 (Glacier) decrivent l'utilisation d'une cloison mobile appliquee a une coulee entre bandes pour la coulee des couples d'alliages Al + 6%Sn / AS5G. Une deuxieme approche utilise le concept de la lingotiere interne : un premier alliage est solidifie par une lingotiere interne, et la coque solide ainsi formee sert comme un moule pour le second alliage. Ce concept est decrit dans le brevet DE 844 806 (Wieland Werke). On peut aussi utiliser simplement un tube metallique ou une billette creuse comme coque externe, dans lequel on coule un alliage liquide, comme decrit dans le brevet FR 1 516 456 (Kennecott Cooper Corporation). Ce principe a ete adapte a la coulee continue verticale de plaques plaquees dans le brevet US 4,567,936 (Kaiser). La demande de brevet WO 2004/112992 (Alcan) decrit plusieurs methodes pour former des plaques de laminage comportant deux alliages par coulee semi-continue verticale en utilisant des separateurs verticaux. Ce procede est particulierement approprie pour fabriquer des plaques de laminage plaquees. Tous ces procedes selon 1'etat de la technique conduisent A. des produits coules longs qui comportent deux alliages differents separes par des cloisons ou interfaces paralleles A. la direction de coulee. Le probleme que la presente invention cherche a resoudre est de proposer une nouvelle approche a la fabrication d'elements de structure monolithiques presentant des proprietes d'usage variables dans au moins une direction, et notamment d'elements de structure bi-fonctionnels ou multifonctionnels permettant d'assumer au moins deux fonctions qui sont traditionnellement assurees par deux pieces differentes.30 Objet de 1'invention L'invention a pour objet un procede de coulee verticale d'un produit intermediaire de hauteur finale dans la direction de coulee HF, comprenant les etapes de (a) preparation d'au moins deux alliages a base d'aluminium notamment un premier alliage de composition P et un second alliage de composition T, (b) coulee dudit premier alliage de composition P jusqu'a une hauteur Hp voulue, (c) coulee d'une hauteur supplementaire HT voulue dudit second alliage de fawn a atteindre une hauteur coulee Hp + HT qui soit inferieure ou egale a HF Les preparations d'alliages lors de 1'etape (a) ne sont pas necessairement concomitantes. Les etapes de preparation (a) et de coulee (b et c) ne sont pas necessairement successives, en particulier la preparation du second alliage ou de tout alliage supplementaire de 1'etape (a) peut are concomitante de rune ou I'autre des etapes de coulee. Dans une realisation avantageuse de 1'invention, les etapes (b) et (c) sont realisees sans interruption du flux de metal liquide. Dans ce procede, la preparation des alliages peut are effectuee de differentes manieres. Par exemple, (i) la preparation des alliages a base d'aluminium peut titre effectuee de maniere independante, ou (ii) la preparation des alliages de composition differente de P peut titre effectuee a partir du premier alliage pendant la coulee en ajoutant audit premier alliage les quantites necessaires d'elements pour atteindre la composition des alliages de composition differente de P, ou encore (iii) la preparation des au moins deux alliages a base d'aluminium peut-titre effectuee au cours de la coulee a partir d'un alliage a base d'aluminium de composition B, en ajoutant audit alliage de composition B les quantites necessaires d'elements pour atteindre la composition desdits au moins deux alliages a base d'aluminium P et T. L'invention a egalement pour objet un produit intermediaire susceptible d'etre obtenu selon le procede de coulee verticale defini ci-dessus. Ce produit montre pour au moins un element d"alliage au moins un gradient de concentration dans la direction de coulee qui est: le plus souvent le sens de sa hauteur (i.e. de sa plus grande 5 dimension). Ce produit intermediaire peut titre par exemple une plaque ou une billette. Un autre objet de !'invention est un procede d'elaboration d'une tole, d'un profile ou 5 d'une piece forgee a partir d'une plaque ou d'une billette elaboree selon le procede de coulee verticale defini ci-dessus. Encore un autre objet de l'invention est une tole, un profile ou une piece forgee susceptible d'etre elaboree par le procede d'elaboration decrit ci-dessus. Encore un autre objet de la presente invention est un element de structure susceptible d'etre fabrique a partir du produit intermediaire susceptible d'etre obtenu par le procede de coulee verticale defini ci-dessus. Cet element de structure peut titre bifontionnel ou multi-fonctionnel. Description des figures La figure 1 montre de maniere schematique un longeron selon !'invention. 