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mars 2018

Les brosses dans l’industrie

Une utilisation quasi-universelle

La polyvalence des brosses, des outils aux innombrables applications et adaptables sur de nombreuses catégories de machines, en font des produits d’une utilisation régulière dans l’industrie. C’est pourquoi, même si les besoins en nettoyage, arasage, décalaminage et autre dérouillage de pièces métalliques ne suivent pas une courbe ascendante très marquée dans l’industrie française, les ventes de ces produits technologiquement moins basiques qu’il n’y parait semblent néanmoins se maintenir, voire enregistrer une légère augmentation.

Dans tous les secteurs d’activité où elles sont utilisées, l’industrie mais aussi l’agriculture et l’automobile parmi d’autres, les brosses sont essentiellement destinées à améliorer l’état de surface d’une pièce métallique (voire en bois), du nettoyage d’un cordon de soudure au satinage du métal en passant par l’enlèvement de toutes sortes de matières (rouille, peinture, calamine…). 

Contrairement à un abrasif, une brosse n’agit pas par enlèvement de métal et son utilisation ne modifie donc en rien la géométrie d’une pièce. En réalité, il s’agit de deux outils non substituables l’un à l’autre mais dont l’utilisation peut être complémentaire. Par exemple, une brosse confèrera un bel état de surface à une pièce métallique préalablement usinée avec un outil coupant ou un abrasif. Les progrès des carburiers ayant conduit à réduire sensiblement l’occurrence des bavures sur les pièces métalliques lors de l’usinage, les brosses sont, de l’avis concordant des fournisseurs, de plus en plus souvent utilisées dans un objectif de finition. 

De nombreuses caractéristiques distinguent les brosses les unes des autres, les types de machines sur lesquelles elles s’adaptent, leurs formes, leurs dimensions, leurs garnissages ou encore la matière de leurs supports. 

Filaments droits, ondulés et torsadés 

Avant de passer en revue les principales formes de brosses et les machines sur lesquelles elles sont mises en œuvre (lorsqu’il ne s’agit pas de brosses à main), on évoquera les types de fils (filaments est le terme précis en l’occurrence) qui forment le garnissage de toute brosse, lequel représente sa partie active. Ces filaments se différencient par leurs dimensions, leur forme et leur matière, autant de paramètres qui jouent un rôle dans la manière dont une brosse travaille.  Du côté des diamètres de filaments, dont la fourchette s’étend de quelque 0,60 mm à 0,20 mm pour les plus importants, on peut indiquer que plus le diamètre est réduit, plus  le garnissage de la brosse sera peu agressif et bien adapté à des travaux de finition. A l’inverse, les plus gros diamètres de filaments seront plus performants dans des travaux plus exigeants comme l’ébavurage. 

La longueur des filaments, généralement comprise entre 30 et 60 mm, a quant à elle une influence sur leur souplesse qui sera d’autant plus grande que les filaments sont longs. Les fils courts, plus rigides et plus agressifs, faciliteront l’application d’une pression sur la brosse utile dans certains usinages. De manière un peu schématique, on peut avancer que des filaments de faible longueur permettent souvent d’obtenir de meilleurs résultats et présentent une durée de vie supérieure à celle de filaments plus longs. 

Il existe des filaments droits et des filaments ondulés, ces derniers offrant une souplesse supérieure, adaptée par exemple à un décapage léger. Lorsqu’ils sont rassemblés en mèches pour former des filaments torsadés (à l’instar des torons de câbles), les filaments ondulés jouissent alors d’une agressivité et d’une résistance plus fortes, ce qui les rend bien adaptés à des travaux de type préparation de surface, élimination de la rouille, de la calamine et autres restes de béton.  

Métal et nylon avec grains abrasifs 

Trois types de métaux sont principalement utilisés pour la fabrication du garnissage des brosses destinées à l’industrie. Dans environ les trois-quarts des cas, les filaments sont en acier, pour le travail sur les pièces en acier non traité. Pour le nettoyage et le polissage des aciers à base de chrome et nickel, notamment pour l’acier inoxydable mais aussi pour l’aluminium, on choisira des brosses munies de filaments en inox dont l’utilisation s’impose dans certaines  certaines activités comme l’agro-alimentaire, le nucléaire et d’autres encore où la corrosion est proscrite. Le laiton est quant à lui adapté au travail sur les métaux non ferreux (laiton, cuivre, bronze) et également sur le bois. 

