La construction navale fait partie des secteurs industriels français, où les besoins en termes de soudage sont importants et, surtout, différents des autres secteurs. On peut résumer cette différence par le fait de souder dans le produit que l’on assemble. Cela implique donc un fort développement de solutions contribuant à la santé quotidienne des soudeurs. Telles que métaux d’apport générant très peu de composés nocifs dans les fumées de soudage, des équipements légers et facilement transportables, des chariots autonomes…
La France a cette particularité que son industrie repose sur un large éventail de secteurs. Si l’automobile, le pétrole et le gaz, l’énergie, le ferroviaire, la construction et les infrastructures, le nucléaire civil et l’aéronautique font partie des moteurs industriels sur le territoire hexagonal, il ne faut pas sous-estimer la construction navale avec les fleurons français au rayonnement international que sont les Chantiers de l’Atlantique (anciennement STX France), pour les navires de croisières, et Naval Group dans le domaine militaire.
« La construction navale concerne effectivement les chantiers de navires civils et militaires (y compris les sous-marins), la maintenance navale, qui rencontre les mêmes problématiques, et les installations offshore. Ce secteur industriel est donc un acteur important du soudage en France avec les deux géants et un grand nombre de chantiers de plus petites tailles, mais tout aussi dynamiques », constate Damien Cupif, directeur grands comptes industrie de Gys.
Ce que confirme Guillain Hardy, responsable des segments transports, Yellow Goods et énergie, et ingénieur soudeur chez Fronius France : « Le secteur de la construction navale regroupe environ 250 entreprises françaises, de taille plus ou moins importante, comme les chantiers navals Merré (dragage) et Ocea (bâtiments militaires et bateaux en aluminium…), sur la côte atlantique, Construction mécanique de Normandie (CMN), des chantiers dédiés à la réparation fluviale, dans les terres. » Ou encore les chantiers Piriou, situés en Bretagne, et Gaztransport & Technigaz (GTT) qui est une PME détenant des brevets pour la conception de méthaniers.
On trouve ainsi un catalogue étoffé de types de navires, à savoir des paquebots de luxe, des frégates de défense et d’intervention, des yachts, des bateaux de pêche (chalutiers, crevettiers, thoniers…), des patrouilleurs pour garde-côtes, des navettes de transport, des péniches, des remorqueurs… « Mais la construction de porte-conteneurs, elle, a quitté l’Europe et se fait aujourd’hui en Asie, et quelques sociétés s’appuient sur un modèle économique avec des chantiers à l’étranger pour pouvoir rester compétitifs. Après des périodes difficiles, le marché français se porte mieux, les Chantiers de l’Atlantique et Naval Group ayant un carnet de commandes plein », se réjouit David Lecointre, responsable des grands comptes chez voestalpine Böhler Welding France.
Des conditions de travail hors normes pour les soudeurs
Compte tenu des produits fabriqués, le soudage dans le domaine de la construction navale présente plusieurs particularités technologiques et organisationnelles (lire encadré). Il faut déjà rappeler que, par ses dimensions, un navire ne se construit pas « à plat » sur un établi. Les soudeurs doivent intervenir au sein même de la structure pour réaliser l’ensemble des opérations d’assemblage, et l’on parle, ici, de pièces à souder dont les longueurs peuvent atteindre des dizaines de mètres de long, voire même plus.
Par exemple, le paquebot de croisière Utopia of the Seas, qui a été livré par les Chantiers de l’Atlantique en 2024, affiche une longueur de 361,1 m et un maître-bau (largeur maximale) de 66 m, ce qui lui permet d’accueillir 7 060 passagers et 2 300 membres d’équipage sur 20 ponts. Les contraintes principales sont donc le soudage en position (verticale montante ou descendante, au plafond), indispensable lorsque les éléments du navire sont déjà positionnés en cale sèche, et le soudage dans des espaces exigus et confinés.