20 La figure 2 montre de maniere schematique une tole forte selon !'invention, a partir de laquelle le longeron selon l'invention peut titre elabore. La figure 3 montre de maniere schematique une plaque de laminage selon l'invention, a partir de la quelle la tole forte selon l' invention peut titre elaboree. La figure 4 schematise une passe de laminage duns le sens perpendiculaire A. la 25 longueur de la plaque. La figure 5 montre de maniere schematique un panneau de fuselage selon 1' invention. La figure 6 montre !'evolution de la teneur en Zn pendant une coulee selon 1' invention. 30 La figure 7 montre des mesures de conductivite a mi-epaisseur pour une tole selon 1' invention. 10 15 Description de 1'invention a) Definitions Sauf mention contraire, toutes les indications relatives a la composition chimique des alliages sont exprimees en pourcent massique. Par consequent, dans une expression mat:hematique, Le terme a usinage comprend tout procede d'enlevement de matiere tel que le tournage, le fraisa.ge, le percage, 1'alesage, le taraudage, 1'electroerosion, la rectification, le polissage. On appelle ici > 1' ensemble des dispositifs permettant de transformer un metal sous forme quelconque en demi-produit de forme brute en passant par la phase liquide. Une installation de coulee petit comprendre un ou plusieurs fours necessaires a la fusion du metal ou a son maintien en temperature, un ou plusieurs fours destines a effectuer des operations de preparation du metal liquide et d'ajustement de la composition, une ou plusieurs cuves (ou >) destinees a effectuer un traitement d'elimination des impuretes dissoutes ou en suspension dans le metal liquide, ce traitement pouvant consister a filtrer le metal liquide sur un media filtrant ou a introduire dans le bain un gaz dit > pouvant etre inerte ou reactif, tin dispositif permettant la solidification du metal liquide (ou >) comprenant au moins les dispositifs suivants : un moule (ou 7 lingotiere ), au moins un dispositif d'approvisionnement du metal liquide (ou busette ) et un systeme de refroidissement, ces differents dispositifs etant relies entre eux par des chenaux appeles > dans lesquels le metal liquide peut 'are transports. On appelle ici element de structure ou Selon l'invention, le probleme est resolu par 1'utilisation d'une plaque de laminage ou une billette dont la composition est variable dans la direction de coulee et avantageusement dont le pied a une composition diffsrente de celle de la tete. Les termes Ce procede genere le plus souvent au moins une zone de transition Z de composition intermediaire entre deux alliages coules successivement. Le controle de cette zone de transition entre les alliages est important. Dans une variante preferee, on realise une zone de transition aussi courte que possible, c'est-a-dire une transition aussi abrupte que possible. Mais pour certaines applications, on peut egalement envisager une zone plus large, a condition de controler les gradients de concentration de maniere a pouvoir garantir leur repetabilite d'une coulee a 1'autre. Afin d'obtenir une transition abrupte entre alliages, it est preferable d'effectuer la transition de maniere a ce que le melange entre les alliages se fasse dans une partie de l'installation de coulee presentant un faible volume et proche du metier de coulee. Typiquement cette transition peut are effectuee dans une goulotte a 1'aide d'un barrage. Si la transition est effectuee dans une partie de l'installation presentant un volume eleve, telle qu'une poche de traitement du metal liquide pour le degazage ou la filtration, ou en ainont d'une telle partie de l'installation, la transition obtenue sera plus large car les deux alliages peuvent se melanger dans des proportions plus importantes. Dans une realisation preferee de l'invention visant a obtenir une zone de transition courte, la transition entre alliages est effectuee dans une goulotte. Le procede de coulee selon 1'invention peut etre mis en oeuvre selon plusieurs modes de realisation differents, qui se distinguent par la maniere dont sont prepares les alliages et par la maniere d'effectuer la(les) transition(s) entre alliages. La figure 3 montre un exemple de plaque coulee selon l'invention. La direction de coulee definit la direction de la hauteur H de la plaque. La plaque a une hauteur totale HF. I1 est habituel de scier ( >) les extremites de la plaque apres la coulee sur une hauteur HEP en pied et HET en tote de fawn a eliminer les parties correspondant au