Qu’il s’agisse d’un emmanchement de précision, d’une opération de rivetage, de clinchage ou de sertissage, la presse industrielle sur mesure est l’équipement incontournable pour exercer un effort contrôlé, répétable et sécurisé sur votre pièce. Notre bureau d’études mécanique, implanté au nord de Nantes, conçoit, calcule et fabrique des presses pneumatiques, oléopneumatiques et électriques sur mesure pour l’industrie — en intégrant dès la conception la chaîne de sécurité complète, l’analyse de risques et la mise en conformité CE.
Nous couvrons l’ensemble du projet : dimensionnement de la structure et du col de cygne, gestion de la flèche, choix et calcul des actionneurs, intégration des éléments de sécurité (barrières immatérielles, électrovannes de sécurité, bloqueurs de tiges), étude SISTEMA et constitution du dossier CE.
Les trois technologies de presse industrielle sur mesure
Le choix de la technologie d’actionnement d’une presse conditonne ses performances en termes d’effort, de précision, de vitesse et de contrôle. Selon votre application, votre cadence et vos exigences de traçabilité, nous dimensionnons la solution la plus adaptée parmi trois technologies.
La presse pneumatique
La presse pneumatique utilise l’air comprimé comme source d’énergie pour générer l’effort de pressage via un vérin simple ou double effet. C’est la technologie la plus répandue dans les ateliers industriels pour les efforts faibles à moyens (de quelques dizaines de newtons à environ 50 kN selon le diamètre du vérin et la pression d’alimentation).
Avantages de la presse pneumatique :
Simplicité de mise en œuvre et coût d’investissement maîtrisé.
Vitesse d’approche rapide — idéale pour les cadences de production élevées.
Entretien facile et robustesse éprouvée dans les environnements industriels.
Utilisation de l’air comprimé déjà disponible dans la majorité des ateliers.
Effort réglable simplement par régulation de la pression d’alimentation.
Limites de la presse pneumatique :
L’effort n’est pas constant en fin de course : la compressibilité de l’air entraîne une variation d’effort difficile à contrôler précisément.
Faible précision de contrôle de l’effort en temps réel sans capteur de force dédié.
Effort limité par la pression réseau disponible (généralement 6 à 8 bar).
Applications typiques : emmanchement de joints, de bagues ou de roulements à faible effort, clippage, sertissage léger, pressage de goupilles, rivetage de petites pièces.
La presse oléopneumatique
La presse oléopneumatique combine un circuit pneumatique et un circuit hydraulique dans un même actionneur. L’air comprimé alimente un premier étage qui génère une montée en pression rapide de l’huile dans un second étage hydraulique multiplicateur. Cette technologie permet d’atteindre des efforts bien supérieurs à la presse pneumatique classique — de 20 kN à plusieurs centaines de kN — tout en conservant la simplicité de raccordement à l’air comprimé existant.
Avantages de la presse oléopneumatique :
Effort élevé accessible sans centrale hydraulique dédiée : l’alimentation reste l’air comprimé standard de l’atelier.
Effort constant et reproductible en fin de course grâce à l’incompressibilité de l’huile.
Vitesse d’approche rapide (phase pneumatique) suivie d’une phase de pressage lente et puissante (phase hydraulique) — idéal pour protéger les pièces fragiles.
Encombrement réduit comparé à une installation hydraulique classique.
Limites de la presse oléopneumatique :
Entretien plus complexe que la presse purement pneumatique (niveau d’huile, étanchéité).
Contrôle de l’effort en temps réel nécessite l’ajout d’un capteur de pression ou de force.
Moins adapté aux applications nécessitant un contrôle très fin de la position de la tige.
Applications typiques : emmanchement de roulements à interférence, rivetage structurel, clinchage de tôles, sertissage de raccords haute pression, pressage de clavettes et d’arbres.
La presse électrique (servopresse)
La presse électrique — ou servopresse — utilise un servomoteur couplé à une vis à billes ou à un réducteur pour générer et contrôler l’effort de pressage. C’est la technologie la plus précise et la plus versatile des trois.
Avantages de la presse électrique :
Contrôle précis de l’effort, de la position et de la vitesse tout au long de la course — via un asservissement en temps réel.
Traçabilité complète : enregistrement de la courbe effort/déplacement pour chaque cycle, indispensable dans les secteurs automobile, médical et aéronautique.
Profils de pressage programmables : vitesse variable, paliers de force, détection de signature de pressage anormale.
Absence de fluide (air, huile) — propreté maximale, adaptée aux salles blanches.
