Brevet FR3084000A1 — publié le 20200124

PROCEDE D'OPTIMISATION DU DIMENSIONNEMENT D'UN CORDON DE SOUDURE, ET PROGRAMME D'OPTIMISATION DU DIMENSIONNEMENT D'UN CORDON DE SOUDURE [1] L'invention a trait au domaine de la soudure dans la construction métallique, et plus particulièrement à l'optimisation du dimensionnement d'un cordon de soudure. [2] Par cordon de soudure, il est fait référence à la jointure métallique entre deux pièces soudées. [3] Par cordon de soudure d'angle, il est fait référence à un cordon de soudure déposé dans un angle formé par les deux pièces à souder entre elles. [4] Le soudage est une opération consistant à réunir deux ou plusieurs parties constitutives d'un assemblage, afin d'obtenir une continuité mécanique, thermique ou électrique. [005] II existe une multitude de techniques de soudage permettant de souder deux pièces entre elles. [6] Les techniques de soudage peuvent être par exemple classifiées en deux familles. [7] Dans une première famille, la soudure est effectuée par pression. Dans de tels procédés, les deux pièces à souder sont appliquées l'une contre l'autre, de sorte à créer une zone de contact qui est ensuite chauffée. Une telle chauffe a pour conséquence de provoquer une fusion localisée de la matière de chacune des pièces, le refroidissement de la matière créant un point de soudure. Dans de tels procédés de soudage, aucun produit supplémentaire, par exemple un métal d'apport, n'est utilisé. [8] Dans une deuxième famille, la soudure est effectuée par fusion. Dans un tel procédé, les pièces à souder sont soudées par création d'un cordon de soudure liant les bords de deux pièces. [009] L'invention se rapporte plus particulièrement aux techniques de soudage par fusion. Ces techniques de soudage peuvent se subdiviser en deux catégories: avec métal d'apport ou sans métal d'apport. [010] L'invention a trait aux soudures avec métal d'apport. Le métal d'apport est conventionnellement constitué d'une tige de diamètre variable dont la composition se rapproche du métal que l'on soude. Le métal d'apport fusionne de sorte à constituer un ajout de matière lors de 2 la formation du cordon de soudure. [11] De telles soudures sont en général réalisées par principe de soudure à l'arc sous gaz avec fil-électrode plein (procédés GMAW, MIG et MAG), soudage à l'arc avec fil-électrode fourré (procédé FCAW), soudage 5 à l'arc sous gaz avec électrode de tungstène (procédé GTAW). [12] Le choix du type de soudure à réaliser ainsi que du dimensionnement du cordon de soudure est pris en compte dès le stade de la conception d'un assemblage mécano-soudé. [13] En effet, un tel dimensionnement du cordon de soudure, ainsi que le 10 métal d'apport utilisé jouent un rôle capital dans la résistance à la rupture. [14] Des exigences de qualité touchant à la conception de soudures sont définies dans la norme EN ISO 3834, spécifiant notamment la nécessité que les soudures soient dimensionnées en respect de règles constructives définies dans les codes européens de conception et de 15 calculs constructifs Eurocodes, en particulier EN 1993 et EN 1999. [15] De telles règles constructives définissent des critères de vérification de la soudure, en particulier concernant les contraintes subies par la soudure. [16] Afin de dimensionner correctement la cordon de soudure, il est 20 connu de réaliser des mesures sur des prototypes. Cependant, de tels essais nécessitent de fabriquer les pièces, de réaliser la soudure, et de soumettre l'ensemble à des machines de tests. Ces tests sont par conséquent longs et onéreux à effectuer. [17] Aussi, de manière à éviter la réalisation de tels tests, les fabricants 25 ont tendance à surdimensionner les cordons de soudure, en appliquant des coefficients de sécurité. Une telle approche a pour conséquence d'augmenter la quantité de matière nécessaire pour réaliser le cordon de soudure, entrainant des répercussions négatives sur la fabrication de l'assemblage, notamment en termes de coût, ou de masse. 30 [018] De manière à surmonter de tels inconvénients, il a été proposé de réaliser des simulations à l'aide d'outils d'analyse numérique, par exemple à l'aide de méthode de calcul des efforts par éléments finis. [019] Ainsi, le document EP 2191928 (Livermore) propose un procédé de détermination de la rupture de point de soudure dans une structure, en 35 définissant un modèle d'analyse par éléments finis. US 2007295700 (Livermore, Honda) propose un procédé de modélisation de soudures par points dans une analyse par éléments finis. 3 [020] Les procédés décrits par ces documents sont inopérants pour des soudures par cordon, puisque concernent uniquement des points de soudure effectués par soudure par pression, et le principe n'apparaît pas comme étant transposable. 5 [021] En outre, de tels procédés mettent en oeuvre une méthode de calcul par utilisation des éléments finis, qui sont complexes à mettre en oeuvre, et de surcroît nécessitent une phase d'exploitation des résultats. [22] Les méthodes par élément finis, par leur complexité, ne peuvent être utilisées que par l'intermédiaire de personnes formées à cet effet. En 10 outre, de telles méthodes n'offrent pas une grande souplesse, et le paramétrage des coefficients ou des formules est compliqué à mettre en oeuvre. [23] Par ailleurs, les éléments finis nécessitent d'être exécutés sur des machines possédant une puissance de calcul importante, ce qui empêche 15 une utilisation rapide sur un terminal de support mobile, ou bien directement sur une page internet par exemple. [24] L'invention se propose de répondre aux inconvénients précités. [25] Un premier objet est de proposer un procédé permettant d'optimiser le dimensionnement d'un cordon de soudure. 