debut et a la fin de coulee qui n'ont pas la qualite requise pour etre transformees. La longueur utile Hu de la plaque ou billette est donc egale a HF ù (HEP + HET). Dans les modes de realisation les plus avantageux, la hauteur Hp est superieure a la hauteur de plaque ou de billette eboutee en pied HEP. La hauteur Hp depend de 1'application visee, cependant clans le cadre de l'invention, la hauteur Hp est en general superieure a HEP + Hu /4 et parfois superieure HEP + Hu /2. La zone de transition a une hauteur Hz. Dans 1'exemple: de la Figure 3 deux alliages ont ete coules et on a donc la relation HF = Hp + HT. Dans un premier mode de realisation, on elabore au moins deux alliages (appeles ici : alliage de pied ou > et > ou >) dans au moins deux fours separes. On coule d'abord 1'alliage de pied, en versant le metal liquide provenant du prernier four dans la goulotte. Lorsque la hauteur de metal Hp voulue dans le metier de coulee est atteinte, on interrompt le flux de metal provenant du premier four, et: on le remplace par un flux provenant du second four. Ce basculement d'un four a l'autre se fait de maniere preferee sans interrompre le flux de metal liquide dans la goulotte qui se vide clans le metier de coulee. Ainsi, on coule une hauteur supplem.entaire HT de 1'alliage de composition T de facon a atteindre une hauteur coulee Hp + HT inferieure ou egale a HF. Dans une realisation avantageuse de l'invention, la somme Hp + HT est egale a HF. Optionnellement la coulee d'autres alliages a base d'aluminium T', T" a partir d'un troisieme ou d'un quatrieme four ou de 1'alliage P a partir du premier four jusqu'a la hauteur finale HF permet de realiser des plaques ou des billettes plus complexes avec par exemple une sequence de composition P/T/P ou une sequence de composition P/T/T'. Ce mode de realisation convient pour toutes les combinaisons d'alliages, en particulier pour la coulee de deux alliages de la meme famille dans lequel 1'alliage P est le 7040 et 1'alliage T est le 7449 ou inversement, mais aussi pour des alliages issus de deux familles differentes comme un alliage 2XXX en pied et d'un alliage 7XXX en tete ou inversement. Avantageusement, on utilise des alliages a durcissement structural provenant des families 2XXX, 6XXX et 7XXX. Dans un mode de realisation prefere, les alliages utilises sont tous issus de la famille 7XXX. Dans un autre mode de realisation avantageux, les alliages utilises sont tous issus de la famille 2XXX. Dans le cas d'une sequence de composition P/T!T' on utilise avantageusement 1'alliage 7475 pour P,1'alliage 7040 pour T et 1'alliage 7449 pour T'. Un alliage 7XXX comprenant 4,1 A. 5,1% de Zn, 1,5 a 2,5 % en poids de Cu et 1,2 a 1,8 % en poids de Mg s'est avere particulierement avantageux dans le cadre de l'invention. Cet alliage permet d'atteindre des tenacites tres elevees en minimisant la perte de caracteristiques mecaniques statiques par rapport a un alliage comme le 7040. Dans une realisation avantageuse de l'invention, l'alliage P est ainsi un alliage comprenant 4,1 A. 5,1% de Zn, 1,5 a 2,5 % en poids de Cu et 1,2 a 1,8 % en poids de Mg et 1'alliage T est un alliage comprenant 7 a 10% de Zn, 1,0 A. 3,0 % en poids de Cu et 1,0 A. 3,0 % en poids de Mg. Dans un deuxifine mode de realisation on coule 1'alliage de pied jusqu'a la hauteur Hp voulue, et on ajoute au moment voulu le ou les elements d'alliages dont la teneur dans 1'alliage T est superieure par rapport A. celle de 1'alliage P sous forme de fil ou toute autre forme appropriee. Ainsi, on coule une hauteur supplementaire HT de 1'alliage de composition T de fawn a atteindre une hauteur coulee Hp + HT inferieure ou egale a HF. A titre d'exemple, si 1'alliage P est un alliage de type Al- Zn 5,0 û Cu 1,5 - Mg 1,5 et 1'alliage T un alliage de type Al û Zn 5,0 û Cu 1,5 - Mg 2,5, on elabore un alliage liquide dont la composition correspond a celle de 1'alliage P, et au moment voulu lors de la coulee, on ajoute du fil de magnesium dans le metal liquide dans une partie appropriee de l'installation de coulee comme le four de coulee, une goulotte ou une poche de traitement. Dans un troisiieme mode de realisation, on coule un alliage de base de composition B auquel on ajoute, typiquement sous forme de fit, les elements d'alliage en quantite necessaire pour obtenir la composition P puis la composition T, puis les eventuelles autres compositions. On modifie la quantite d'elements d'alliage ajoutes par unite de masse de metal coulee lorsque la hauteur voulue Hp est atteinte, et on arrete la coulee aorsque la hauteur finale HF voulue est