Consommation d’énergie optimisée — le moteur ne consomme que l’énergie nécessaire à l’effort réel.
Répétabilité de position au centième de millimètre.
Limites de la presse électrique :
Coût d’investissement plus élevé que les solutions pneumatiques et oléopneumatiques.
Vitesse d’approche généralement inférieure aux presses pneumatiques pour les grandes courses.
Maintenance plus technique (électronique de puissance, asservissement).
Applications typiques : emmanchement avec contrôle de courbe effort/déplacement, rivetage de précision, assemblage de composants médicaux ou automobiles avec exigence de traçabilité, clinchage sur pièces à tolérances serrées.
Tableau comparatif des trois technologies de presse
| Critère | Pneumatique | Oléopneumatique | Électrique |
|---|---|---|---|
| Plage d’effort typique | Jusqu’à ~50 kN | 20 kN à 300+ kN | 1 kN à 200+ kN |
| Contrôle de l’effort | Limité | Moyen | Excellent |
| Précision de position | Faible | Faible à moyenne | Très élevée (±0,01 mm) |
| Traçabilité effort/dépl. | Non | Avec capteur | Intégrée nativement |
| Vitesse d’approche | Rapide | Rapide puis lente | Moyenne à rapide |
| Coût d’investissement | Faible | Moyen | Élevé |
| Alimentation requise | Air comprimé | Air comprimé | Électricité |
| Environnements propres | Non | Non | Oui |
Applications : emmanchement, rivetage, clinchage et sertissage
Applications : emmanchement, rivetage, clinchage et sertissage
Conception du col de cygne : dimensionnement et calcul de flèche
La structure en col de cygne est la forme la plus répandue pour les bâtis de presses industrielles. Elle se distingue par son ouverture latérale qui permet d’insérer et de retirer facilement la pièce à presser, contrairement aux bâtis en portique fermé. Mais cette géométrie introduit une problématique mécanique spécifique que nous gérons rigoureusement : la flèche.
Qu’est-ce que la flèche d’un col de cygne ?
Sous l’effet de l’effort de pressage, le col de cygne se déforme élastiquement. L’effort exercé par le vérin crée un moment de flexion dans la structure qui tend à ouvrir le col — c’est-à-dire à écarter la tête de presse du plateau inférieur. Cette déformation s’appelle la flèche.
La flèche a deux conséquences directes sur la qualité du pressage :
Désalignement outil/pièce : si la tête de presse s’écarte, l’outil n’est plus parfaitement dans l’axe de la pièce, ce qui peut provoquer un emmanchement de travers, un rivet mal formé ou une pièce endommagée.
Erreur de mesure de déplacement : un capteur de position monté sur le vérin mesure le déplacement de la tige, pas celui de l’outil sur la pièce. Si la structure fléchit, l’outil se déplace moins que la tige — la mesure est faussée, et la cote d’emmanchement ou de rivetage n’est pas garantie.
Comment nous gérons la problématique de flèche ?
Notre bureau d’études calcule systématiquement la flèche du col de cygne par calcul analytique RDM et, selon les exigences, par simulation éléments finis. Nous agissons à plusieurs niveaux :
Dimensionnement de la section du col — en augmentant le module de flexion de la section pour limiter la déformation à une valeur acceptable selon votre application (typiquement inférieure à 0,1 mm pour un emmanchement de précision).
Choix du matériau — acier de construction S355 en standard, acier trempé ou fonte GS pour les applications à très faible déformation admissible.
Compensation de la flèche — pour les presses de haute précision, nous intégrons une compensation mécanique ou électronique de la flèche dans l’asservissement de la servopresse.
Positionnement des capteurs — nous plaçons le capteur de déplacement au plus près de l’outil (et non sur la tige du vérin) pour que la mesure reflète le déplacement réel de l’outil sur la pièce, indépendamment de la déformation de la structure.
Sécurité des presses industrielles : analyse de risques et étude SISTEMA
La presse industrielle est l’une des machines qui génèrent le plus d’accidents graves dans l’industrie : écrasement des mains, des doigts ou des avant-bras sous l’outil en descente. La maîtrise de la sécurité d’une presse ne se limite pas à l’installation d’une barrière immatérielle — elle repose sur une approche systémique que nous appliquons sur chaque projet.
Analyse de risques selon EN ISO 12100
Tout projet de presse débute par une analyse de risques complète selon la norme EN ISO 12100. Nous identifions les phénomènes dangereux (écrasement, cisaillement, coincement), estimons le niveau de risque initial (gravité × probabilité × possibilité d’évitement) et définissons les mesures de réduction des risques à mettre en œuvre pour atteindre un risque résiduel acceptable.
