Épreuve E4 - BTS CPI - Sous-épreuve U42 - juin 2026

Mise en situation

La société développant la foreuse PR1 est le leader mondial pour les solutions de pose, de maintenance et de contrôle des voies ferrées et caténaires. Spécialiste du ferroviaire, elle est présente partout dans le monde où il existe des réseaux de transports classiques, urbains et à grande vitesse.

Cette société est spécialisée dans les machines-outils de pose et dépose de rails entre elles et sur leurs traverses. Le produit qui sera étudié dans ce sujet est une foreuse de rails portative à forets creux. Elle est destinée aux perçages horizontaux dans le rail permettant par la suite la pose et le raccordement des voies ferrées.

La foreuse est légère et compacte. Elle permet de percer tous types de rails, Vignole ou à gorge.

Extrait du document constructeur 

La foreuse possède des performances exceptionnelles. Sa robustesse et sa légèreté offrent à l’opérateur une commodité d’utilisation optimale. Sa conception a été entièrement élaborée en faisant appel aux techniques les plus modernes dans le domaine des machines-outils. Elle utilise des forets creux, réduisant considérablement la surface de coupe et entrainant ainsi une diminution de l’effort et du temps de perçage par rapport à un foret traditionnel. Cette réduction d’effort de coupe fait que la motorisation utilisée sur la machine est plus petite.

La machine est équipée :

• d’un moteur essence Honda 2 ou 4 temps avec lanceur à rappel automatique super silencieux protégé ;
• d’un étau précis à serrage rapide par manivelle associé à un jeu de formes simples (ou doubles en option), assurant une mise en place et un retrait de la machine en quelques secondes, une fixation au rail rigide et une très grande précision de perçage ;
• d’un système de lubrification et refroidissement sous pression par le centre de la broche ;
• d’un système de commande manuelle de l’avance de l’outil ;
• en options :

o forme simple ou double pour divers types de rails ;
o gabarit de perçage ;
o forets creux de diamètre 16 à 36 mm ;
o embouts de broches pour utilisation de forets hélicoïdaux courts (diamètre de 6 à 15 mm).

L’étude portera sur la conception préliminaire de la foreuse PR1. On se propose de valider les performances envisagées dans le cahier des charges fonctionnelles et de participer au dimensionnement de solutions techniques impactées par l’évolution de ces exigences afin de rester leader sur le marché du ferroviaire.

Composition du sujet 

Le sujet comporte 3 parties.

Partie A : ÉTUDE DU SYSTÈME DE SERRAGE RAPIDE
Problématique : optimiser le système de serrage sur le rail à percer et valider ses performances.

Partie B : ÉTUDE DE LA MOTORISATION THERMIQUE
Problématique : optimiser le choix du moteur Honda par rapport aux caractéristiques essentielles du cahier des charges fonctionnel en s’appuyant sur la validation de certains éléments de la chaîne de transmission de puissance.

Partie C : ÉTUDE DU MÉCANISME D’AVANCE DE PERÇAGE
Problématique : valider les performances du mécanisme d’avance de perçage en fonction des règles d’ergonomie en vigueur et optimiser cette avance pour réaliser un perçage de qualité.