atteinte. A titre d'exemple, on peut utiliser du fil de zinc, du fil de magnesium et du fil de cuivre que l'on ajoute a un aluminium pur ou a un aluminium qui contient, le cas echeant, d'autres elements dont la concentration visee est approximativement la meme pour 1'alliage P, 1'alliage T et les eventuels autres alliages. On peut egalement utiliser du fil en alliage mere, par exemple a base d'aluminium. Ce fil est typiquement approvisionne sous forme de bobines, et introduit dans le metal liquide par 1'intermediaire d'un derouleur dans une partie appropriee de l'installation. Dans une realisation avantageuse de l'invention, ce fil est approvisionne dans une goulotte, en aval des poches de traiternent, de facon a obtenir lors du changement de quantite de fil approvisionnee par unite de temps une transition abrupte entre alliages. Le premier mode de realisation a 1'inconvenient de necessiter au moins deux fours de coulee. Afin de faciliter une transition abrupte entre les alliages, it peut etre avantageux de disposer d'au moins deux lignes independantes de traitement du metal liquide (poches de filtration et de degazage). Dans un autre mode de realisation avantageux de l'invention, le metal de composition P est mis au titre de composition T dans une poche de traitement du metal liquide de fawn a obtenir une transition abrupte. Les modes de realisation bases sur 1'ajout de fil ont 1'inconvenient de necessiter un controie du procede tres pointu. Un parametre critique est le controle de la temperature, car la fusion d'un fil metallique consomme de 1'energie, ce qui entraine le refroidissement du metal liquide. On trouve par exemple que 1'ajout de fil en zinc non prechauffe a un bain d'aluminium liquide d'une temperature de 720 C conduit a une baisse de temperature du metal liquide d'environ 15 C pour un debit massique d'environ 2,8 kg/s. Selon les constatations des inventeurs, cette baisse de temperature peut neanmoins etre compensee par une augmentation rapide de la temperature du four de maintien lorsque la temperature de liquidus de 1'alliage T est plus basse que celle de 1'alliage P. Un autre inconvenient des modes de realisation bases sur 1'introduction de fil est que 1'amplitude de variation de la composition chimique entre 1'alliage P, 1'alliage T et les eventuels autres alliages est limitee par la vitesse de dissolution du fil dans le metal liquide. Ce probleme peut 'are resolu au moins partiellement en prechauffant le fil avant son introduction dans le metal liquide. Ce prechauffage peut etre realise A. 1'aide d'un tube chauffe inerte immergeant le metal liquide qui assure a la fois le deroulage du fil et sa dispersion dans le metal liquide. Un tel dispositif a ete decrit dans la demande de brevet EP 819 772 A 1 (Alusuisse). Les presents inventeurs ont trouve que l'on peu.t utiliser ce dispositif de maniere a ce que le fil entre dans le metal liquide pratiquement a 1'etat liquide. De maniere preferee, on introduit le fil en amont de la poche de traitement du metal liquide. Un autre inconvenient des modes de realisation bases sur l'introduction de fil se fait sentir lorsque 1a composition de 1'alliage de base est eloignee de celle des alliages de composition P, T ou autres : it faut derouler une longueur importante de fil avec une vitesse de deroulement assez importante ou installer plusieurs dispositifs de deroulement de fil ce qui n'est pas toujours aise. Un avantage des modes de realisation bases sur l'introduction de fil est de permettre une grande souplesse quant A. la transition entre les deux alliages : on pent obtenir une transition brusque, mais surtout on peut staler cette transition plus facilement sur la longueur de la plaque ou billette pour obtenir une transition graduelle. Cela suppose de pouvoir varier la vitesse de defilement du fil (ou des fils, si l'on en utilise plusieurs, de mane composition ou de composition diffsrente) et/ou le nombre de fils introduits. Dans tous ces trois modes de realisation, on peut avantageusement utiliser une poche de traitement du metal liquide (par exemple avec un melange Ar ù C12) de type connu et/ou une poche de filtration de type filtre a gravier, filtre a dalle ou tout autre mode defiltration appropris, afin de minimiser la teneur en hydrogene du metal liquide et d'obtenir une qualite inclusionnaire satisfaisante. De fawn avantageuse dans le cas ou 1'on chercherait a obtenir une transition abrupte, la transition entre alliages est effectuee en aval des poches de traitement. Dans un quatrieme mode de realisation, on utilise une poche de traitement du metal liquide