Que sont les pièces de fonderie navale hélices ancres accessoires ?
Les pièces de fonderie navale couvrent une large variété de composants : hélices de propulsion (bronze d'aluminium NAB Nickel-Aluminum-Bronze coulé en moule sable ou cire perdue, masses 500 kg à 30 tonnes selon navire), ancres marines (acier moulé type Hall, AC-14, Pool, Stockless, masses 500 kg à 25 tonnes), bittes d'amarrage et chaumards (acier moulé ou fonte ductile), pièces de gouvernail (tourillons, étriers, mèche gouvernail), boîtes à étambot, accessoires d'arbre porte-hélice, équipements de pont (cabestans, treuils, écubiers). Les matériaux utilisés sont sélectionnés selon les contraintes : bronze NAB (CuAl9Ni4Fe4 selon ISO 1338) pour hélices (résistance corrosion marine, ductilité absorption chocs cavitation), acier moulé G20Mn5 ou GS-25CrMo4 selon NF EN 10293 pour ancres et pièces structurales (haute résistance), fonte à graphite sphéroïdal GJS-400-18 selon EN 1563 pour accessoires de pont (économique, bonne tenue corrosion marine si peinture).
En France, l'industrie de la fonderie navale est concentrée chez quelques acteurs spécialisés. Manoir Industries (siège Pîtres 27 Eure + site Bouzonville 57 Moselle, 600 salariés total, CA 120 M€/an, racheté par groupe Lisi Aerospace en 2020) est le leader français des aciers spéciaux moulés pour applications marine, défense (Naval Group : pièces sous-marins, tourillons gouvernail, étriers), nucléaire et industrie lourde, avec capacité 8 000 t/an pièces moulées 50 kg à 30 tonnes unitaires. Saint-Jean Industries (Saint-Jean-d'Ardières 69 Rhône, 2 500 salariés, CA 400 M€/an, dirigée par famille Pernod) produit alliages aluminium-silicium et bronzes pour applications marine et automobile. PSA Fonderie Sept-Fons 03 (Allier, ancien site PSA fonderie, 1 200 salariés) produit fonte ductile pour gros tonnages. Bouhyer Fonderies (Ancenis 44 Loire-Atlantique, 350 salariés) est spécialisée fonte ductile et lamellaire pour accessoires de pont marine et industrie. Magotteaux (siège Belgique, distribution France) complète l'offre en pièces d'usure.
Spécifications techniques et procédés de production
Principales familles de pièces de fonderie navale fabriquées en France :
Familles de produits et caractéristiques
| Pièce | Matériau | Procédé | Fournisseur principal |
|---|---|---|---|
| Hélices propulsion navires marchands | Bronze NAB CuAl9Ni4Fe4 | Moulage sable furanique | Spécialistes hélices import (Wärtsilä, Rolls-Royce) |
| Hélices sous-marins militaires | Bronze NAB ou alliages spéciaux confidentiels | Cire perdue + usinage 5 axes | Naval Group Indret 44 + sous-traitants |
| Ancres marines acier moulé | Acier G20Mn5 ou GS-25CrMo4 | Moulage sable furanique | Manoir Industries Pîtres 27 |
| Tourillons gouvernail | Acier moulé GS-25CrMo4 traité Q&T | Sable + traitement thermique | Manoir Industries Bouzonville 57 |
| Bittes d'amarrage / chaumards | Fonte ductile GJS-400-18 ou acier | Sable furanique séries | Bouhyer Fonderies Ancenis 44 |
| Pièces aluminium bord | AlSi7Mg ou AlSi10Mg | Moulage gravité ou basse pression | Saint-Jean Industries 69 |
Grades et conditionnements commerciaux
- Hélices bronze NAB Nickel-Aluminum-Bronze CuAl9Ni4Fe4 : alliage cuivre 80 % + aluminium 9 % + nickel 4 % + fer 4 %, résistance traction 600 MPa, allongement 16 %, résistance corrosion marine et cavitation, moulage en sable furanique ou cire perdue, masses 500 kg à 30 tonnes selon navire.
- Ancres marines acier moulé G20Mn5 (Manoir Industries Pîtres 27) : acier non allié 0,2 % C + Mn 1,5 %, résistance traction 480-630 MPa, types Hall (ancre traditionnelle stockless) et AC-14 (Admiralty Class 14 haute tenue), masses normalisées 500 kg, 1 t, 2 t, 5 t, 10 t, 25 t selon tonnage navire.