20 [026] Un deuxième objet est de proposer un tel procédé, permettant la vérification de conformité à des normes. [27] Un troisième objet est de proposer un tel procédé, simple, rapide à mettre en oeuvre. [28] Un quatrième objet est de proposer un produit programme 25 d'ordinateur apte à mettre en oeuvre un procédé tel que présenté ci-dessus. [29] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un procédé d'optimisation de la dimension d'un cordon de soudure mis en oeuvre à l'aide d'un moyen informatique comprenant un moyen d'affichage, le 30 cordon de soudure solidarisant une surface s'étendant dans un plan transversal à une poutre s'étendant le long d'un axe longitudinal pour former un assemblage, le cordon de soudure étant disposé dans un angle défini entre la poutre et la surface, la poutre étant destinée à être soumise à différents torseurs de chargement prédéterminés chacun correspondant 35 à une configuration de chargement prédéfinie, le procédé comprenant une étape d'introduction des différentes torseurs de chargement dans une interface graphique, une étape de paramétrage de l'assemblage, une 4 étape de vérification des contraintes au sein de l'assemblage par rapport à un critère de rupture prédéfini de l'assemblage, une étape d'affichage sur l'interface graphique des résultats de vérification des contraintes au sein de l'assemblage, une étape de sélection d'une configuration de 5 chargement à considérer pour le dimensionnement du cordon de soudure. [30] Un tel procédé est avantageux pour permettre de l'optimisation d'un cordon de soudure, de manière simple et accessible au plus grand nombre d'utilisateurs. [31] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, 10 seules ou en combinaison : - l'étape de paramétrage de l'assemblage comprend une étape de sélection dans l'interface d'un type de poutre, parmi une liste de poutre prédéterminée, et une étape de saisie des dimensions de la poutre ; - l'étape de paramétrage de l'assemblage comprend une étape de 15 sélection d'une implantation du cordon de soudure, parmi une liste d'implantation prédéterminée, et une étape de saisie d'une dimension du cordon de soudure ; - lors de l'étape d'introduction des différents torseurs de chargement, les torseurs de chargement sont saisis directement par l'utilisateur lui-même, 20 ou sont reçus à partir d'une application tierce ; - un critère de rupture de l'assemblage pris en compte dans l'étape de vérification des contraintes est une contrainte maximale dans le cordon de soudure, une contrainte combinée basée sur le critère de Von Mises, ou le rapport entre la contrainte maximale et la contrainte combinée dans le 25 cordon de soudure ; - l'étape de vérification comprend une étape de détermination du centre de gravité du cordon de soudure, une étape de changement de point de référence des efforts et des moments subis par la poutre au centre de gravité dans un repère local lié au cordon de soudure, une étape de 30 détermination de l'aire et des moments d'inertie selon un plan transversal de la section du cordon de soudure, une étape de calcul des contraintes transversales et longitudinales au sein du cordon de soudure ; - l'étape de vérification comprend une étape de détermination de l'aire et des moments d'inertie selon un plan transversal de la poutre, et une étape 35 de calcul des contraintes transversales et longitudinales au sein de la ZAT ; - un critère de rupture de l'assemblage pris en compte dans l'étape de 5 l'étape de calcul d'un critère de rupture de l'assemblage comprend une contrainte maximale dans la ZAT, une contrainte combinée basée sur le critère de Von Mises, ou le rapport entre la contrainte maximale et la contrainte combinée dans la poutre. 5 [032] II est proposé, en deuxième lieu, un produit programme d'ordinateur mettant en oeuvre le procédé ci-dessus présenté. [33] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence aux 10 dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'un assemblage entre une surface et une poutre ; la figure 2 représente une vue schématique en coupe de l'assemblage entre la surface et la poutre ; 15 la figure 3 représente une vue schématique de détail d'une paroi de l'assemblage ainsi que du cordon de soudure ; la figure 4 représente un schéma synoptique d'un procédé d'optimisation d'un cordon de soudure, selon un premier mode de réalisation; 20 la figure 5 représente un schéma synoptique d'un procédé d'optimisation d'un cordon de soudure, selon un deuxième mode de réalisation. [34] L'on se réfère à la figure 1 représentant un assemblage 1 comprenant une poutre 2 et une surface 3, toutes les deux 25 avantageusement réalisées dans un matériau métallique. [35] Tel que représenté sur la figure 1, la poutre 2 est soudée sur la surface 1, par l'intermédiaire d'un cordon 4 de soudure. [36] L'on définit par rapport à la poutre 2 un premier repère RO orthogonal XOYOZO formant un trièdre direct, comprenant trois axes 30 perpendiculaires deux à deux, à savoir : un axe X0, définissant une direction longitudinale, horizontale, confondue avec la direction d'extension de la poutre 2, - un axe Y0, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe XO définit un plan XY horizontal, 35 - un axe ZO, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan X0Y0 horizontal. 6 [37] L'assemblage, lorsque en position soudée, comprend un cordon 4 de soudure, ainsi qu'une zone affectée thermiquement 5 (dénommée par la suite ZAT 5). [38] Tel que représenté sur les figures 1 à 3, la surface 3 est comprise 5 dans un plan transversal, et la poutre 2 s'étend de manière longitudinale. [39] La poutre 2 comprend un creux 6, ainsi qu'une paroi 7 d'épaisseur e. La poutre 2 est avantageusement profilée, de manière à simplifier son obtention, tout en conservant une structure suffisamment résistante aux sollicitations mécaniques qu'elle est amenée à subir. 