de grande taille, qui agit comme reservoir d'alliage P pour elaborer 1'alliage T. Ce mode de realisation a 1'avantage de ne pas necessiter un four additionnel par rapport aux modes de coulee habituellement utilises. En revanche, la quantite de metal disponible pour la coulee de 1'alliage T est limitse au volume de poche. Ces quatre modes de realisation, qui peuvent titre aisement combines entre eux, permettent d'elaborer des produits intermediaires, et notamment des plaques ou de billettes a composition, variable dans la direction de coulee. Ces produits intermediaires ont de preference une section constante sur au moins 95% de leur longueur. Ensuite, le produit intermediaire, par exemple la plaque ou billette, ainsi obtenu doit titre transforms, typiquement a chaud, en une ou plusieurs stapes, suivi possiblement d'une ou plusieurs stapes de transformation a froid. Les billettes peuvent titre utilisees pour filer des profiles ou des barres ayant sur leur longueur une composition variable, ou comme ebauche de forge. Les plaques peuvent titre utilisees cornme ebauche de forge ou comme plaques de laminage. Le probleme de fabriquer des produits lamines qui montrent des caracteristiques mecaniques variables dans 1'espace peut are resolu en utilisant une plaque de laminage selon l'invention et en la laminant pour obtenir une tole. Le laminage dans le sens de la longueur (c'est a dire dans la direction de coulee H) conduit A. allonger la zone de transition Z ce qui peut titre avantageux pour certaines applications. On prefere cependant generalement le laminage dans le sens de la largeur (c'est a dire perpendiculairement a la direction de coulee H), car cela permet de ne pas allonger la zone de transition. Cela induit des contraintes dans le choix de la dimension des plaques pour atteindre la dimension de tole souhaitee. La figure 4 illustre le laminage d'une plaque selon l'invention dans le sens de la largeur. La direction de laminage L est perpendiculaire a la direction de coulee H. On peut elaborer ainsi des toles epaisses utilisables pour la fabrication de longerons de composition variable, dont une extremite est compatible avec la fonction d'un extrados, orientee vers la partie superieure de Palle et particulierement dimensionnee en compression, alors que 1'autre extremite est compatible avec la fonction d'intrados, orientee vers la partie inferieure de Palle et particulierement dimensionnee en tenacite. Pour cette application, it est preferable d'avoir une transition aussi courte que possible entre les deux alliages dans la plaque de laminage coulee. Un tel produit est susceptible d'etre utilise comme element de structure en construction aeronautique. Plus particulierement, on peut les utiliser comme longeron, nervure ou peau de voilure. Ti peut egalement titre avantageux d'utiliser l'invention pour realiser des toles de fuselage de proprietes variables, adaptees aux contraintes de la partie superieure et de la partie inferieure du fuselage. Pour cette application on peut avantageusement choisir de laminer en partie ou totalement dans le sens de la largeur. L'invention pent s'appliquer a tous les alliages d'aluminium. Dans un mode de realisation avantageux, on utilise deux alliages de type Al-Zn-Cu-Mg (notamment des alliages de la serie 7xxx). Dans un autre mode de realisation, on utilise deux alliages de type Al-Cu-Mg (notamment des alliages de la serie 2xxx). Les procedes selon la presente invention permettent notamment d'elaborer des elements de structure comprenant des longerons ou nervures de voilure d'avions de grande capacite. La figure 1 montre de maniere schematique un longeron bi- fonctionnel selon l'invention. La hauteur Hl, peut atteindre 1 000 mm ou plus, leur longueur L peut atteindre dix metres ou plus, leur epaisseur E est typiquement de l'ordre de 100 mm, mais peut titre plus grande. Its sont fabriques par usinage a partir de toles fortes. Its peuvent comporter une semelle inferieure (4), une semelle superieure (1), une ante (2) et des raidisseurs usines dans la masse (3). La zone de transition Z peut are positionnee a egale distance des semelles ou plus proche de rune ou de 1'autre, en function des alliages P et T choisis. La figure 2 montre de maniere schematique la tole forte dans laquelle ces longerons ont ete usines. Dans une realisation avantageuse de l'invention, la tole forte a ete obtenue par laminage dans le sens de la largeur de la plaque selon l'invention de fawn a ce que la hauteur HL soit legerement inferieure a Hu. Le laminage en sens travers est illustre sur la Figure 4. Les procedes