Cahier des charges des tubes en acier au carbone pour la construction aéronautique (1929) (édition originale)
Le Cahier des charges spéciales provisoire, approuvé par le Ministère des Travaux Publics et le Sous-Secrétariat d’État de l’Aéronautique et des Transports Aériens, définit les exigences techniques et les conditions de réception pour les tubes en acier au carbone destinés à la fabrication des appareils volants. Rédigé en 1925 et mis à jour par une feuille rectificative en février 1929, ce document annule et remplace le précédent cahier des charges de 1918, marquant une évolution des normes pour répondre aux besoins croissants de l’industrie aéronautique française de l’entre-deux-guerres.
Les dispositions générales précisent que les tubes, quelle que soit leur section, doivent être obtenus par étirage à partir d’ébauches forgées ou laminées sans soudure, sauf autorisation spéciale. Les commandes doivent indiquer le nombre, les dimensions, le poids des produits, ainsi que la nature de l’acier (conformément au Tableau Standard des aciers bruts destinés à l’Aéronautique) et l’état de livraison des tubes. Les tubes en aciers spéciaux ou ceux ayant subi des traitements thermiques particuliers (comme les tubes d’essieu) font l’objet de cahiers des charges spécifiques.
La fabrication est soumise à un contrôle strict : les agents du service technique ont un accès libre aux ateliers et usines pour identifier les lots et vérifier les traitements thermiques et mécaniques. Le fournisseur doit assurer la manutention des produits et l’usinage des éprouvettes nécessaires aux essais. Les fours de chauffage et de revenu doivent être de dimensions suffisantes pour garantir une température homogène sur toute la longueur des tubes, un point crucial pour éviter les défauts de traitement thermique. Le choix des conditions de traitement est laissé à l’appréciation du fournisseur, mais sous réserve de respecter les normes de qualité imposées.
L’état de livraison des tubes est un critère essentiel. Les commandes doivent préciser si les tubes ont subi un recuit final (après la dernière passe d’étirage) ou non. Les surfaces des tubes finis ne doivent présenter aucun défaut (criques, pailles, fissures) et doivent être dressées, avec des extrémités coupées d’équerre. Les tolérances dimensionnelles sont strictement définies : pour le diamètre extérieur, elles varient de ±0,1 mm pour les tubes de diamètre ≤ 20 mm à ±0,3 mm pour les tubes de diamètre > 40 mm, tandis que l’épaisseur admet une tolérance de ±5 %. Les tubes de section torpédo ou rectangulaire ne doivent présenter aucun angle vif, et tout écart de rectitude ne doit pas dépasser 1 pour 600 sur toute la longueur du tube.
Le lotissement est organisé pour garantir la traçabilité et l’homogénéité des produits. Les tubes sont présentés en lots de maximum 150 unités, avec un poids total n’excédant pas 500 kg. Chaque lot doit être constitué de tubes provenant d’ébauches de même origine, ayant les mêmes dimensions et ayant subi les mêmes traitements thermiques et mécaniques. Cette organisation permet un contrôle qualité systématique et rigoureux.
Les essais de réception sont au cœur du cahier des charges. Trois types d’essais principaux sont imposés : l’essai de traction, l’essai d’évasement et l’essai d’aplatissement. L’essai de traction, réalisé sur les tubes eux-mêmes ou sur des éprouvettes, vérifie la résistance unitaire et l’allongement du matériau. Pour les tubes livrés sans recuit final, les essais sont effectués à la fois à l’état de livraison et à l’état recuit, afin de garantir les performances dans les deux conditions. Les valeurs minimales de résistance varient selon la catégorie d’acier : 32 kg/mm² pour l’acier n°11, 38 kg/mm² pour le n°12, 43 kg/mm² pour le n°13, et 52 kg/mm² pour le n°14. Les allongements minimaux sont également spécifiés, avec des valeurs plus élevées pour les éprouvettes que pour les tubes eux-mêmes.
L’essai d’évasement consiste à enfoncer un mandrin conique dans une virole du tube jusqu’à l’apparition de la première crique, mesurant ainsi la ductilité du matériau. Les pourcentages minimaux d’augmentation de diamètre avant fissuration varient selon l’acier et l’épaisseur, allant de 10 % à 29 % pour les tubes ayant subi un recuit final. L’essai d’aplatissement, quant à lui, mesure la résistance à la déformation en comprimant une extrémité du tube jusqu’à l’apparition d’une crique. Les réductions minimales de diamètre avant fissuration sont de 50 % pour l’acier n°11, 40 % pour le n°12, 30 % pour le n°13, et 20 % pour le n°14.
La proportion des essais est définie pour garantir un contrôle représentatif et fiable. Pour les tubes livrés après recuit final, deux essais de traction par lot sont réalisés, chacun sur un tube différent. Pour les tubes non recuits, deux essais doubles par lot sont effectués, combinant un essai à l’état de livraison et un essai à l’état recuit. Les essais d’évasement et d’aplatissement peuvent être réduits en fonction des résultats des essais de traction et de l’homogénéité du lot. En cas de non-conformité, les tubes défectueux sont éliminés, et des contre-essais sont réalisés sur un nombre double d’échantillons. Si un seul contre-essai est défavorable, le lot entier est rejeté.