10 [040] Selon le mode de réalisation représenté, la poutre 2 présente une section transversale de contour polygonal, définissant une pluralité de faces 8. Ainsi, tel que représenté figure 1 et figure 2, la poutre 2 définit une section rectangulaire, et présente quatre faces 8. [41] Selon d'autres modes de réalisation, non représentés, la poutre 2 15 présente une section transversale de contour extérieur circulaire. [42] La poutre 2 est destinée à être chargée, c'est-à-dire à subir un effort et/ou un couple prédéfini, formant un torseur correspondant à une configuration de chargement ou scénario de chargement prédéfini, un tel torseur étant dénommé par la suite torseur de chargement. Les 20 composantes du torseur sont connues, et sont la résultante des forces et la résultante des moments engendrées par la configuration de chargement. Le torseur s'exprime avantageusement dans le repère RO. [43] Selon le mode de réalisation représenté, le cordon 4 de soudure est disposé autour de la poutre 2, selon une forme de U, de manière à être en 25 contact avec trois faces 8. [44] Selon d'autres modes de réalisation, non représentés, le cordon 4 de soudure est disposé pour le cas d'une poutre polygonale sur deux faces 8. Dans de tels modes de réalisation, le cordon 4 de soudure est continu et présente avantageusement une forme de L. 30 [045] Selon d'autres modes de réalisation, non représentés, le cordon 4 de soudure est discontinu, le cordon 4 se présentant alors en deux parties, chacune des parties étant disposée sur une face 8, non adjacentes. [046] Selon d'autres modes de réalisation, non représentés, et dans le cas d'une poutre présentant une section polygonale, le cordon 4 de 35 soudure entoure toutes les faces 8 de la poutre 2, le cordon 4 de soudure. Ainsi, lorsque la poutre 2 présente une section rectangulaire, le cordon 4 de soudure présente une forme rectangulaire. 7 [47] Selon d'autres modes de réalisation, non représentés, dans le cas d'une poutre 2 à section circulaire, le cordon 4 de soudure entoure partiellement la poutre 2, et défini un arc d'angle prédéfini. [48] Selon d'autres modes de réalisation, non représentés, dans le cas 5 d'une poutre 2 à section circulaire, le cordon 4 de soudure entoure partiellement la poutre 2, et défini un arc d'angle prédéfini. [49] L'on se réfère à la figure 3 illustrant en détail la soudure entre la poutre 2 et la surface 3. [50] Le cordon 4 de soudure est agencé sur l'angle entre la paroi 7 de la 10 poutre 2 et la surface 1, et forme ainsi un cordon 4 de soudure d'angle. L'angle entre la paroi 7 et la surface 1 est droit. [51] Comme représenté sur la figure 3, le cordon 4 de soudure présente avantageusement une section modélisée en un triangle rectangle isocèle, et s'étend en profondeur en formant un prisme droit. Une telle 15 modélisation du cordon 4 de soudure facilite l'application de la théorie des poutres. [52] Le cordon définit une longueur a (dénommée apothème) entre le point de jonction de la poutre 2 et de la surface 1, et l'hypoténuse du triangle rectangle formé par le cordon 4 de soudure. 20 [053] En raison du chargement de la poutre 2, le cordon 4 de soudure subit des contraintes, qui s'expriment dans un plan de contrainte P, orthogonal au plan vertical et passant par l'apothème a. [54] Par rapport au plan de contrainte P, le cordon 4 de soudure est soumis aux contraintes suivantes : 25 - normales perpendiculaire à la direction d'extension du cordon cri, une contrainte normale de cisaillement parallèle TH et, une contrainte tangentielle de cisaillement orthogonale Tl. [55] Tel que représenté dans les exemples de réalisation, l'on affecte un angle p à la poutre 2, ce qui permet de simuler une orientation des efforts 30 subis par la poutre 2. [56] A partir d'un tel décalage angulaire, est défini un deuxième repère R1, orthogonal X1Y1Z1 formant un trièdre direct, comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir : - un axe X1, définissant une direction longitudinale, horizontale, 35 confondue avec la direction d'extension de la poutre 2, - un axe Y1, définissant une direction transversale, horizontale, qui 8 avec l'axe X1 définit un plan X1Y1 orienté de l'angle 13 avec la poutre 2, un axe Z1, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan X1Y1. 5 [057] L'on se réfère aux figures 4 et 5, représentant chacune un schéma synoptique, selon respectivement un premier et un deuxième mode de réalisation d'un procédé permettant l'optimisation de la dimension du cordon 4 de soudure. [58] Le procédé est destiné à être exécuté à l'aide d'un programme 10 enregistré sur une mémoire d'un support électronique, tel qu'un ordinateur, un serveur distant, un téléphone mobile, une tablette, ou une calculatrice programmable. [59] Le programme permettant l'exécution du procédé se présente par exemple sous la forme d'une application dédiée, installée sur un support 15 électronique. [60] Selon d'autres mises en oeuvre, le programme est une application exécutable à distance, par exemple à l'aide d'un navigateur internet, ce qui permet une exécution rapide, et une implémentation aisée à mettre en oeuvre, par exemple à l'aide d'un langage de programmation accessible tel 20 que le HTML. [61] Selon d'autres mises en oeuvre, le programme est une application mobile téléchargeable, ou une extension d'un programme de conception par ordinateur (CAO), ou de calcul de statique. [62] Avantageusement, le programme comprend une interface 25 graphique, permettant à l'utilisateur d'introduire des paramètres, et au programme d'afficher des informations, ou des résultats. [63] Une telle interface apparaît à l'utilisateur par l'intermédiaire d'un moyen d'affichage (non représenté), par exemple un écran, ou un afficheur électronique à cristaux liquides ou à LED. 30 [064] L'on se reporte à la figure 4, illustrant un premier mode de réalisation. Dans un tel premier mode de réalisation, le procédé permet de déterminer la contrainte subie par le cordon 4 de soudure en fonction d'un torseur de chargement de la poutre 2, et tient compte de la ZAT 5. Un tel premier mode de réalisation correspond par exemple au cas d'une poutre 35 en aluminium. [065] Dans une étape 100 d'introduction des torseurs de chargement, les différents torseurs de chargement de la poutre 2 sont avantageusement 9 saisis dans le programme, par exemple à l'aide de l'interface