selon la presente invention permettent egalement d'elaborer des elements de structure comprenant des elements de fuselage. La Figure 5 illustre schematiquement l'utilisation d'une tole selon l'invention pour realiser un panneau de fuselage (6), renforcee par des raidisseurs rivetes, colles ou soudes (5). Dans chacune des figures, on a indique de maniere schematique les deux alliages utilises. On peut egalement realiser d'autres elements de structure, susceptibles d'etre obtenus a partir de produits intermediaires selon l'invention, comprenant par exemple un raidisseur de voilure ou un panneau de voilure, appropries pour une utilisation dans la construction aeronautique. La gamme de transformation realisee qui peut comporter dans le cas d'une plaque les etapes d'homogeneisation, de laminage a chaud, de laminage a froid, de mise en solution, trempe, traction et revenu doit titre compatible avec les alliages contenus dans la plaque selon 1'invention. Cette condition peut titre limitante quant au choix des alliages car les temperatures optimales sont parfois tres differentes entre les alliages et un compromis de temperature peut conduire a ne pas obtenir les proprietes souhaitees. Dans un autre mode de realisation de la presente invention, on lamine la plaque de laminage principalement ou exclusivement dans le sens de sa longueur. On obtient ainsi des toles de grande longueur dont 1'une des extremites geometriques est en alliage de composition P. et 1'autre extremite geometrique est en alliage de composition T. Ces toles montrent un gradient dans leurs proprietes mecaniques dans le sens de leur longueur. D'autres modes de realisation de la presente invention sont decrits dans les revendications dependantes. Dans les exemples qui suivent, on decrit A. titre d'illustration des modes de realisation avantageux de l'invention. Ces exemples n'ont pas de caractere limitatif. Exemples 15 Exemple 1 Dans cet exemple, on a coule une plaque (repere A) de laminage dont le pied (repere P) etait en alliage Al- Zn 5% - Cu 1,8% - Mg 1,5% et la tete (repere T) en alliage Al-Zn 8% - Cu 1,8% - Mg 1,9%. On a elabore les deux alliages dans deux fours separes. 20 Le tableau 1 indique la composition des deux alliages mesuree sur des pions obtenus par solidification de metal liquide preleves dans chacun des deux fours. Tableau 1. Compositions mesurees (% en poids) Reference Zn Cu Mg Si Fe Ti Zr A(P) 4,93 1,83 1,48 0,033 0,053 0,0175 0,11 A(T) 8,05 1,85 1,89 0,030 0,044 0,0202 0,12 25 Les deux alliages liquides ont ete traites pendant 90 minutes avec un melange Ar û C12 dans une poche de traitement de type IRMA . La transition entre alliages a ete effectuee dans une goulotte. On a preleve dans la goulotte du metal liquide pour la fabrication de pions spectrometriques avant, pendant et apres la transition de10 composition, environ tous les 50 mm de descente. On a ainsi constate que la transition de la composition s'opere sur une hauteur de descente d'environ 200 mm. La hauteur Hp etait de 2100 mm, la hauteur HT etait d'environ 1600 mm et la hauteur totale de la plaque HF etait d'environ 3700 mm. On a eboute une longueur de pied HEP de 750 mm et une longueur de fete HET de 300 mm, ce qui donne une longueur utilisable Hu d'environ 2600 mm. Exemple 2 On a coule une plaque comme indique dans 1'exemple 1. Les compositions des 10 alliages sont indiquees dans le tableau 2. Tableau 2 Compositions mesurees (% en poids) Reference Zn Cu Mg Si Fe Ti Zr B(P) 4,81 1,80 1,47 0,035 0,043 0,0184 0,11 B(T) 8,11 1,87 1,92 0,031 0,044 0,0190 0,11 Les deux alliages liquides ont ete traites avec un melange Ar ù C12 dans une poche de 15 traitement de type ALPUR . De facon a obtenir une transition abrupte, le metal de composition P a etf: mis au titre de composition T dans la poche ALPUR , puis la poche a ete alimentee par le metal liquide provenant du second four. On a preleve dans la goulotte du metal liquide pour la fabrication de pions spectrometriques avant, pendant et apres la transition de composition, environ tous les 50 mm de descente. La 20 figure 6 illustre les resultats obtenus. La transition de la composition s'opere sur une hauteur de descente de moins de 100 mm. La hauteur Hp etait de 2100 mm. La hauteur finale HF de la plaque etait d'environ 3850 mm. On a eboute une longueur de pied HEP de 800 mm et une longueur de tete HET de 300 mm, ce qui donne une longueur utilisable Hu d'environ 2750 mm. 25 Exemple 3 Dans cet exemple, on fabrique un longeron pour la construction d'une aile d'avion. On utilise la plaque issue de 1'exemple 2. Cette plaque a une