« La construction navale métallique, à savoir les plus gros navires, repose encore, en grande majorité, sur l’acier (jusqu’à S355), la protection contre la corrosion étant faite par la peinture. Il y a aussi des navires en aluminium (en général, la série 5000) – ce sont les navires de plus petite taille – , ce métal assurant un gain de masse important et une protection naturelle contre la corrosion. Et il existe enfin des structures mixtes, avec de l’acier pour la coque et de l’aluminium pour les superstructures hautes permettant ainsi d’améliorer la stabilité du navire », explique Damien Cupif (Gys). Pour Guillain Hardy (Fronius France), « il y a de plus en plus de constructions en acier à haute limite élastique (HLE). Ce type d’aciers permet de réduire les épaisseurs, donc, de rendre les bateaux plus légers, moins consommateurs de carburant, etc. »
Du côté du soudage, la technique la plus utilisée en construction navale est le soudage MAG (procédés 135, 136 et 138) sur l’acier. « Sur les gros navires, le procédé à fil fourré (136), largement déployé, offre une gestion monoparamètre (la vitesse du fil) et une mise en œuvre dans toutes les positions [surtout en verticale montante, NDR]. On rencontre également le soudage à électrode enrobée pour les coques de sous-marins et le procédé TIG pour les tuyauteries », précise Damien Cupif (Gys). David Lecointre (voestalpine Böhler Welding France) constate, pour sa part, que « des procédés se développent dans la construction navale depuis une dizaine d’années. Les Chantiers de l’Atlantique, par exemple, se sont équipés du soudage laser hybride pour assembler des panneaux ». Et il ne faut pas oublier le procédé MIG sur l’aluminium.
Des consommables de soudage améliorés
En ce qui concerne les matériaux, les personnes interrogées mettent en avant plusieurs évolutions. La technologie mise en œuvre pendant longtemps dans les fils fourrés fut le feuillard, mais on voit aujourd’hui de plus en plus souvent la technologie tubulaire utilisée en construction navale. « Les fils fourrés tubulaires existent depuis des décennies et étaient plutôt réservés à des activité à forte valeur ajoutée, ce qui n’est pas le cas de la construction navale, caractérisée par de gros volumes et, donc, la recherche de prix bas. Mais la situation a changé et les chantiers navals recherchent maintenant plus le qualitatif que le coût. Les fils fourrés tubulaires, qui sont complètement étanches, évitent, eux, les reprises d’hydrogène et assurent un dévidage beaucoup plus régulier », explique David Lecointre.
Les métaux d’apport font l’objet d’autres développements de la part des fabricants, en particulier des améliorations portant sur la sécurité. « Nous avons lancé les fils fourrés FOXcore Guard qui réduisent jusqu’à 90 % la présence de chrome hexavalent – le Cr VI est un composé cancérigène – dans les fumées de soudage des aciers inoxydables », indique David Lecointre. Cela concerne également le manganèse (Mn), parce que des études ont montré que l’élément nocif dans les fumées de soudage est le manganèse. Toute la difficulté pour les fabricants est de trouver le bon compromis entre, d’une part, l’obtention de fumées moins nocives et, d’autre part, la conservation des caractéristiques mécaniques et de la soudabilité des consommables.
Si d’autres secteurs industriels sont forcément intéressés par l’utilisation de métaux d’apport réduisant significativement la présence de composés dangereux dans les fumées de soudage, la construction navale l’est tout particulièrement de par une différence notable avec ces autres secteurs. S’il est possible de protéger le soudeur grâce à l’emploi de torches aspirantes et d’équipements de protection individuels (EPI) tels que des cagoules ventilées et des chaussures avec coque en cuir, la mise en place d’une protection collective (hottes aspirantes, par exemple) est beaucoup plus complexe.