Outre ces métaux, le nylon est depuis une période plus récente utilisé pour la fabrication des filaments qui, dans ce cas, recèlent des grains abrasifs : carbure de silicium, céramique, voire même diamant. Ce dernier type de garnissage est d’une ténacité et, dans le cas du recours à des grains céramique ou diamant, d’une  longévité exceptionnelles. 

Brosses coupes et coniques … 

Brosses à boisseau (parfois appelées brosses coupes à cause de leur forme) et brosses circulaires sont les catégories de brosses les plus répandues dans l’industrie, outre les modèles à main. Dans le cas, fréquent, où ces brosses sont destinées à être montées sur une meuleuse d’angle électroportative à une ou deux mains, elles possèdent un diamètre généralement compris entre 115 et 250 mm et un filetage M10 ou M 14. 

Les modèles à boisseau et les modèles coniques, au filetage surmontant le support, travaillent à plat sur tout ou partie de la pièce et bénéficient d’une large surface de contact de leurs filaments sur le métal. Ces deux types de brosses adaptées aux travaux de nettoyage sur des surfaces importantes se distinguent essentiellement par l’implantation de leurs filaments, à la verticale sur les brosses à boisseau, beaucoup plus utilisées que les brosses coniques, et suivant une forme plus évasée dans le cas de ces dernières (comme le suggère leur dénomination). Dictée par celle de leur support, cette forme confèrent aux brosses coniques une facilité d’accès à certains emplacements difficiles à atteindre pour une brosse boisseau. 

Plateaux et circulaires 

Equipées d’un système d’adaptation à la machine situé en leur centre, les brosses circulaires sont pourvues de filaments positionnés en couronne et  travaillant sur le chant des pièces. Souvent utilisées, comme nombre de brosses, pour le nettoyage des cordons de soudure, les brosses circulaires peuvent équiper des meuleuses d’angle électroportatives mais aussi les machines stationnaires d’atelier que sont les tourets. Dans ce dernier cas, les brosses sont plutôt désignées par le terme plus évocateur de leur forme de brosses rouleaux et possèdent des alésages supérieurs à ceux des brosses circulaires plates. La différence entre les deux types de brosses circulaires tient aussi aux dimensions des pièces usinées. Dans le cas des brosses rouleaux, la pièce à usiner doit être apportée à la brosse (avec les brosses circulaires plates, c’est l’inverse), ce qui n’est pas sans incidence sur la taille et le poids de ladite pièce. 

De forme proche de celle des brosses coupes, les brosses plateaux (leur support généralement en plastique est plat sur le dessus) se déclinent également en versions pour machines électroportatives (meuleuses d’angle et polisseuses) et en versions pour machines d’atelier. Lorsqu’elles relèvent de la première catégorie, ces brosses ont des filaments en nylon et grains abrasifs et sont souvent destinées au travail du bois, même si l’usinage du métal n’est pas exclu. Les brosses plateaux équipant les machines d’atelier, y compris des centres d’usinage, possèdent quant à elles des filaments d’acier. Elles sont généralement dédiées à l’ébavurage terminant un process de fabrication, y compris robotisé. 

Brosses sur tiges 

Parmi les machines qui relèvent de l’outillage électroportatif, les meuleuses d’angle et les polisseuses ne sont pas les seules sur lesquelles il est possible de monter une brosse. C’est aussi le cas des meuleuses droites et des perceuses qui peuvent être équipées de brosses s’adaptant à la machine via une tige dont la longueur correspond à l’emmanchement de la machine, les deux longueurs standards étant 3 mm et 6 mm. 

Les brosses sur tige se déclinent dans la plupart des formes déjà citées mais la catégorie sans doute la plus couramment utilisée sur les meuleuses droites et les perceuses est celle des brosses pinceaux. Avec leurs filaments qui s’écartent sous l’effet de la force centrifuge, elles permettent l’accès aux endroits difficiles d’accès comme les angles. Pour des finitions internes, de type nettoyage de tubes et autres filetages, il existe également des brosses écouvillons, elles aussi assez répandues. Selon plusieurs acteurs du marché, la catégories des brosses sur tiges, adaptables comme on l’a mentionné aux perceuses, les plus possédées des machines électroportatives, sont en tête du marché en ce qui concerne le C.A. que génèrent leurs ventes, et se placent juste derrière les brosses à main si l’on considère le volume des ventes.  