graphique. [66] Avantageusement, les données d'entrées comprennent pour chaque torseur de chargement, le torseur de chargement intégrant une résultante des efforts, et une résultante des moments, tous les deux 5 correspondant à une configuration de chargement, le torseur étant par exemple exprimé par rapport au repère RO. [67] Selon d'autres mises en oeuvre, les données d'entrée sont chargées à partir d'un autre programme ou application, par exemple un logiciel de CAO ou un logiciel de calcul par éléments finis. De cette manière, l'usage 10 d'une telle fonctionnalité facilite la mise en oeuvre du procédé, l'utilisateur n'ayant pas besoin d'introduire lui-même les torseurs de chargement. [68] Dans l'exemple de réalisation représenté, trois torseurs de chargement sont prévues. [69] Avantageusement, un plus grand nombre de torseurs de 15 chargement sont introduits, de manière à refléter la présence d'un plus grand nombre de configurations de chargement possibles. De cette façon, l'utilisateur gagne du temps, en évitant d'avoir à ré-exécuter le procédé pour chaque configuration de chargement. Un gain de temps est obtenu pour l'utilisateur. 20 [070] Dans les mises en oeuvre illustrées, une première configuration de chargement correspond à une charge répartie sur la poutre 2 de 200 daN/m2 selon une répartition linéique droite, modélisant par exemple l'effort créé par un plancher de 2.05mx0.57m, une deuxième configuration de chargement correspond à une charge concentrée de 100 daN, 25 modélisant la charge exercée par une plaque de 200 x 200 mm, et une troisième configuration qui définit une charge concentrée de 150 daN simulant la charge d'une plaque de 500 x 500 mm. [71] Une fois les torseurs de chargement introduits dans le programme, chacun des torseurs de chargement est affecté d'un coefficient de 30 sécurité prédéterminé, dans une étape 101 de pondération. Une telle étape permet de mettre la poutre pour chaque cas de charge dans un état limite ultime, c'est-à-dire juste avant la rupture de l'assemblage. [72] Dans l'exemple de réalisation, les actions mécaniques et moments ainsi pondérés s'expriment ainsi : Torseur de N, Ed, 0 Vy, Ed, 0 Vz, Ed, 0 T, Ed, 0 My, Ed, 0 Mz, Ed, 0 chargement 1 0 -0,20 0 0 0 -0,01 10 2 0 -0,09 0 0 0,01 0 3 0 -0,12 0 0 0,01 0 avec : N, Ed, 0, représentant l'effort selon XO Vy, Ed, 0 représentant l'effort selon YO Vz, Ed, 0 représentant l'effort selon ZO 5 T, Ed, 0 représentant le moment par rapport à l'axe XO My, Ed, 0 représentant le moment par rapport à l'axe YO Mz, Ed, 0 représentant le moment par rapport à l'axe ZO [73] Dans une étape 110 de paramétrage de l'assemblage 1, l'utilisateur entre dans le programme les données relatives à la géométrie et à la 10 constitution de l'assemblage 1. Autrement dit, l'utilisateur définit les paramètres permettant de déterminer la poutre 2 ainsi que le cordon 4 de soudure. [74] Selon le mode de réalisation représenté, l'étape 110 de paramétrage est réalisée par exemple par saisie des données au sein de 15 l'interface, qui comprend par exemple des champs de texte, et/ou par sélection dans des menus déroulant, ou des fenêtres. Une telle interface graphique est proche d'interfaces graphiques que l'utilisateur a l'habitude d'utiliser, comme l'interface graphique d'un système d'exploitation ou d'un logiciel de traitement de texte ou tableur. Ainsi, l'utilisation du 20 programme contribue à rendre accessible à un plus grand nombre d'utilisateur possible l'optimisation du dimensionnement du cordon 4 de soudure. [75] Selon les modes de réalisation représentés, les paramètres relatifs à la poutre 2 concernent les dimensions, la forme de la section profilée, 25 ainsi que le matériau. [76] Avantageusement, l'étape 110 de paramétrage de l'assemblage 1 comprend une étape 111 de sélection d'un type de poutre 2. Pendant une telle sélection, l'utilisateur sélectionne la forme du profilé de poutre 2 désiré, parmi une liste de profilés prédéfinis. 30 [077] Selon le mode de réalisation représenté, l'utilisateur sélectionne un profil polygonal creux, par exemple rectangulaire, mais dans d'autres modes de réalisation non représentés, le profil est un profil circulaire creux. [078] Avantageusement, lors de l'étape 110 de paramétrage, l'utilisateur 35 saisit les dimensions extérieures de la poutre 2 au sein de l'interface du 11 programme. Un tel dimensionnement est réalisé lors d'une étape 112 de saisie des dimensions de la poutre 2, comprise dans l'étape 110 de paramétrage de l'assemblage 1. [79] Avantageusement, l'étape 110 de paramétrage comprend une étape 5 113 de définition du matériau. Dans une telle étape, l'interface graphique offre la possibilité de choisir, le matériau de la poutre 2, par exemple un alliage d'aluminium, et avantageusement de préciser la nuance du matériau. [80] Les nuances de matériau sont avantageusement prédéfinies, par 10 exemple lors de la conception du programme ou lors d'un paramétrage préalable accessible à certains utilisateurs sélectionnés. [81] Avantageusement, la nuance est associée à des caractéristiques de résistance mécanique, telles que la limite élastique fo ou la limite à la rupture fu. 15 [082] Les paramètres d'entrées du cordon 4 de soudure concernent les dimensions, le matériau, et la disposition. [83] L'étape 110 de paramétrage de l'assemblage 1 comprend une étape de sélection d'une implantation du cordon 4 de soudure. [84] L'utilisateur sélectionne par exemple une soudure présente sur 20 trois faces 8 de la poutre, en U. [85] Dans d'autres mises en oeuvre, l'utilisateur sélectionne un cordon 4 de soudure disposé sur deux faces 8 de la poutre 2, de manière à conférer au cordon 4 de soudure une forme en L. [86] Selon d'autres modes de réalisations, l'utilisateur sélectionne un 25 cordon 4 de soudure en deux parties, chacune disposée de part et d'autre de la poutre 2. [87] Selon d'autres modes de réalisation, dans le cas de la sélection d'une poutre 2 présentant un profil circulaire, l'utilisateur sélectionne un cordon 4 de soudure disposé partiellement ou complètement sur le 30 périmètre de la poutre 2. [88] L'étape 110 de paramétrage comprend une étape de saisie d'au moins une dimension du cordon 4 de soudure. [89] L'utilisateur introduit dans l'interface de saisie l'apothème a du cordon 4 de soudure. 