hauteur Hu d'environ 2750 mm ce qui est suffisant pour un longeron d'une hauteur d'environ 2000 mm. La plaque est homogeneisee pendant 48 heures a 470 C. Elie est laminee a chaud dans le sens travers (i.e. perpendiculairement a la direction de coulee H de la plaque) jusqu'a une epaisseur finale de 80 mm. La temperature de laminage a chaud est comprise entre 400'C et 460 C. La tole ainsi obtenue est mise en solution a 473 C pendant 12 heures. Apr s trempe, la tole est soumise a une traction controlee avec une deformation permanente d'environ 1 a 2% . Une caracterisation de la tole obtenue par mesure de conductivite est alors effectuee. La figure 7illustre le profil de conductivite obtenu a mi-epaisseur dans la direction de coulee H. La zone de transition entre alliage s'etend sur une hauteur d'environ 400 mm. Cette hauteur est superieure a la hauteur de transition de 100 mm mesuree par prelevement de pions en cours de coulee car elle integre le melange des alliages se produisant lors de la solidification. Ensuite, la tole est soumise a un traitement de revenu en deux paliers : 6 heures a 120 C suivi de 20 heures a 155 C. Le tableau 3 ci-dessous illustre les caracteristiques mecaniques statiques, la tenacite et la tenue a la corrosion obtenues pour des prelevements effectues a mi-epaisseur et a quart d'epaisseur. Tableau 3 Quart d'~paisseur sens L Quart d'epaisseur sens L Kic L-T Exco MPa ~m Rm Rpo,2 A% Rm Rp0,2 A% CT30 CT40 (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) t/4 t/2 P 453 418 15,6 493 437 12,3 56,7 66,6 EA T 537 515 _ 12,4 575 536 10, 2 34. 42,4 EA/B On obtient ainsi une tole presentant a 1'extremite T une valeur de Rp0.2 superieure a 510 MPa et une valeur de Kic superieure A. 32 MPa'm, et a 1'extremite P une valeur de Rp0.2 superieure a 410 MPa et une valeur de Kw superieure a 54 MPa'im. Dans cette tole, on usine des elements de structure bi-fontionnels pour construction aeronautique, a savoir des longerons, de maniere a avoir le cote extrados en alliage de composition T, et le cote intrados en alliage de composition P. Ce longeron est schematiquement represents sur la figure 1. Exemple 4 Dans cet exemple, on coule une plaque de laminage en alliage a base d'aluminium dont la composition de pied P (alliage de type AA 7449) comprend 8% de zinc, 1,9% de magnesium et 1,8% de cuivre, et dont la composition de fete T (alliage de type AA7040) comprend 5% de zinc, 1,5% de magnesium et 1,8% de cuivre. La teneur en zirconium est de 0,11%. Pour couler cette plaque, on prepare un alliage de composition P, on Iraite le metal par un gaz (Ar + C12) dans une poche de traitement, on coule avec 1'alliage de composition P la plaque jusqu'a la hauteur Hp voulue, qui est la mi-hauteur finale HF de la plaque visee, et ensuite on continue la coulee jusqu'a la hauteur finale HF en ajoutant a 1'alliage en cours de coulee, apres la poche de traitement, la quantite necessaire de metal solide riche en zinc et magnesium pour amener 1'alliage de composition P a la composition T. Cet apport de metal solide est fait en deroulant, par 1' intermediaire d'un derouleur, deux fils avec des teneurs en zinc et magnesium appropriees, qui sont fournis en bobines. 19 REVENDICATIONS 1. Procede de coulee verticale d'un produit intermediaire de hauteur finale dans la direction de coulee HF, comprenant les etapes de (a) preparation d'au moins deux alliages a base d'aluminium notamment un premier alliage de composition P et un second alliage de composition T, (b) coulee dudit premier alliage de composition P jusqu'a une hauteur Hp voulue, (c) coulee d'une hauteur supplementaire HT voulue dudit second alliage de facon a atteindre une hauteur coulee Hp + HT qui soft inferieure ou egale a HF, et dans lequel (i) la preparation desdits alliages a base d'aluminium est effectuee de maniere independante, ou dans lequel (ii) la preparation des alliages d'aluminium de composition differente de P est effectuee a partir dudit premier alliage pendant la coulee en ajoutant audit premier alliage les quantites necessaires d'elements pour atteindre la composition desdits alliages de composition differente de P, ou encore dans lequel (iii) la preparation desdits au moins deux alliages a base d'aluminium est effectuee au cours de la coulee a partir d'un alliage a base d'aluminium de composition B, en ajoutant audit alliage de composition B les quantites necessaires d'elements pour atteindre la composition desdits au moins deux alliages a base d'aluminium P et T. 2. Procede selon la revendication 1 dans lequel la transition entre les alliages P et T est effectuee sans interrompre le flux de metal liquide. 