Épreuve E4 - BTS Industries Céramiques - juin 2025

Présentation générale

La société « Fourniture » est un fabricant d’accessoires de fours (kiln furnitures). Elle produit des plaques, piliers et autres accessoires par pressage, extrusion et coulage traditionnel.

Pour cette étude, le client est un groupe sanitariste qui fabrique des lavabos en vitreous, cuits à 1270°C. Ce client demande de développer et fabriquer des « Éco-supports » : ce sont des supports réutilisables qui remplaceraient les supports jetables de cuisson pour ses pièces sanitaires.

Quand on pose directement les pièces à cuire sur les plaques de four, les lourdes pièces sanitaires ont un retrait de cuisson important, beaucoup plus élevé que les plaques de four. Un frottement important au niveau de la surface de contact entre pièces sanitaires et plaques de four freine leur retrait, qui n’est plus le même en haut et en bas de la pièce. Cela génère des fissures et des défauts dans l’émail.

On corrige souvent ce problème au moyen de plaques fabriquées à part, posées sèches sous chaque pièce sanitaire. Ces supports secs se cuisent avec la pièce sanitaire sèche placée au-dessus et l’accompagnent dans sa dilatation et dans son retrait en cours de cuisson. On évite ainsi les défauts. Cependant, à la fin du cycle de cuisson, ces supports sacrificiels ne pourront plus jamais subir du retrait pour accompagner d’autres pièces à cuire ; ils doivent être détruits.

Ainsi, on perd un support de 3 kg pour chaque nouvelle pièce sanitaire de 20 kg. Comme l’entreprise produit 1 million de pièces/an, ce sont 3000 tonnes de produit qui sont cuites et détruites chaque année.

En résumé, ces supports sacrificiels augmentent la qualité mais aussi le temps de travail et les coûts de matière et d’énergie, ainsi que l’empreinte carbone de l’entreprise.

Un « Éco-support » est un support réutilisable. Il consiste en quatre plaquettes réfractaires placées sur des billes réfractaires, elles-mêmes placées sur un support inférieur qui laissera ces billes rouler sous l’effet des forces de dilatation et retrait générées par la pièce sanitaire. Les 4 plaquettes supérieures seront calées au départ par une pièce de carton (« cale combustible ») qui se consumera en début de cuisson. On s’assure ainsi que les 4 plaquettes seront en position « éloignée » en début de cuisson pour se placer en position « rapprochée » à la fin de la cuisson.

Les supports, en étant chauffés et refroidis subiront un vieillissement à chaque cycle de cuisson, et seront progressivement endommagés. Le client souhaite que les « Éco-supports » supportent au moins 300 cycles de cuisson et coûtent moins cher que le coût de matière et d’énergie associé au nombre de supports sacrificiels remplacés par ces supports réutilisables. Ce dernier coût est considéré comme le prix maximum acceptable par le client pour qu’il décide de recourir aux « Éco-supports ».

Questionnement 

Cette étude s’articule autour de 3 parties :

• Partie A : Analyse de la demande du client de son cahier des charges, du dossier de conception préliminaire.
• Partie B : Recensement et spécifications des technologies et des moyens de réalisation, définition des processus de réalisation.
• Partie C : Validation des produits à réaliser, définition du cahier des charges technique et des éléments susceptibles de contribuer à l’établissement d’un devis.

Les 3 parties sont indépendantes.