35 [090] Avantageusement, l'étape 110 de paramétrage de l'assemblage 1 comprend une étape de sélection d'un matériau du cordon 4 de soudure, permettant à l'utilisateur de choisir par ailleurs le métal d'apport 12 utilisé pour la réalisation du cordon 4 soudure, par exemple le MIG 5356. [91] Le métal d'apport est associée à plusieurs caractéristiques mécaniques, tels que la limite élastique dans la ZAT 5 dénommée fo, ZAT, la limite de rupture dans la ZAT 5, par exemple fu, ZAT, une valeur de 5 résistance caractéristique du matériau fw, ainsi que des coefficients de sécurité ymi et ym2, prédéfinis. [92] De telles caractéristiques du matériau sont préenregistrées et liées au matériau choisi, ce qui permet de limiter le nombre de paramètres à introduire. De cette façon, l'exécution du procédé est facilitée pour un 10 utilisateur. [93] Selon d'autres modes de réalisation, il est rendu possible aux utilisateurs d'accéder aux données relatives aux caractéristiques du matériau. Un tel accès est par exemple rendu possible par exemple par un menu, avantageusement, protégé par mot de passe. De cette manière, 15 seuls des utilisateurs ayant une autorisation ont la capacité de modifier les caractéristiques mécaniques des matériaux. [94] Avantageusement, une fois le paramétrage effectué, le programme récapitule les paramètres saisis dans l'interface, en présentant les résultats sous forme de tableau. De cette manière, la relecture pour 20 l'utilisateur est facilitée, et permettant le cas échéant la correction des informations saisies. L'utilisation du programme est ainsi facilitée. [95] Selon d'autres mises en oeuvre, l'utilisateur saisit les paramètres directement au sein du tableau récapitulatif, ce qui permet un gain de temps. 25 [096] Dans un exemple de réalisation, le moyen d'affichage affiche le tableau récapitulatif suivant, les paramètres introduits par l'utilisateur ayant été introduits dans la colonne « choix de l'utilisateur »: Paramètres Lettre Choix de l'utilisateur Unité Type de soudure L En U X Longueur de la poutre I 40 mm Largeur de la poutre e 20 mm Epaisseur du profilé a 1,5 Angle d'orientation R 0 Matériau Aluminium Nuance poutre AW 6106 T 6 -f0=220MPa Métal d'apport MIG 5356 13 [97] L'on décrit à présent les opérations effectuées lors de la réalisation d'une étape 120 de vérification du cordon 4 de soudure. [98] L'étape 120 de vérification comprend une étape 121 de détermination de la position du centre de gravité G du cordon 4 de 5 soudure. Les distances ainsi calculées sont exprimées par rapport au premier repère RO et au deuxième repère R1. [99] Dans l'exemple de réalisation illustré, la distance selon Y1 entre l'origine 0 et le centre de gravité, est la suivante: Y, G, R1= 0,0 mm [0100] Dans l'exemple de réalisation illustré, la distance selon Z1 10 entre l'origine 0 et le centre de gravité, est obtenue de la sorte a 2 (1+ 1 a 2V2) Z,G,R1 - ( + ) + 2 2,,/ (L + 21+ a.-\/) Z, G, R1 = -5,4 mm [0101] Dans l'exemple de réalisation illustré, la distance selon YO entre l'origine 0 et le centre de gravité, est : Y, G, RO= Y, G, R1 xcos[3-Z, G, R1 x sin = 0,0 mm [0102] Dans l'exemple de réalisation illustré, la distance selon ZO entre l'origine 0 et le centre de gravité, est obtenue de la sorte : Z, G, RO= Y, G, R1 X sin p Z, G, R1 x cos p = -5,4 mm 15 [0103] Dans une étape 122 de changement de point de référence, les efforts et moments liés aux torseurs de chargement, pondérés lors de l'étape 101, subissent avantageusement un changement de repère, de manière à être exprimés dans le deuxième repère R1. [0104] Dans l'exemple de réalisation, les formules pour effectuer 20 une telle étape 122 de changement de point de référence sont les suivantes : N, Ed, 1 = N, Ed, 0 Vy, Ed, 1 = Vy, Ed, 0 x cos + vz, Ed, 0 X sin p Vz, Ed, 1 = Vz, Ed, 0 x cos - Vy, Ed, 0 x sin p T, Ed, 1 = T, Ed, 0 - Vy, Ed, 0 x Z, G - Vz, Ed, 0 x Y, G My, Ed, 1 = (My, Ed, 0 - N, Ed, 0 x Z, G, RO) x cos p + (Mz, Ed, 0 N, Ed, 0 x Y, G, RO) x sin p Mz, Ed, 1 = (Mz, Ed, 0 - N, Ed, 0 x Y, G, RO) x cos p - (my, + N, Ed, 0 x Z, G, RO) x sin p [0105] En affectant les valeurs numériques aux formules ci-dessus, les valeurs numériques des composantes des torseurs de chargements exprimés en kN aux états limites ultimes sont : 14 Torseur de N, Ed, 1 Vy, Ed, 1 Vz, Ed, 1 T, Ed, 1 My, Ed, 1 Mz, Ed, 1 chargement 1 0 -0,2 -0,2 0 0 -0,01 2 0 -0,1 -0,6 0 0,01 0 3 0 -0,1 -0,6 0 0,01 0 [0106] Les calculs sont effectués par le programme, en utilisant des formules prédéfinies, obtenues par calcul intégral. De telles formules sont par exemple contenues dans les normes constructives Eurocodes. [0107] L'étape 120 de vérification d'un critère comprend une étape 123 de 5 calcul des aires et des moments d'inertie, une telle étape comprenant par exemple les opérations décrites ci-dessous. [0108] Dans l'exemple illustré, l'on détermine l'aire et les moments d'inertie au sein de la soudure. [0109] Ainsi, l'aire A,w du cordon 4 de soudure est calculée comme suit: (1, + 21+ a -\/)a A,w = 100 - 1,23 cm2 10 [0110] Le moment d'inertie I,x,w,G du cordon 4 de soudure autour de l'axe X1 est calculé de la manière suivante: ((L + 21+ a v) C1,3 I, X, w, G = 10000 3 - 4, 00 cm4 [0111] Le moment d'inertie I,y,w,G du cordon 4 de soudure autour de l'axe Y1 est calculé de la manière suivante: / (i + a yi , 2 1 , \ 2 2 \W 2 (1+ q X (,` ± --,= + Z,G,R1) + (1 + 21+ °VI) x (,1 ± ar ± Z,G,R1) a 3 2V2 ' 2V2 ' 2V2 1, y, w, G 1,y, w, G = 0,54 cml [0112] Le moment d'inertie I,z,w,G du cordon 4 de soudure autour de l'axe 15 Z1 est calculé de la manière suivante: (L a a a a I, z, w, G = 12 xx +2y h + + x 1000- 3,46 cm4 [0113] Dans une étape 124 de calcul des contraintes, les