- Tourillons gouvernail acier moulé GS-25CrMo4 traité Q&T (Manoir Industries Bouzonville 57) : acier faiblement allié chrome-molybdène, résistance traction 800-1 000 MPa après trempe + revenu, applications mèche gouvernail et étriers Naval Group frégates et sous-marins.
- Bittes d'amarrage et chaumards fonte ductile GJS-400-18 (Bouhyer Fonderies Ancenis 44) : fonte à graphite sphéroïdal 400 MPa traction + 18 % allongement, applications accessoires de pont navires marchands et militaires, peinture epoxy + polyuréthane résistance marine.
- Pièces aluminium-silicium AlSi10Mg (Saint-Jean Industries 69) : aluminium 90 % + silicium 10 % + magnésium, résistance traction 240 MPa, allongement 5 %, traitement T6, applications accessoires bord aluminium (cabestans, treuils, écubiers patrouilleurs CMN Cherbourg 50).
Normes et réglementations
Référentiels normatifs et réglementaires applicables aux pièces de fonderie navale :
- ISO 1338 : Pièces moulées en cuivre et alliages de cuivre, spécifications bronze NAB pour hélices marines.
- NF EN 10293 : Pièces moulées en acier pour applications mécaniques générales, applicable ancres et pièces structurales marine.
- EN 1563 : Fontes à graphite sphéroïdal, applicable accessoires de pont marine (GJS-400-18 standard).
- ISO 10474 : Produits sidérurgiques - Documents de contrôle, certificat type 3.1 (auto-déclaration fondeur) ou 3.2 (contre-expertise société de classification).
- Bureau Veritas NR467 : Rules for the Classification of Steel Ships, partie matériaux moulés et hélices, classification BV des aciers et bronzes navals.
- Class NK / DNV-GL / Lloyd's Register : règlements équivalents Bureau Veritas pour pavillons Japon, Norvège, UK Commonwealth, exigences essais mécaniques et contrôles non destructifs.
Procédés industriels détaillés
Étapes industrielles de fabrication d'une pièce moulée navale :
Conception et calcul résistance
Conception modèle pièce par client (Naval Group, Chantiers de l'Atlantique, armateur, équipementier) ou bureau études fondeur (Manoir Industries Pîtres 27 ou Bouhyer Fonderies Ancenis 44) : calcul résistance FEM, optimisation parois et masselottes alimentation.
Fabrication moules sable
Fabrication moules sable furanique (sable siliceux + résine furanique catalysée acide para-toluène sulfonique 1-2 % poids) à partir modèles bois ou résine PU, ou moulage en cire perdue pour pièces complexes (hélices sous-marins militaires).
Élaboration alliage et coulée
Élaboration alliage en four électrique à arc (acier, 1 600-1 700 °C) ou four à induction (bronze NAB 1 100-1 200 °C, aluminium 700-750 °C), affinage en poche, contrôle composition par spectrométrie OES, coulée gravité dans moules sable.
Décochage et ébarbage
Refroidissement contrôlé pièce dans moule (24-72 h selon masse), décochage par marteau pneumatique ou grenaille, ébarbage masselottes et systèmes alimentation par découpe oxycoupage ou abrasif, nettoyage grenaillage sable + grenaille acier S330.
Traitement thermique Q&T
Traitement thermique selon nuance : recuit aciers (650-700 °C), trempe + revenu Q&T aciers G20Mn5 et GS-25CrMo4 (austénitisation 880-920 °C + huile + revenu 600 °C), traitement T6 aluminium (mise en solution + trempe + revenu), pas de TT bronze NAB.
Contrôles CND et certification
Contrôles non destructifs CND : ressuage PT 100 % surface selon ISO 3452, magnétoscopie MT aciers selon ISO 9934, radiographie RT zones critiques selon ISO 4993, ultrasons UT pièces > 50 mm épaisseur, inspection Bureau Veritas pour pièces certificat 3.2, marquage final.