Dimensionnement des barrières immatérielles (BI)
La barrière immatérielle (rideau de lumière de sécurité) est le dispositif de protection le plus courant sur les presses manuelles. Son principe : si un opérateur introduit une main ou un bras dans le faisceau lumineux pendant la descente de l’outil, la barrière détecte l’intrusion et commande un arrêt immédiat de la presse.
Mais la simple présence d’une barrière immatérielle ne suffit pas : sa position par rapport à la zone dangereuse doit être calculée précisément. Nous dimensionnons la distance de sécurité selon la norme EN ISO 13855, qui définit la formule :
S = K × T
S : distance minimale entre la barrière immatérielle et la zone dangereuse (en mm).
K : vitesse d’approche du corps humain (2 000 mm/s pour les membres supérieurs selon la norme).
T : temps total d’arrêt de la machine = temps de réponse de la barrière + temps de réponse du relais de sécurité + temps d’arrêt mécanique de la presse.
Ce calcul garantit que la presse est à l’arrêt complet avant que la main de l’opérateur puisse atteindre la zone de pressage, quelle que soit la vitesse de descente.
Nous sélectionnons également la résolution de la barrière immatérielle (diamètre minimum d’objet détecté) en fonction de la partie du corps à protéger :
Résolution ≤ 14 mm — détection des doigts.
Résolution ≤ 30 mm — détection de la main.
Résolution ≤ 40 mm — détection du bras.
La résolution choisie dépend de la distance de la barrière par rapport à la zone dangereuse : plus la barrière est éloignée, plus la résolution peut être grossière. Nous arbitrons ce choix en tenant compte des contraintes d’implantation et d’ergonomie du poste.
Validation par étude SISTEMA
La norme EN ISO 13849 impose de démontrer que les fonctions de sécurité de la machine atteignent le niveau de performance (PL) requis par l’analyse de risques. Pour les presses, le niveau requis est généralement PL d (catégorie 3) pour la fonction d’arrêt sur détection de la barrière immatérielle.
Nous réalisons cette validation à l’aide du logiciel SISTEMA (Safety Integrity Software Tool for the Evaluation of Machine Applications), développé par l’IFA (Institut allemand pour la sécurité et la santé au travail). SISTEMA calcule le PL atteint en tenant compte :
De l’architecture redondante ou non de la chaîne de sécurité (catégorie 1, 2, 3 ou 4).
Du MTTFd (Mean Time To Failure dangerous) de chaque composant de sécurité.
Du DCavg (taux de couverture diagnostique moyen).
De la CCF (défaillance de cause commune).
Le rapport SISTEMA est intégré au dossier technique CE de la presse et constitue la preuve documentée que la fonction de sécurité répond aux exigences de la directive machines 2006/42/CE.
Dimensionnement des éléments pneumatiques de sécurité
Une presse pneumatique ou oléopneumatique intègre des composants pneumatiques dont le dimensionnement conditionne directement la sécurité de l’opérateur. Notre bureau d’études traite ces aspects avec la même rigueur que la structure mécanique.
Électrovannes de sécurité
Les électrovannes de sécurité (double soupape à commande redondante) sont le composant clé de la chaîne de sécurité pneumatique d’une presse. Leur rôle est d’interrompre l’alimentation en air du vérin de pressage de manière sécurisée et rapide lorsqu’un ordre d’arrêt est reçu de la barrière immatérielle ou du relais de sécurité.
Nous sélectionnons et dimensionnons les électrovannes de sécurité (marques Pilz, Parker, Herion…) en fonction de :
Le débit volumique nécessaire pour alimenter le vérin à la vitesse requise.
Le temps de réponse de la soupape, qui entre directement dans le calcul du temps d’arrêt total T utilisé pour le dimensionnement de la distance de sécurité.
Le niveau de performance à atteindre (PL d ou PL e selon l’analyse de risques) : les électrovannes de sécurité certifiées permettent d’atteindre ces niveaux par leur architecture redondante interne avec auto-surveillance.
Bloqueurs de tiges de vérin
Lorsqu’une presse est alimentée en air comprimé, la tige du vérin est maintenue en position par la pression. Mais que se passe-t-il en cas de coupure d’alimentation en air (arrêt d’urgence, rupture de tuyau, défaut compresseur) ? Si aucune mesure n’est prise, la tige du vérin — et avec elle l’outil de pressage — peut descendre librement sous l’effet de la gravité ou de la détente du circuit, exposant l’opérateur à un écrasement imprévisible.