contraintes aux états limites ultimes subies par le cordon 4 de soudure sont déterminées, par application de formule de la théorie des poutres. [0114] Ainsi, dans l'exemple de réalisation, la contrainte de traction 20 normale ut est calculée comme suit : 10000 15 cri = My, Ed, 1 Mz, Ed, 1 Ned'1 + t, y, w, G I, z,w,G Vy,Ed,1 Vz,Ed,1 ( l+ \ID a ± Ned,1 A,w Z1+ Z,G, R1 Y1 A,w A,w 2 a e 2i/7 2+ la' I \ 6 VL [0115] Dans l'exemple de réalisation, la contrainte de cisaillement perpendiculaire est déterminée comme suit My, Ed, 1 Mz, Ed, 1 [Ned 1 IywG I, z, w G Vy,Ed,1 Vz,Ed,1 Ned, 1 A,w Z1 + Z, G, R1 Y1' + A,w + + A,w a = 1/7 [0116] Dans l'exemple de réalisation, la contrainte de cisaillement parallèle est déterminée comme suit : Vy,Ed,1 Vz,Ed,1 Ted,1 5// = A,w A,w I,x,w.G a [0117] Dans une étape 125 de comparaison dans le cordon 4 de soudure, les contraintes sont comparées aux valeurs limites admissibles, par exemple par l'intermédiaire du calcul de la contrainte de Von Mises. [0118] Dans l'exemple de réalisation, la contrainte de Van Mises est 10 déterminée comme suit: acomh = J012 + 3 X er12 + TH2) [0119] Par ailleurs, afin de donner un résultat directement compréhensible pour l'utilisateur, un taux de travail est calculé comme suit: fw Ym2 [0120] A la suite de l'étape 120 de vérification, le programme permet 15 d'obtenir les résultats suivants : Torseur de chargement Point de calcul dans RO Contraintes maximale dans le cordon de soudure (MPa) Taux de travail Position Y,0 (mm)Z,0 (mm) cy, T1 TH acomb 1 30 20,5 10,5 6,3 3,9 1,4 9,6 7 % 2 30 20,5 10,5 32,1 31,0 5,1 63,2 44 % e 2-Nfi 2+ Ia2 6 / cicumb taux de travail - 16 3 30 20,5 10,5 16,3 14,8 4,4 31,3 22 % [0121] Lors d'une étape 130 d'affichage, un tel tableau est par exemple affiché au sein de l'interface graphique, de manière à donner un aperçu visuel pour orienter les choix de conception du cordon 4 de soudure, et 5 montrer les configurations de chargement menant à la rupture de l'assemblage 1. [0122] Dans une étape 140 de sélection des configurations, une ou plusieurs configurations de chargement sont sélectionnées selon un critère permettant d'optimiser le dimensionnement. 10 [0123] Dans l'exemple de réalisation représenté, le taux de travail est sélectionné de manière à identifier la configuration de chargement pouvant servir de référence pour dimensionner le cordon 4 de soudure. [0124] Avantageusement, la configuration de chargement représentée est celle présentant le taux de travail le plus important, ce qui permet à 15 l'utilisateur d'adapter la conception du cordon 4 de soudure. De cette façon, la conception du cordon 4 de soudure est accélérée. [0125] Avantageusement, lorsque le taux de travail dépasse 100 %, le programme détecte la ruine de l'assemblage pour une configuration de chargement. Aussi, dans une phase de conception de l'assemblage, 20 l'utilisateur comprendra qu'il est nécessaire d'agir sur la forme de la soudure, ou bien les dimensions (en augmentant par exemple l'apothème a) pour obtenir un assemblage 1 présentant une résistance accrue. [0126] De cette façon, le procédé permet d'assister le concepteur dans la démarche d'optimisation du dimensionnement d'un cordon 4 de soudure, 25 l'utilisateur pouvant, par exemple, faire varier de proche en proche l'apothème a, de manière à approcher le plus possible la valeur du cas de charge de 100 %, ce qui permet d'optimiser par exemple l'épaisseur du cordon 4 de soudure. [0127] Afin de faciliter la conception de l'assemblage 1, lors d'une étape 30 150 de représentation, le programme permet l'affichage, par exemple sur un écran, d'une vue en coupe selon un plan transversal de la poutre, et de la contrainte combinée acomb. L'utilisateur bénéficie alors d'un aperçu de la répartition de la charge sur le cordon 4 de soudure, lui permettant d'optimiser par exemple la quantité de matière sur le cordon 4 de soudure. 35 [0128] L'on décrit à présent les opérations visant à calculer les contraintes dans la ZAT 5 en vue de déterminer le torseur dimensionnant 17 pour l'optimisation du cordon 4 de soudure. [0129] En utilisant les données introduites par l'utilisateur lors de l'étape 110 de paramétrage de l'assemblage 1, l'étape 120 de vérification comprend une étape 1230 de détermination de l'aire et des moments 5 d'inertie de la section profilée de la poutre 2. [0130] Dans l'exemple de réalisation représenté, l'aire A de la poutre 2 se détermine de la manière suivante: L xl- (L - 2e)(1- 2e) A 100 - 1,71 cm2 [0131] Dans l'exemple de réalisation représenté, le moment d'inertie I,x,0 de la poutre 2 autour de l'axe XO est calculé de la manière suivante: 2 x (L - e)2 x (1- e)2 x e (L - e) + (1 I, x, 0 = = 2,67 G11/4 10000 10 [0132] Le moment d'inertie I,y,0 de la poutre 2 autour de l'axe YO est calculé de la manière suivante: 1 x - (1- 2e) x(L- 2e)3 12 Ly, 0 = 10000 = 3,49 cm4 [0133] Le moment d'inertie I,z,0 de la poutre 2 autour de l'axe ZO est calculé de la manière suivante: Lx13-(L-2e)x(1-2e)3 12 I,z,0 = 10000 - 1,15 cm4 [0134] L'étape 120 de vérification d'un critère de rupture comprend une 15 étape 1240 de calcul des contraintes dans le cordon 4 de soudure, les contraintes normales et tangentielles se calculant respectivement de la manière suivante : My, Ed, 0 Mz, Ed, 0 N, Ed,0 I, y,0 1,z, 0 G = A Z1 Y1 T,Ed,0 2 T,Ed,0 N , Ed,0 I x, p Vz,Ed,0 1,x,0 a - Afa - e)x (L + e))2 (L - e) x (L + e) A (L+1-2e J L +1- 2e) [0135] Dans une étape 1250 de comparaison, les contraintes sont comparées aux valeurs limites admissibles, par exemple par 20 l'intermédiaire du calcul de la contrainte de Von Mises, et le taux de travail. [0136] Dans l'exemple de réalisation, la contrainte de Van Mises est 18 déterminée comme suit: OEcomb = jat2 + 3 X (T12 + -c/72) [0137] Par ailleurs, afin de donner un résultat directement compréhensible pour l'utilisateur, un taux de travail est calculé comme suit: fw YM2 5 [0138] Avantageusement, l'étape 1250 de comparaison des contraintes dans la poutre 2 au niveau de la ZAT 5 donne les valeurs numériques exprimées dans le tableau suivant: Torseur de Point de calcul dans RO Contraintes maximale Contrainte admissible Taux chargement dans le cordon de soudure de (MPa) travail Position Y,0 Z,0 Cri TI t11 fu,ZAT/ym2 (mm) (mm) 1 240 -10,0 -20,0 -6,1 3,0 8,0 128 7 % 2 240 -10,0 -20,0 -10,7 4,5 13,3 128 44 3 240 -10,0 -20,0 -7,1 4,3 10,4 128 22 % [0139] Ainsi, les étapes allant de l'étape 1230 de détermination de l'aire 10 et des moments du cordon de soudure à l'étape 1250 de comparaison dans la poutre 2 sont avantageusement effectuées simultanément, ou en parallèle des étapes allant de l'étape 121 de détermination de la position du centre de gravité G du cordon 4 de soudure, à l'étape 125 de comparaison au sein du cordon 4 de soudure. 