Le marché français
Le marché européen des pièces de fonderie navale représente environ 1,5 Md€/an en 2024 (toutes pièces : hélices, ancres, accessoires), dominé par l'Allemagne (40 % parts marché avec Friedrich Wilhelms-Hütte FWH Mülheim, MAN Energy Solutions Augsburg, Voith), la France (15-20 % avec Manoir Industries, Saint-Jean Industries, Bouhyer Fonderies, PSA Fonderie), l'Italie (10 %), l'Espagne (8 %), la Belgique (Magotteaux 5 %), les Pays-Bas (Lips Wärtsilä propellers 5 %). Les fabricants spécialisés hélices marines sont peu nombreux : Wärtsilä (Finlande/Pays-Bas), Rolls-Royce Marine (UK), Schottel (Allemagne), Berg Propulsion (Suède) couvrent 80 % du marché mondial hélices grands navires marchands, la France importe la majorité de ses hélices marchandes.
Manoir Industries (Pîtres 27 + Bouzonville 57, 600 salariés, CA 120 M€/an, racheté Lisi Aerospace 2020) est le leader français des aciers spéciaux moulés marine, défense et nucléaire. Ses principaux clients sont Naval Group (pièces sous-marins SNLE 3G et Barracuda, tourillons gouvernail frégates FDI Belharra et FREMM), Chantiers de l'Atlantique Saint-Nazaire 44 (pièces paquebots), EDF (pièces nucléaires EPR2 et SMR), Areva-Framatome. La fonderie de Pîtres 27 (Eure, ex-fonderie Manoir créée 1842) est historique avec 4 fours électriques arc capacité unitaire 5-25 tonnes, savoir-faire reconnu sur pièces grands tonnages 1-30 tonnes unitaires. Le site de Bouzonville 57 (Moselle, ex-fonderie Industeel) complète avec capacités 50 kg à 5 tonnes en aciers haut alliage.
Saint-Jean Industries (Saint-Jean-d'Ardières 69, 2 500 salariés, CA 400 M€/an, famille Pernod dirigeants) cible principalement l'automobile (pièces châssis aluminium pour Renault, Stellantis, BMW, Audi) mais propose également des pièces marine en aluminium et bronze pour patrouilleurs aluminium CMN Cherbourg 50, accessoires de pont, vedettes intervention. Bouhyer Fonderies (Ancenis 44, 350 salariés) est spécialisé fonte ductile pour accessoires marine économiques (bittes amarrage, chaumards, ancres petits navires), client armateurs et chantiers Piriou Concarneau 29, Socarenam Saint-Malo 35. PSA Fonderie Sept-Fons 03 (1 200 salariés, ex-PSA cédé en 2024) reconverti partiellement vers nouveaux marchés dont marine. La filière française fonderie navale emploie environ 2 500 personnes (sur 35 000 totaux fonderie France).
Applications et débouchés industriels
Programmes publics soutenant la filière française fonderie navale :
- Loi de Programmation Militaire LPM 2024-2030 : 413 Mds€ dont 56 Mds€ Marine nationale, garantissant carnet Manoir Industries pour pièces Naval Group (frégates, sous-marins).
- Plan France Maritime 2030 : 1 Md€ pour souveraineté navale civile et militaire, soutien indirect filière fonderie marine.
- France 2030 décarbonation industrie (1,5 Md€ industrie lourde) : volet fonderies (électrification fours, captage carbone), aides Manoir Industries Pîtres 27 et Bouhyer Fonderies Ancenis 44.
- Programme Industrie du Futur Bpifrance : robotisation finition pièces moulées (ébarbage, ponçage, contrôles dimensionnels), automatisation chantiers fonderie.
- Aides Région Pays de la Loire et Normandie : soutien CFAI Centres de Formation des Apprentis de l'Industrie pour métiers fonderie (mouleurs, fondeurs, contrôleurs CND).
Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'une hélice marine bronze NAB ?