Pour prévenir ce risque, nous intégrons des bloqueurs de tiges de vérin (ou freins de tige) dans notre conception. Ces dispositifs pince-tige se serrent automatiquement sur la tige du vérin dès que la pression pneumatique chute en dessous d’un seuil défini — maintenant l’outil en position même en l’absence d’air. La tige ne peut alors se déplacer que lorsque la pression est rétablie et que le bloqueur est volontairement desserré. Nous sélectionnons ces éléments (fabricants Festo, SMC, Sitema…) en fonction de l’effort à maintenir et du diamètre de tige, et nous les intégrons dans le calcul SISTEMA comme composants de la fonction de sécurité.
Portes guillotine : une problématique spécifique
De nombreuses presses sont équipées d’une porte guillotine — un écran de protection mobile à déplacement vertical qui descend devant la zone de pressage pour isoler l’opérateur de l’outil pendant le cycle de production. En apparence simple, cette porte soulève des problématiques de sécurité spécifiques que notre bureau d’études maîtrise.
Le principe de la porte sur vérin non attelé
La solution technique que nous privilégions pour les portes guillotine repose sur un vérin non attelé, c’est-à-dire un vérin dont la tige n’est pas mécaniquement solidaire de la porte. Le vérin ne sert qu’à remonter la porte en fin de cycle lorsque la presse a terminé son opération. Une fois le vérin dépressurisé, la porte descend sous son propre poids, sans que le vérin n’intervienne dans la descente.
Cette conception présente deux avantages majeurs par rapport à une porte entraînée dans les deux sens :
Sécurité intrinsèque : la porte descend par gravité — si l’alimentation pneumatique est coupée, la porte se ferme naturellement devant la zone dangereuse plutôt que de rester ouverte.
Simplification de la chaîne de sécurité : le vérin n’est pas dans la boucle de sécurité pour la descente ; seul le poids de la porte assure sa fermeture, ce qui réduit les modes de défaillance.
La problématique de la descente non contrôlée
Cependant, une porte lourde qui descend librement sous son propre poids peut atteindre une vitesse de chute importante, surtout si son centre de gravité est mal positionné ou si elle est de grande dimension. Cette chute rapide peut causer un choc violent sur la butée de fermeture, générer du bruit, user prématurément les guidages et — surtout — présenter un risque d’écrasement pour un opérateur dont la main se trouverait sous la porte.
Notre solution : les équilibreurs de porte
Pour maîtriser la descente de la porte guillotine, nous intégrons des équilibreurs (ressorts à gaz ou vérins pneumatiques à amortissement progressif) qui accompagnent la descente de la porte à vitesse contrôlée. Ces équilibreurs sont dimensionnés pour compenser partiellement le poids de la porte, de sorte que la résultante de la force de descente soit faible et constante sur toute la course — garantissant une vitesse de fermeture lente et maîtrisée, sans risque de choc ni de coincement.
Nous calculons les équilibreurs en fonction de :
La masse de la porte et de ses composants (vitrage, poignées, interrupteur de position).
La course totale et la loi de vitesse souhaitée.
La force résiduelle de fermeture minimale à maintenir pour assurer la fermeture complète en toutes circonstances.
Cette architecture — vérin non attelé pour la montée, équilibreurs pour accompagner la descente — constitue pour nous la solution de référence pour les portes guillotine de presses industrielles : elle est à la fois sûre, fiable et durable
Nos prestations complètes pour vos presses industrielles
Analyse des besoins : choix de la technologie (pneumatique, oléopneumatique, électrique) selon l’effort, la précision et les exigences de traçabilité.
Conception mécanique 3D sous SolidWorks : bâti, col de cygne, outillages de pressage, guides et butées.
Calcul RDM du col de cygne et gestion de la flèche.
Dimensionnement des actionneurs (vérin pneumatique, vérin oléopneumatique, servomoteur).
Analyse de risques selon EN ISO 12100.
Dimensionnement et sélection des barrières immatérielles (résolution, distance de sécurité EN ISO 13855).
Validation des niveaux de performance (PL) par étude SISTEMA selon EN ISO 13849.
Dimensionnement des électrovannes de sécurité et des bloqueurs de tiges.
Conception et dimensionnement des portes guillotine avec équilibreurs.
Câblage électrique et intégration des relais de sécurité PILZ.
Fabrication et assemblage dans nos ateliers.
Mise au point et essais de validation sur site.
Constitution du dossier technique CE complet.
FAQ
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