La recherche de matériaux modernes et l'utilisation de nouvelles technologies pour le confort des chevaux et du maréchal ferrant

Research of modern materials and use of new technologies for greater comfort of horses and shoeing smith

¹ ICMCB/ENSCPB-UPR 9048, 87, Av. A. Schweitzer, 33608 Pessac, France
² Maréchal Ferrant, 24000 Saint Géraud de Corps, France
³ SARL-Aquidisplay, 32 rue Alexis Labro, 33130 Bègles, France www.aquidisplay.com

Résumé

Les matériaux composites à matrice d'alliage d'aluminium sont maintenant envisagés pour la réalisation de ferrures pour les chevaux pour leur résistance à l'usure. Les matériaux composites ont été développés pour les secteurs de l'automobile et de l'aéronautique dans les années 80. Aujourd'hui, il semble que le domaine équestre constitue une niche si un procédé et un matériau économiquement viables sont trouvés. Les alliages d'aluminium sont intéressants pour (1) leur légèreté, (2) leur pouvoir amortissant des ondes de choc et (3) leur mise en forme à une température plus faible que les alliages ferreux. Ces alliages peuvent être renforcés par des particules céramiques dures. La production de ces composites est essentiellement assurée par Alcan au Canada. L'alliage qui a été choisi pour ce travail est un alliage de fonderie (AS7G06 (A356)), il est renforcé par des particules de carbure de silicium (SiC) (15-20 μm en taille et 15 % en volume). Des lingots de ces composites ont été refondus puis coulés dans un moule adapté. La visualisation 3D obtenue à partir d'un logiciel de CAO a permis au maréchal ferrant de sculpter sa pièce sur un écran d'ordinateur comme il aurait pu le faire sur une maquette. Les fichiers informatiques ont ensuite été utilisés pour piloter une machine de prototypage rapide et réaliser directement le moule métallique. Ces ferrures composites ont ensuite été posées à chaud sur le sabot du cheval comme cela est fait pour le fer. Afin de contrôler la température d'ajustage, les fers en composite ont été peints avec une peinture thermochrome utilisée pour contrôler la température dans les turboréacteurs. Cette peinture vire du bleu au mauve puis au jaune à 400 °C, température à laquelle il faut poser la ferrure. Ce composite présente à la fois les avantages des alliages légers d'aluminium ou de titane tout en ayant une tenue à l'usure comparable à certains alliages ferreux traditionnels.

Abstract

We propose today, to take the advantage of the wear resistance of an aluminium matrix composite, to make horse shoes. The aluminium matrix composites have been developed in the automotive and aeronautic fields in the 80's. From now on, the equestrian field should be a good opportunity if a viable material and manufacturing process is found. Aluminium alloys are thought about due to their lightness, their damping of waves, and their casting at a lower temperature than iron. These alloys can be reinforced by tough ceramic particles. Mainly Alcan, in Canada, produces these composites. A casting alloy (AS7G06 (A356)) reinforced with SiC particles (15-20 μm in size and 15% volume) has been chosen for this work. Ingots of this composite have been melted and cast in an adapted mould. Thanks to a CAO software and a 3D viewing, the shoeing smith managed to "carve" his piece of work on a computer screen as he could have done with a model. Computer files have then been used to direct a prototyping machine and achieve directly the metallic mould. These horse shoes were then placed when still hot on the horse hooves as it is done for iron. The composite horse shoes have been painted with a thermochromice paint (used to control the temperature in jet engines) in order to control the setting temperature. This paint becomes blue, then purple, then yellow at 400 °C and this is when the horse shoe must be placed. This composite shows the advantages of both aluminium and titanium light alloys together with a wear resistance similar to some traditional iron alloys.