Brosses à main  

Equipées généralement d’un manche en bois ou en plastique, les brosses à main peuvent aussi être actionnées par de simples fils métalliques tressés comme dans le cas de brosses écouvillons, disponibles en versions mécanisée et à main. 

Le garnissage des brosses à main est constitué, en fonction des applications auxquelles elles sont destinées, de 1 à 5 rangs de filaments, voire six. Plus le garnissage de la brosse est dense, plus longue est sa durée de vie, le revers de la médaille étant une maniabilité moins grande. Généralement droits, les filaments des brosses à main sont plus souvent plats que ronds, ce qui permet d’usiner une surface plus grande dans un laps de temps donné. Appréciées pour leur rapidité de mise en œuvre, leur aptitude à atteindre des endroits difficiles d’accès et la possibilité pour l’utilisateur d’y appliquer facilement la pression souhaitée, cette catégorie de brosse est sans doute présente dans tous les ateliers de maintenance. Utilisées pour toutes sortes de nettoyage de pièces, y compris pour celui des cordons de soudre, elles peuvent avoir une destination spécifique, comme le nettoyage des bougies sur le marché de l’automobile. 

Performance, confort et productivité accrus   

Même si les brosses utilisées dans l’industrie sont des produits plus techniques qu’il peut sembler à première vue, elles ne relèvent cependant pas d’une haute technologie. Sur ce marché mature, tant d’un point de vue technique que de celui des ventes, on relève très peu de réelles innovations et les avancées se font dans doute plus dans le domaine du marketing, notamment du packaging. Ainsi sont apparues depuis quelques années des boîtes à coque transparente laissant voir le produit et qui, disposées sur les broches d’un linéaire, favorisent l’achat en libre-service. 

Les fabricants ont néamoins apporté au cours des dernières années certaines améliorations à leurs brosses. On peut ainsi relever l’apparition récente dans la gamme Osborn, la marque phare du marché, de brosses à filaments câblés. Composé de mèches torsadées mêlant filaments droits et filaments ondulés, ce type de garnissage à l’agressivité intermédiaire (supérieure à celle des fils ondulés et inférieure à celle des fils droits) procure un excellent état de surface et un aspect brossé impeccable. Peu de temps avant, Pferd avait lancé des brosses à filaments torsadés montés en opposition dans les deux sens. Le résultat est une productivité supérieure grâce à une agressivité plus grande du garnissage (une partie des filaments étant active à tout instant du brossage), une vitesse de rotation supérieure de la brosse, un meilleur confort d’utilisation (le niveau de vibrations est diminué) et une durée de vie allongée. Du côté de l’amélioration de la productivité, plusieurs fournisseurs évoquent également un recours plus fréquent aux brosses dans les process de fabrication robotisés. 

Les brosses utilisés à cette fin, relevant le plus souvent de fabrications spéciales sont des outils sophistiqués à valeur ajoutée supérieure à celle des brosses composant les gammes standard des fournisseurs. Côté confort, on peut relever l’existence de brosses, telles celles de la gamme Ergonomics de Pferd, spécialement conçues pour générer des niveaux de vibrations, de bruit et d’émissions de poussières nettement diminués. L’aspect sécurité a lui aussi fait l’objet d’une prise en compte par les fabricants et l’on peut mentionner le système Shield (un mot signifiant bouclier) lancé par Tyrolit il y a deux ou trois ans. Les brosses équipées de ce système possèdent des lamelles flexibles et transparentes encerclant le garnissage qui, tout en laissant une vision totale sur le travail en cours, protègent l’opérateur des éventuels poussières et résidus de filaments.   

Mono-spécialistes et spécialistes de l’usinage du métal 

Le leadership du marché revient sans conteste à l’Américain Osborn, repreneur récent d’un spécialiste allemand des abrasifs, Dronco. En France, l’ensemble Osborn-Unipol (cette dernière marque concernant des produits de polissage) réalise un CA global de plus de 10 Mε dont, selon les indications du responsable des ventes France, environ 4,5 Mε pour les brosses, un chiffre réalisé à quelque 65% par les ventes du fabricant à la distribution professionnelle de brosses fabriquées dans divers pays d’Amérique et d’Europe, et majoritairement en Allemagne. 