15 [0140] De manière avantageuse, les résultats sont affichés par exemple sous forme de tableau par le moyen d'affichage dans l'étape 130 d'affichage, indiquant à l'utilisateur le torseur de chargement et la configuration de chargement aboutissant à la rupture de l'assemblage 1, et permettant le cas échéant d'adapter en conséquence les dimensions du 20 cordon 4 de soudure. [0141] Avantageusement, lors de l'étape 140 de sélection, la configuration de chargement est mise en évidence, permet de donner instantanément à l'utilisateur le torseur de chargement dimensionnant. [0142] Aussi, dans le premier mode de réalisation, l'utilisateur dispose 25 par exemple de deux tableaux différents, mettant en évidence les différents torseurs dimensionnant en fonction des contraintes s'exerçant taux de travail = Gcomb 19 respectivement dans le cordon 4 de soudure, et de la ZAT 5. [0143] De cette manière, l'utilisateur adapte avantageusement le mode de soudure, ou la nuance utilisée pour réaliser le cordon 4 de soudure. [0144] L'on se réfère à la figure 5 illustrant un deuxième mode de 5 réalisation du programme, permettant l'optimisation d'un cordon 4 de soudure et d'une poutre 2 avantageusement réalisée en acier. [0145] Dans un tel deuxième mode de réalisation, les contraintes liées à la chauffe de la poutre 2 lors de la disposition du cordon 4 de soudure, au sein de la ZAT 5 ne sont pas prises en considération, seules sont 10 considérées les contraintes liées au cordon 4 de soudure. Autrement dit, le procédé mis en oeuvre ne comprend pas l'étape 1230 de détermination de l'aire et des moments d'inertie de la section profilée de la poutre 2 à l'étape, ni l'étape une étape 1240 de calcul des contraintes transversales et longitudinales au sein de la ZAT 5, ni l'étape 1250 de comparaison. 15 [0146] La démarche permettant de déterminer les contraintes s'applique de manière identique dans le deuxième mode de réalisation, à la différence que les formules de mécaniques statiques, lors de l'étape 120 de vérification des contraintes, sont des formules adaptées à l'acier, et les paramètres propres à la nuance d'acier sélectionnée par l'utilisateur. 20 [0147] Autrement dit, le procédé selon le deuxième mode de réalisation comprend avantageusement une étape d'introduction des différentes configurations de chargement, une étape 110 de paramétrage de l'assemblage 1. [0148] Une telle étape 110 de paramétrage de l'assemblage 1 comprend 25 par exemple une étape 111 de sélection dans l'interface d'un type poutre parmi une liste de poutre prédéterminée, et/ou une étape 112 de saisie des dimensions de la poutre 2, et/ou une étape 113 de définition du matériau, et/ou une étape 114 de sélection d'implantation du cordon 4 de soudure, et/ou une étape 115 de saisie des dimensions du cordon 4 de 30 soudure. [0149] L'étape 120 de vérification comprend une étape 121 de détermination de la position du centre de gravité G du cordon 4 de soudure. Les distances ainsi calculées sont exprimées par rapport au premier repère RO et au deuxième repère R1. 35 [0150] Dans une étape 122 de changement de point de référence, les efforts et moments liés aux torseurs de chargement, pondérés lors de l'étape 101, subissent avantageusement un changement de repère, de 20 manière à être exprimés dans le deuxième repère R1. [0151] Les calculs sont effectués par le programme, en utilisant des formules prédéfinies, obtenues par calcul intégral. De telles formules sont par exemple contenues dans les normes constructives Eurocodes. 5 [0152] L'étape 120 de vérification d'un critère comprend par exemple une étape 123 de calcul des aires et des moments d'inertie, une telle étape comprenant par exemple les opérations décrites ci-dessous. [0153] Dans une étape 124 de calcul des contraintes, les contraintes aux états limites ultimes subies par le cordon 4 de soudure sont déterminées, 10 par application de formule de la théorie des poutres. [0154] Dans une étape 125 de comparaison dans le cordon 4 de soudure, les contraintes sont comparées aux valeurs limites admissibles, par exemple par l'intermédiaire du calcul de la contrainte de Von Mises. [0155] A la suite de l'étape 120 de vérification, le programme permet 15 d'obtenir un tableau de résultats, permettant de mettre en évidence les contraintes en fonction des torseurs dimensionnant. [0156] Lors d'une étape 130 d'affichage, un tel tableau est par exemple affiché au sein de l'interface graphique, de manière à donner un aperçu visuel pour orienter les choix de conception du cordon 4 de soudure, et 20 montrer les configurations de chargement menant à la rupture de l'assemblage 1. [0157] Dans une étape 140 de sélection des configurations, une ou plusieurs configurations de chargement sont sélectionnées selon un critère permettant d'optimiser le dimensionnement. 