Mais, pour Guillain Hardy (Fronius France), « un chantier naval est un ensemble de halls immenses, certes difficiles à protéger, mais suffisamment grands pour qu’un brassage de l’air ambiant se fasse naturellement (des structures ouvertes aux quatre vents). Donc la protection des personnels travaillant à proximité des soudeurs, tels que les opérateurs qui meulent, qui tirent des câbles, etc., devient moins critique ». Surtout si l’on parvient à faire en sorte que les fumées de soudage soient en moins grande quantité et les moins nocives possibles.
Des équipements toujours plus légers et compacts
Soudeur étant un métier difficile physiquement, notamment sur les chantiers navals, industriels et fabricants se doivent de le rendre le moins pénible possible. La bonne santé des soudeurs passe non seulement par une protection vis-à-vis des fumées de soudage nocives, mais aussi par des matériels adaptés aux conditions de travail particulières à la construction navale. « Les chantiers navals travaillent de plus en plus, notamment pour les gros bateaux, avec des modules pré-assemblés (un module de dimensions de 10 x 10 m correspondant à trois étages, par exemple) et qui seront positionnés dans la coque à l’aide de grues avant d’être soudés », cite, comme exemple, Guillain Hardy (Fronius France).
Cela requiert des matériels de soudage compacts et légers, que les soudeurs peuvent déplacer facilement au plus près de l’endroit où ils doivent intervenir, ce qui impose de se déplacer dans un véritable dédale, de se faufiler dans des trous d’homme, de travailler dans des endroits exigus sans être gêner dans leur gestuelle, etc. « Un générateur peut peser une cinquantaine de kilogrammes, selon les configurations, et un dévidoir, au moins une vingtaine de kilos. On a donc forcément du mal à déplacer ces éléments au sein même de la structure d’un navire. C’est la raison pour laquelle nous avons développé, il y a trois ans, le dévidoir FlexDrive, suite à la demande d’un chantier naval qui recherchait une solution flexible et facilement transportable », indique Guillain Hardy.
Ce dévidoir secondaire ne pèse que 4,4 kg, ou 10,1 kg avec cage et roulettes, pour des dimensions respectives de 404 x 104 x 128 mm et 736 x 303,5 x 235 mm, donc adaptées à un trou d’homme. Avec ce produit, le soudeur est en mesure d’augmenter son rayon de travail jusqu’à 25 m pour souder à plat ou en verticale montante (dans des fosses, par exemple), et ce sans avoir à déplacer le dévidoir principal et le générateur.
Les générateurs, eux aussi, passent par un régime afin d’être plus légers et compacts, et, donc, de pouvoir être transportés plus facilement par les soudeurs sur le chantier naval. On peut ainsi mentionner les modèles Renegade Volt ES 200i (dimensions de 480 x 220 x 485 mm et masse de 17 kg avec batterie ; voir n°459 de Soudage & Techniques connexes) d’Esab, AccuPocket 150/400 (435 x 160 x 310 mm et 10,9 kg avec batterie) de Fronius, Uranos 1500 (260 x 120 x 190 mm et 2,6 kg) de voestalpine Böhler Welding…
La question peut se poser de savoir si la puissance disponible avec un modèle plus compact est suffisante. Pour Guillain Hardy, « comme on n’a pas besoin de générateurs délivrant des puissances très grandes – des courants de 300 à 400 A suffisent, alors que l’on peut monter jusqu’à 600 A – , nous proposons depuis une dizaine d’années les générateurs sur batteries AccuPocket. Même s’ils ne permettent de faire que de petits cordons, l’autonomie n’étant pas illimitée, ces générateurs permettent d’intervenir beaucoup plus rapidement pour réaliser des cordons oubliés ou pour une réparation. Nous prévoyons de sortir un nouveau modèle avec une capacité de batteries doublée par rapport à celle des modèles existants ».
Mécaniser et robotiser le soudage sont complexes à faire
L’automatisation du soudage est un autre axe de développement permettant de réduire la pénibilité du métier de soudeur, comme dans bien d’autres secteurs industriels d’ailleurs. « Les progrès apportés à la mécanisation et à la robotisation des opérations de soudage de pièces de grandes longueurs et peu complexes ont surtout permis des gains importants en termes de productivité et de qualité. La productivité est un enjeu majeur car il faut pouvoir produire les navires avec de meilleurs délais pour tenir les carnets de commandes et être plus compétitif que la concurrence mondiale », évoque Damien Cupif (Gys).