Sans qu’aucun chiffre fiable ne puisse le confirmer, les propos convergents d’acteurs majeurs attribuent les places de numéros 2 et 3 aux fabricants français Kibros et Cardot (ce dernier étant notamment très bien implanté sur le marché de la fumisterie). D’autres fabricants mono-spécialisés méritent d’être cités ici, et notamment l’Italien Sit, mais la plupart des autres acteurs significatifs du marché de la brosserie sont des spécialistes de l’usinage, pour la plupart très réputés. Dans cette catégorie se range notamment le spécialiste allemand des abrasifs Pferd. Repreneur à la fin des années 1990 d’un spécialiste américain de brosses, Pferd cite la brosserie comme une famille stratégique pour lui et qui enregistre un développement régulier (à deux chiffres en 2017). Norton relève de cette même catégorie. La marque de Saint-Gobain Abrasifs qui développe la plus vaste gamme d’usinage des métaux du marché est elle aussi présente sur le marché de la brosserie. Même si les brosses ne constituent pas une gamme phare pour Norton, la marque n’en indique pas moins une volonté de développement sur ce segment. D’autres spécialistes de l’usinage du métal que sont  l’Allemand Bosch, l’Autrichien Tyrolit (celui-ci évoque une croissance de ses ventes de brosses de plus de 20% en 2017 due en partie au lancement de nouvelles brosses complétant son offre par le bas) ou encore le Français Tivoly spécialiste des outils coupants détiennent eux aussi des parts du marché de la brosserie industrielle, même si l’offre proposée est composée chez certains et pour une partie plus ou moins grande de produits de négoce considérés avant tout comme un complément de gamme. 

Autour de 12 Mε de CA 

Les derniers chiffres en notre possession relatifs aux ventes en France de brosses pour l’industrie remontent à 2016 et estimaient alors le marché à une douzaine de millions d’euros. Selon les propos concordants des fournisseurs interrogés dans le cadre de la préparation de cet article, ce marché resterait globalement stable, avec une légère progression de 1 à 3 points selon certains fournisseurs.  En l’absence de chiffres ou d’estimations fiables, il est toutefois difficile de savoir si cette croissance concerne certains intervenants du marché ou ce dernier dans sa globalité dont, quoi qu’il en soit, la pérennité n’est en rien menacée aux yeux de ses fournisseurs.

Dominique Totin

 

Bosch
Heavy for Metal

Utilisation sur quel(s) type(s) de machine(s) : meuleuse d’angle                
Application(s) : élimination de rouille incrustée ou de revêtement de protection de dessous de caisse (automobile), décapage de peinture, laque ou vernis.
Type de brosse : boisseau         
Matière support : métal         
Filetage : M14         
Diamètre de la brosse : 4 diamètres entre 65 et 100 mm     
Vitesse maximum de rotation : 12 500 tr/min
Filaments : 
Matière : acier 
Forme : torsadée            
Diamètre : 0,5 mm (pour la réf.1608622029 visible en photo)
Longueur : n.c

 

Tivoly
Brosse spéciale barreaux (réf.XT202520140)

Utilisation sur quel(s) type(s) de machine(s) : perceuse électroportative
​Application(s) : enlèvement peinture, rouille, laque
Type de brosse : circulaire étagée sur tige (tige cylindrique système Grip)  
Matière support : métal             
Diamètre de la tige : 10 mm           
Diamètre de la brosse : 60 mm en extérieur 
Vitesse maximum de rotation : 6 500 tr/min 
Filaments : 
Matière : acier
Forme : ondulée             
Diamètre : 0,35 mm 
Longueur : 30 mm             

Commentaire : Grâce à sa géométrie spécifique, cette brosse de fabrication européenne permet de brosser tous types de barreaux d’une épaisseur de 10 à 20 mm.