25 [0158] Le programme permet avantageusement l'exécution du procédé selon le premier mode de réalisation et le deuxième mode de réalisation. Dans une telle perspective, l'interface graphique comprend par exemple un onglet destiné à la réalisation du procédé pour l'optimisation du cordon 4 de soudure pour une poutre 2 en aluminium, et un autre onglet 30 permettant l'exécution du programme dans le cas d'une poutre 2 en acier. [0159] Afin de faciliter la conception de l'assemblage 1, lors d'une étape 150 de représentation, le programme permet l'affichage, par exemple sur un écran, d'une vue en coupe selon un plan transversal de la poutre, et de la contrainte combinée cr.b. L'utilisateur bénéficie alors d'un aperçu de 35 la répartition de la charge sur le cordon 4 de soudure, lui permettant d'optimiser par exemple la quantité de matière sur le cordon 4 de soudure. [0160] Communément aux modes de réalisation décrits, le procédé et le 21 programme décrits ci-dessus trouvent une application particulière dans le domaine de la soudure pour des assemblages de pièces mécaniques destinées à être intégrés dans des dispositifs d'accès en hauteur, tels que des échafaudages, plateforme individuelle roulante, échelles, escabeaux 5 ou marchepieds. [0161] Ainsi, dans de telles applications, des cordons 4 de soudure peuvent être dimensionnés et optimisés en amont de la phase fabrication, tout en respectant les contraintes normatives définies par exemple dans les normes Eurocodes. 10 [0162] Les données numériques fournies dans la description ci-dessus sont appliquées aux modes de réalisation décrits, et ne sont en aucun cas limitatives. [0163] Le procédé d'optimisation du dimensionnement du cordon 4 de soudure, et le programme mettant en oeuvre le procédé offrent notamment 15 les avantages suivants: le programme est facile d'utilisation, et nécessite un nombre limité de paramètres à saisir, le programme permet de délivrer une information directement exploitable pour la conception mécanique de la soudure, 20 le programme permet de tenir compte de différentes formes de cordon 4 de soudure différentes, et d'une variété importante de formes de poutre, le programme trouvant une application dans un grand nombre d'applications mécaniques, le procédé ne met en oeuvre qu'un nombre réduit d'étapes, et ne 25 nécessite pour être exécuté qu'un nombre limité de paramètres d'entrée, ce qui facilite son utilisation, le programme est simple, nécessite une faible mémoire de stockage et une puissance de calcul relativement réduite, permettant le stockage et l'exécution du programme sur des supports mobiles, REVENDICATIONS1. Procédé d'optimisation de la dimension d'un cordon (4) de soudure mis en oeuvre à l'aide d'un moyen informatique comprenant un moyen d'affichage, le cordon (4) de soudure solidarisant une surface (3) s'étendant dans un plan transversal à une poutre (2) s'étendant le long d'un axe longitudinal pour former un assemblage (1), le cordon (4) de soudure étant disposé dans un angle défini entre la poutre (2) et la surface (3), la poutre (2) étant destinée à être soumise à différents torseurs de chargement prédéterminés chacun correspondant à une configuration de chargement prédéfinie, le procédé comprenant : - une étape (1 0 0) d'introduction des torseurs de chargement dans une interface graphique, une étape (110) de paramétrage de l'assemblage (1), une étape (120) de vérification des contraintes au sein de 15 l'assemblage (1) par rapport à un critère de rupture prédéfini de l'assemblage (1), une étape (130) d'affichage sur l'interface graphique des résultats de vérification des contraintes au sein de l'assemblage (1), une étape (140) de sélection d'une configuration de chargement à 20 considérer pour le dimensionnement du cordon (4) de soudure. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape (1 1 0) de paramétrage de l'assemblage (1) comprend: une étape (111) de sélection dans l'interface d'un type de poutre 25 parmi une liste de poutres prédéterminées, - une étape (112) de saisie des dimensions de la poutre (2). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (110) de paramétrage de l'assemblage (1) 30 comprend: une étape (114) de sélection d'une implantation du cordon (4) de soudure parmi une liste d'implantation prédéterminée. - une étape (115) de saisie d'une dimension du cordon (4) de soudure. 35 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l'étape (100) d'introduction des différentes 23 torseurs de chargement, les torseurs de chargement sont saisis directement par l'utilisateur lui-même, ou sont reçus à partir d'une application tierce. 5 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un critère de rupture de l'assemblage (1) pris en compte dans l'étape (120) de vérification des contraintes est une contrainte maximale dans le cordon (4) de soudure, une contrainte combinée (a comb) basée sur le critère de Von Mises, ou le rapport entre la 10 contrainte maximale et la contrainte combinée (acomb) dans le cordon (4) de soudure. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (120) de vérification comprend : une étape (121) de détermination du centre de gravité (G) du cordon (4) de soudure, une étape (122) de changement de point de référence des efforts et des moments subis par la poutre au centre de gravité dans un repère local lié au cordon (4) de soudure, une étape de détermination (123) de l'aire (A, w) et des moments d'inertie selon un plan transversal de la section du cordon (4) de soudure. une étape (124) de calcul des contraintes au sein du cordon (4) de soudure. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (120) de vérification comprend : une étape de détermination (1230) de l'aire (A, w) et des moments d'inertie selon un plan transversal de la poutre (2), une étape (1240) de calcul des contraintes transversales et longitudinales au sein d'une ZAT (5) de la poutre (2). 8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un critère de rupture de l'assemblage (1) pris en compte dans l'étape de l'étape (120) de calcul d'un critère de rupture de l'assemblage comprend une contrainte maximale dans la ZAT (5), une contrainte combinée (acomb) basée sur le critère de Von Mises, ou le rapport entre la contrainte maximale et la contrainte combinée (acomb) dans la ZAT (5). 24 9. Produit programme d'ordinateur apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.