3. Procede selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la somme Hp + HT est egale a HF 4. Procede selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la somme Hp + HT est inferieure a HF et dans lequel on effectue 1'etape supplementaire suivante (d) coulee de I'alliage P de la hauteur Hp + HT a la hauteur HF. 20 5 . Procede selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la Somme Hp + HT est inferieure a HF, dans lequel l'etape (a) comprend la preparation d'un alliage T' et dans lequel on effectue 1'etape supplementaire suivante (d) coulee de l'all:iage T' de la hauteur Hp + HT a la hauteur HF. 6. Procede selon une quelconque des revendications 1 a 5 dans lequel la hauteur Hp est superiieure ou egale a la longueur de plaque eboutee en pied HEP. 7. Procede selon la revendication 6 dans lequel la hauteur Hp est superieure ou 10 egale a HEP + HU/4 ou Hu est la longueur utile de la forme coulee. 8. Procede selon une quelconque des revendications 1 a 7 dans lequel lesdits alliages d'aluminium sont compris dans le groupe constitue des alliages 15 2XXX, 6XXX et 7XXX. 9. Procede selon une quelconque des revendications 1 a 7 dans lequel lesdits alliages d'aluminium sont compris en alliage d'aluminium 7XXX. 20 10. Procede selon une quelconque des revendications 1 a 7 dans lequel lesdits alliages d'aluminium sont compris en alliage d'aluminium 2XXX. 11. Procede selon la revendication 3 ou 4 dans lequel 1'alliage P est le 7040 et 1'alliage T est le 7449. 12. Procede selon la revendication 3 ou 4 dans lequel 1'alliage P est un alliage comprenant 4,1 a 5,1% en poids de Zn, 1,5 a 2,5 % en poids de Cu et 1,2 a 1,8 % en poids de Mg et 1'alliage T est un alliage comprenant 7 a 10% en poids de Zn, 1,0 a 3,0 % en poids de Cu et 1,0 a 3,0 % en poids de Mg 30 13. Procede selon la revendication 5 dans lequel 1'alliage P est le 7475, 1'alliage T est le 7040 et 1'alliage T' est le 7449. 2514. Produit intermediaire susceptible d'etre obtenu par le procede selon une quelconque des revendications 1 a 13. 15. Produit intermediaire selon la revendication 14, caracterise en ce que ledit produit intermediaire est une plaque ou billette de section constante sur au moins 95% de sa longueur. 16. Procede d'elaboration d'une tole a partir d'une plaque selon la revendication 15, dans lequel (a) on approvisionne une plaque selon la revendication 15, (b) on lamine ladite plaque pour obtenir un deuxieme produit intermediaire. 17. Procede d'elaboration d'une tole selon la revendication 16 dans lequel on soumet ladite plaque a au moins une passe de laminage dans le sens perpendiculaire a la direction de coulee. 18. Tole susceptible d'etre elaboree par le procede selon une quelconque des revendications 16 ou 17. 19. Procede d'elaboration d'un profile ou d'une barre a partir d'une billette selon la revendication '15 dans lequel (a) on approvisionne une billette selon la revendication 15 (b) on file ladite billette pour obtenir un deuxieme produit intermediaire 25 20. Profile ou barre susceptible d'etre elaboree par le procede selon la revendication 19. 21. Procede d'elaboration d'une piece forgee a partir d'une plaque ou d'une 30 billette selon la revendication 15 dans lequel (a) on approvisionne une plaque ou une billette selon la revendication 15,(b) on forge ladite billette ou ladite plaque pour obtenir un deuxieme produit intermediaire. 22. Piece forgee susceptible d'etre elaboree par le procede selon la revendication 5 21. 23. Element de structure susceptible d'etre fabrique a partir du produit intermediaire susceptible d'etre obtenu selon la revendication 14. 10 24. Element de structure selon la revendication 23, dans lequel ledit element de structure comprend un longeron approprie pour une utilisation dans la construction aeronautique. 25. Element de structure selon la revendication 23, dans lequel ledit element de 15 structure comprend une nervure appropriee pour une utilisation dans la construction aeronautique. 26. Element de structure selon la revendication 23, dans lequel ledit element de structure comprend un panneau de fuselage approprie pour une utilisation 20 dans la construction aeronautique. 27. Element de structure selon la revendication 23, dans lequel ledit element de structure comprend un raidisseur de voilure approprie pour une utilisation 25 dans la construction aeronautique. 28. Element de structure selon la revendication 23, dans lequel ledit element de structure comprend un panneau de voilure approprie pour une utilisation dans la construction aeronautique. 30