Une hélice marine bronze NAB (Nickel-Aluminum-Bronze, CuAl9Ni4Fe4 selon ISO 1338) est l'alliage de référence pour les hélices de propulsion des navires marchands, militaires et de plaisance haut de gamme. Sa composition est cuivre 80 % + aluminium 9 % + nickel 4 % + fer 4 %, offrant une résistance traction 600 MPa, allongement 16 %, excellente résistance à la corrosion marine et à la cavitation (érosion par bulles vapeur sur pales tournant rapidement). La fabrication se fait par moulage en sable furanique pour grandes hélices (1-30 tonnes, diamètres 1-10 m) ou par cire perdue pour hélices sous-marins militaires (précision dimensionnelle critique, signature acoustique). Les hélices sont ensuite usinées par centres 5 axes (NC 5 axes Wärtsilä, Rolls-Royce, MAN) pour respecter le profil hydrodynamique (cambrure, angle pas) avec tolérance 0,5 mm sur surfaces actives. Les principaux fabricants mondiaux d'hélices marines sont Wärtsilä Finlande/Pays-Bas, Rolls-Royce Marine UK, Schottel Allemagne, Berg Propulsion Suède, qui couvrent 80 % du marché grand commercial.
Qui sont les fonderies navales françaises ?
Manoir Industries (siège Pîtres 27 Eure + site Bouzonville 57 Moselle, 600 salariés total, CA 120 M€/an, racheté Lisi Aerospace 2020) est le leader français des aciers spéciaux moulés pour applications marine, défense, nucléaire et industrie lourde, avec capacité 8 000 t/an pièces moulées 50 kg à 30 tonnes unitaires. Saint-Jean Industries (Saint-Jean-d'Ardières 69 Rhône, 2 500 salariés, CA 400 M€/an, famille Pernod) produit alliages aluminium-silicium et bronzes pour applications marine et automobile. PSA Fonderie Sept-Fons 03 (Allier, 1 200 salariés, ex-PSA cédé 2024) produit fonte ductile pour gros tonnages, reconversion partielle marine. Bouhyer Fonderies (Ancenis 44 Loire-Atlantique, 350 salariés) est spécialisée fonte ductile et lamellaire pour accessoires de pont marine et industrie. Magotteaux (siège Belgique, distribution France) complète l'offre en pièces d'usure. La France importe la majorité de ses hélices marchandes (80 %) auprès de Wärtsilä, Rolls-Royce, Schottel.
Qu'est-ce qu'une ancre marine type Hall ?
L'ancre marine type Hall (du nom de l'inventeur britannique Hall, brevet 1885) est l'ancre stockless (sans verge transverse) la plus répandue sur les navires marchands modernes. Elle est constituée d'une mèche (corps central) et de deux bras articulés (pattes) qui pivotent à 45° pour s'enfoncer dans le fond marin (vase, sable, argile, gravier). Les masses normalisées varient de 500 kg (petits navires côtiers) à 25 tonnes (porte-conteneurs ultra-larges 23 000 EVP), avec dimensionnement selon ISO 9554 et règlements sociétés de classification (Bureau Veritas NR467 chapitre équipement). La fabrication est par moulage en sable furanique d'acier moulé G20Mn5 (selon NF EN 10293) chez Manoir Industries Pîtres 27, suivi de traitement thermique recuit et contrôles CND (ressuage 100 %, magnétoscopie, radiographie zones critiques articulation pattes). L'autre type courant est AC-14 (Admiralty Class 14, haute tenue +25 % vs Hall) pour navires militaires et plateformes offshore. Coût unitaire : 5 000-50 000 € selon masse.
Quelle est la capacité de la fonderie Manoir Industries ?
Manoir Industries dispose de 2 sites en France pour la fonderie marine et défense : Pîtres 27 (Eure, ex-fonderie Manoir créée 1842, site historique) avec 4 fours électriques à arc capacité unitaire 5-25 tonnes, capacité totale 6 000 t/an aciers moulés grands tonnages (pièces 1-30 tonnes : tourillons gouvernail Naval Group, hélices sous-marins, pièces nucléaires EPR2 et SMR). Bouzonville 57 (Moselle, ex-fonderie Industeel rachetée 2015) avec capacité 2 000 t/an aciers spéciaux moulés petits/moyens tonnages (50 kg à 5 tonnes, applications spécialités défense, énergie, mécanique lourde). La capacité totale du groupe atteint 8 000 t/an pièces moulées en aciers spéciaux. Manoir Industries emploie 600 salariés en France (sur 1 800 totaux groupe Lisi Aerospace incluant aéronautique), CA 120 M€/an dont environ 30 % marine et défense (40 M€/an), 40 % nucléaire (50 M€/an), 30 % industrie lourde (30 M€/an). Les principaux clients marine sont Naval Group (frégates, sous-marins) et Chantiers de l'Atlantique (paquebots).