En termes de qualité, il faut maîtriser celle des soudures et, de plus en plus, les tracer en gage de bonne exécution des procédures. « Nous avons ainsi développé un mode “Traçabilité” efficace et efficient dans nos générateurs industriels. Ce mode est facile à utiliser en production et permet de collecter facilement un ensemble de données exploitables sur le soudage », poursuit Damien Cupif. David Lecointre (voestalpine Böhler Welding France) confirme que la productivité est le maître-mot en matière de soudage, en ajoutant qu’« ’il s’agit également de rendre le métier de soudeur plus attrayant pour les jeunes, en particulier dans un contexte de pénurie de personnels formés et compétents».
Mais là aussi, la construction navale se différencie des autres secteurs. De par les contraintes inhérentes à cette industrie (pièces quasiment uniques, de très grandes dimensions…), mécaniser ou robotiser le soudage – des solutions capables, automatiquement, de suivre la jonction entre pièces et de réaliser le cordon de soudure – reste encore compliqué à mettre en œuvre. « Contrairement aux secteurs du ferroviaire ou des engins de construction, par exemple, où le soudage de pièces de grandes dimensions est robotisable, en construction navale, les structures sont tellement grandes que c’est le robot qui doit s’adapter », insiste Guillain Hardy (Fronius France).
Parmi les solutions déjà déployées sur les chantiers navals, on trouve de petits chariots autonomes (sans suivi de joints) faciles à transporter et à mettre en place et des chariots automatisés installés sur les flancs du navire, grâce à des aimants ou des ventouses, et pouvant souder au plafond ou dans des angles. « Mais la difficulté est toujours de savoir jusqu’où aller dans la mécanisation, c’est-à-dire dans quel cas le soudage est fait le plus rapidement par un soudeur ou par un robot. S’il faut une heure pour amener le robot là où l’on a besoin d’intervenir et une heure pour le programmer, ce n’est pas rentable », pointe David Lecointre (voestalpine Böhler Welding France).
Les chantiers navals, les intégrateurs, les entreprises, etc. cherchent, notamment, quand cela est possible, comment mettre en œuvre la cobotique, même si cela n’est pas plus facile, non plus. Pour tous les acteurs, la robotique et la cobotique prendront leur essor dans les années à venir dans le domaine du soudage. « Dans le contexte politico-économique actuel, la construction navale devrait encore se développer et nous devrons être présents pour l’accompagner dans ses évolutions », conclut Damien Cupif (Gys).
Cédric Lardière
Une forte demande de main-d’œuvre
Dans le domaine du soudage, la construction navale se distingue des autres secteurs industriels par une autre particularité. « Les chantiers navals ont besoin de nombreux soudeurs, pour fabriquer un paquebot par exemple, mais pas de façon continue. La demande se caractérise par des pics, où la demande de main d’œuvre est très forte, puis des périodes durant lesquelles il y a besoin de beaucoup moins de soudeurs. Il est donc difficile pour les responsables de gérer cette charge de travail », explique David Lecointre, responsable des grands comptes chez voestalpine Böhler Welding France. Les acteurs de la construction navale ont ainsi été les premiers à avoir fait appel à de la main d’œuvre étrangère, des soudeurs polonais au début, pour répondre à leurs défis de compétitivité, de productivité et de rentabilité. Les carnets de commandes sont remplis depuis plusieurs années, signe que le secteur se porte bien en termes d’activité. « Mais ces acteurs ont besoin de souplesse au niveau du personnel, d’autant plus qu’il manque énormément de soudeurs. S’il y a un domaine où la pénurie de soudeurs est un problème, c’est bien dans la construction navale », regrette David Lecointre.