 

Metabo
​Brosse métallique (réf.623720000)

Utilisation sur quel(s) type(s) de machine(s) : meuleuse d’angle
Applications : travail du métal (nettoyage, ébarbage, dérouillage, lissage de cordons de soudure, élimination de scories ou anciennes couches de peinture…)     
Type de brosse : boisseau        
Matière du support : métal        
Filetage : filet intérieur 5/8’’             
Diamètre de la brosse : 100 mm     
Vitesse maximum de rotation : 8 600 tr/min    
Filaments : 
Matière : acier
Forme : torsadée
Diamètre : 0,80 mm
Longueur : n.c                

 

Osborn
Brosse circulaire à mèches

Utilisation sur quel(s) type(s) de machine(s) : meuleuse d’angle         
Application(s) : ébavurage, nettoyage des cordons de soudure
Type de brosse : circulaire         
Matière support : métal             
Alésage : 22,2 mm      
Diamètre de la brosse : 115 mm et 125 mm 
Vitesse maximum de rotation : 12 500 tr/min
Filaments : 
Matière : acier                         
Forme : mèches torsadées             
Diamètre : 0,35 mm 
Longueur : 20 mm et 27 mm selon diamètre de brosse             

Commentaire : Travaillant sans enlèvement de matière, ces brosses nettoient la contamination et les débris en laissant intact le reste de la brasure. Elles génèrent moins de chaleur (n’affectent donc pas la surface moléculaire des matériaux soudés) et offrent aussi un plus grand confort d’utilisation.

 

Sit
Clepsydra

Utilisation sur quel(s) type(s) de machine(s) : perceuse électroportative
​Application(s) : décapage et enlèvement peinture, rouille, laque, scories… sur les tuyaux, profilés courbes et bords         
Type de brosse : circulaire étagée sur tige     
Matière du support : métal             
Diamètre de la tige : 10 mm     
Diamètre de la brosse : brosse étagée ; diamètre central 40 mm, diamètre médian 50 mm, diamètre extérieur 60 mm
Vitesse maximum de rotation : 12 500 tr/min    
Filaments : 
Matière : acier
Forme : ondulée        
Diamètre : 0,30 mm
Longueur : 10 mm            

Commentaire : Sa forme particulière avec trois rangs de filaments en escalier, les plus hauts en extérieur, dessine un berceau totalement adapté au travail des tubes. La marque SIT est distribuée en exclusivité en France par la société ATI.

 

Saint-Gobain Abrasifs /Norton
Brosse coupe avec protection

Utilisation sur quel(s) type(s) de machine(s) : meuleuse d’angle    
Application(s) : opérations de gros nettoyage et d’élimination de rouille, peinture, corrosion et des projections de soudure 
Type de brosse (forme) : boisseau      
Matière support : métal         
Filetage : M14     
Diamètre de la brosse : 65 mm 
Vitesse maximum de rotation : 9 000 tr/min          
Filaments : 
Matière : acier non allié ou acier inoxydable              
Forme : torsadée        
Diamètre : 0,50 mm
Longueur : 20 mm            

Commentaire : Cette brosse nouvelle chez Norton est équipée d’un dispositif de sécurité (il fait office de bouclier contre les débris de matière tout en laissant la visibilité sur le produit travaillé) suffisamment flexible pour que la brosse soit utilisable sur tous types de formes et de surfaces.

 

Pferd
Brosse à garniture synthétique

Utilisation sur quel(s) type(s) de machine(s) : perceuse électroportative, CN et robot
Applications : ébavurage, cassage des arrêtes, état de surface     
Type de brosse : plateau    
Matière du support : plastique         
Diamètre de tige : 6 ou 12 mm          
Diamètre de la brosse : 6 diamètres entre 28 et 150 mm     
Vitesse maximum de rotation : entre 1 000 tr/min et 3 900 tr/min (selon diam. de la brosse)
Filaments : 
Matière : nylon enrobé de carbure de silicium ou céramique         
Forme : ronde/rectangulaire            
Diamètre : 0,55 mm / 1,14 mm
Longueur : 22 mm / 38 mm     

 

Tyrolit
​Brosse circulaire Pipeline

Utilisation sur quel(s) type(s) de machine(s) : meuleuse d’angle
Application(s) : nettoyage des soudures
Type de brosse (forme) : circulaire forme 1RDZ    
Matière support : métal         
Alésage : 22,2 mm      
Diamètre de la brosse : 115 mm, 125 mm et 178 mm 
Vitesse maximum de rotation : 11 000 tr/min (Ø115), 12 000 tr/min (Ø125) et 9 000 tr/min (Ø178)
Filaments : 
Matière : acier ou inox
Forme : torsadée
Diamètre : 0,50 mm
Longueur : 21 mm             

Commentaire : La conception des brosses Premium Pipeline garantit une opération efficace et rapide entre les différentes passes de soudure. Outre les pipelines, elles sont adaptées à tous travaux de tuyauteries ou soudage de pièces épaisses dans l’industrie des énergies.