Enfin, le cahier des charges rappelle que la responsabilité du fournisseur reste entière, même après les essais. Les tubes acceptés reçoivent une marque d’acceptation, tandis que ceux rejetés sont marqués sans préjudice pour une éventuelle utilisation commerciale ultérieure. Ce document illustre ainsi la rigueur et la précision exigées dans la fabrication des composants aéronautiques, essentielles pour garantir la sécurité et la fiabilité des appareils de l’époque.
11 pages – en français – format A5 – bon état
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The Provisional Special Specifications, approved by the Ministry of Public Works and the Under-Secretariat of State for Aeronautics and Air Transport, set out the technical requirements and acceptance conditions for carbon steel tubes intended for the manufacture of aircraft. Drafted in 1925 and updated by a corrigendum in February 1929, this document repeals and replaces the previous specification of 1918, marking an evolution in standards to meet the growing needs of the French aeronautical industry during the interwar period.
The general provisions specify that the tubes, regardless of their cross-section, must be produced by drawing from seamless forged or rolled blanks, unless special authorisation is granted. Orders must specify the quantity, dimensions and weight of the products, as well as the type of steel (in accordance with the Standard Table of Raw Steels for the Aeronautical Industry) and the condition in which the tubes are to be supplied. Tubes made of special steels or those that have undergone specific heat treatments (such as axle tubes) are subject to specific specifications.
Manufacturing is subject to strict control: technical department staff have unrestricted access to workshops and factories to identify batches and verify heat treatments and mechanical processes. The supplier must ensure the handling of the products and the machining of the test specimens required for testing. Heating and tempering furnaces must be of sufficient size to ensure a uniform temperature along the entire length of the tubes, a crucial factor in preventing heat treatment defects. The choice of treatment conditions is left to the supplier’s discretion, provided that the required quality standards are met.
The delivery condition of the tubes is an essential criterion. Orders must specify whether the tubes have undergone final annealing (after the final drawing pass) or not. The surfaces of the finished tubes must be free from any defects (cracks, striations, fissures) and must be straightened, with ends cut square. Dimensional tolerances are strictly defined: for the external diameter, they range from ±0.1 mm for tubes with a diameter ≤ 20 mm to ±0.3 mm for tubes with a diameter > 40 mm, whilst the wall thickness is subject to a tolerance of ±5 per cent. Tubes with a torpedo-shaped or rectangular cross-section must not have any sharp edges, and any deviation from straightness must not exceed 1 in 600 over the entire length of the tube.
The batching process is organised to ensure the traceability and uniformity of the products. The tubes are supplied in batches of no more than 150 units, with a total weight not exceeding 500 kg. Each batch must consist of tubes derived from billets of the same origin, having the same dimensions and having undergone the same heat and mechanical treatments. This organisation enables systematic and rigorous quality control.
Acceptance tests are central to the specifications. Three main types of test are required: the tensile test, the flaring test and the flattening test. The tensile test, carried out on the tubes themselves or on test specimens, verifies the material’s tensile strength and elongation. For tubes supplied without final annealing, the tests are carried out both in the as-supplied condition and in the annealed condition, in order to guarantee performance under both conditions. The minimum strength values vary according to the steel grade: 32 kg/mm² for grade 11, 38 kg/mm² for grade 12, 43 kg/mm² for grade 13, and 52 kg/mm² for grade 14. Minimum elongation values are also specified, with higher values for test specimens than for the tubes themselves.
The flaring test involves pressing a conical mandrel into a tube ferrule until the first crack appears, thereby measuring the ductility of the material. The minimum percentage increases in diameter before cracking vary depending on the steel grade and wall thickness, ranging from 10 per cent to 29 per cent for tubes that have undergone final annealing. The flattening test, meanwhile, measures resistance to deformation by compressing one end of the tube until a crack appears. The minimum reductions in diameter before cracking are 50 per cent for No. 11 steel, 40 per cent for No. 12, 30 per cent for No. 13, and 20 per cent for No. 14.
The proportion of tests is defined to ensure a representative and reliable inspection. For tubes supplied after final annealing, two tensile tests per batch are carried out, each on a different tube. For unannealed tubes, two sets of tests per batch are carried out, combining a test in the as-delivered condition and a test in the annealed condition. The flaring and flattening tests may be reduced depending on the results of the tensile tests and the homogeneity of the batch. In the event of non-conformity, the defective tubes are discarded, and counter-tests are carried out on double the number of samples. If even a single counter-test is unfavourable, the entire batch is rejected.
Finally, the specifications state that the supplier retains full responsibility, even after the tests. Accepted tubes are marked as such, whilst rejected ones are marked without prejudice to any potential future commercial use. This document thus illustrates the rigour and precision required in the manufacture of aeronautical components, which were essential to ensuring the safety and reliability of aircraft of that era.
11 pages – in French – A5 format – in good condition