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Production de pièces

Par Monnaie royale canadienne    |   Jeudi le 3 mai 2012

Chef de file mondial en haute technologie

Notre usine et siège social d'Ottawa et celle de Winnipeg forment un des établissements de monnayage les plus perfectionnés au monde, grâce à des techniques de production à la fine pointe du progrès.

Nous sommes fiers de nos procédés brevetés et de nos « premières » :

• Une technique de placage brevetée permettant d'importantes économies
• Un mécanisme breveté hautement fiable pour le sertissage de pièces bimétalliques
• Des brevets en instance pour nos techniques de fabrication de pièces colorées et de pièces holographiques, ainsi que pour nos procédés d'affinage de l'or et de l'argent
• La production de la première pièce d'investissement en or fin 9999
• La production de la plus grosse pièce au monde en or fin 99999

Recherche-développement interne

Nous sommes à l'avant-garde de l'industrie mondiale du monnayage dans les domaines du brunissage et du polissage des flans; nos deux techniques dans ce domaine ayant été mises au point ici même, par notre propre équipe de recherche-développement.

Nos ingénieurs innovent également en trouvant des usages jusqu'alors insoupçonnés pour une foule de machines, d'applications, de procédés existants.

Le placage multicouche sur acier : procédé plus sûr, moins coûteux

L'instabilité du prix des métaux communs et la hausse des coûts de production ont suscité une forte demande mondiale pour une solution de rechange à la pièce de monnaie classique. Le procédé révolutionnaire de placage multicouche sur acier breveté par la Monnaie offre d'importants avantages :

• Économies substantielles de temps et de matériaux : le placage multicouche nécessite moins de nickel, de cuivre et de bronze. Et il est nettement plus rapide que le placage unique
• Rendement supérieur : le nickel résiste mieux au ternissement que le cupro-nickel et l'acier ferritique
• Sécurité accrue : les pièces ont une signature électromagnétique parfaitement lisible, ce qui garantit leur sécurité et évite la fraude dans les distributrices automatiques.

Depuis 2000, le gouvernement du Canada a économisé des millions de dollars grâce à ce nouveau procédé. Et nos clients du monde entier profitent eux aussi de notre percée technologique.

Affinage du métal

Du minerai au métal pur en 5 étapes

L'affinage de l'or à la Monnaie se fait en cinq grandes étapes :

1. Préfusion
   Les lingots d'origine, aussi appelés dorés de mine, d'une pureté variant de 5 à 95 %, sont fondus dans un four. Des échantillons sont prélevés pour déterminer la teneur en or.
2. Chloration
   L'injection de chlore gazeux fait monter les autres métaux à la surface sous forme de chlorures liquides. L'or resté au fond, au degré de pureté 995, est alors versé dans un moule à anode.
3. Récupération de l'or
   On ajoute de la soude calcinée aux chlorures liquides de l'étape précédente. Les particules d'or restantes s'agglutinent avec des particules d'argent en un « bouton » qui se dépose au fond du creuset.
4. Électrolyse
   L'anode d'or est plongée dans une cuve contenant une solution d'acide chlorhydrique et de chlorure d'or. Le courant électrique amène les particules d'or à se plaquer sur une cathode en titane, libérant au passage des impuretés (surtout de l'argent) qui se précipitent au fond de la cuve. Le degré de pureté 9999 se trouve alors atteint.
5. Coulée finale
   L'or pur 9999 est moulé en lingots de différentes tailles ou transformé en granules.

Conception des motifs

Les beaux motifs font les belles pièces! Nous nous efforçons d'en choisir qui touchent une corde sensible parmi la population, qui sont porteurs de sens, mémorables… et reproductibles dans le métal.

D'abord le thème…

Si l'avers des pièces de monnaie porte l'effigie du monarque en titre, le revers, lui, s'orne d'un motif distinctif fondé sur un thème ayant fait l'objet d'une recherche exhaustive, inspiré souvent d'événements, de lieux, d'occasions d'importance nationale.

Il nous arrive même de sonder l'opinion publique pour cerner ceux que les Canadiens trouvent les plus intéressants ou les plus évocateurs.

… puis le motif

Une fois le thème choisi, la Monnaie demande à des artistes de lui soumettre des motifs. Elle leur fournit de la documentation, des concepts, des consignes de création, des fiches techniques et des échantillons de motifs antérieurs.

La Monnaie a coutume d'engager des artistes canadiens de renom, mais bon nombre des motifs les plus remarquables de ses collections sont l'Å“uvre de ses propres dessinateurs et graveurs.

L'art du motif numismatique

Les motifs doivent avoir une qualité artistique, doivent représenter exactement leur sujet et pouvoir être reproduits sur des flans de métal.

L'ours polaire de la pièce de deux dollars, par exemple, a d'abord été examiné à la loupe par un zoologiste, qui s'est assuré de la justesse des détails anatomiques. Puis nos spécialistes ont fait des suggestions pour que le motif ressorte mieux sur la surface métallique d'une pièce ronde et que les détails graphiques se concentrent au milieu, non au pourtour, et qu'un relief marqué fasse ressortir l'animal par rapport à l'arrière-plan.

Qui décide des motifs qui orneront les pièces canadiennes?

La Monnaie recueille ses idées de concours, d'études et de sondages, y compris auprès du grand public, puis elle fait ses recommandations au gouvernement du Canada. Les pièces numismatiques sont approuvées par le ministre et les pièces de circulation par le gouverneur en conseil.

À la main

L'art du détail

Les pièces et médailles commémoratives sont fabriquées à la main, chacune telle une œuvre d'art. C'est la spécialité de l'usine d'Ottawa qui ne produit en moyenne que 8 000 pièces numismatiques par quart de travail de huit heures, alors que celle de Winnipeg fonctionne à plein régime.

De précieux métal à précieuse pièce de collection, en cinq étapes.

1. Moulage
   C'est la première étape. L'argent est fondu en gros lingots, qu'un coupoir taille en morceaux plus petits. Les lingots sortent lentement du four et passent par une série de boîtes de refroidissement avant d'arriver à la scie, qui les coupe en pièces d'environ deux pieds de long. La raboteuse enlève ensuite une mince couche d'argent à la surface des lingots afin d'en exposer l'intérieur brillant, non oxydé.
2. Laminage
   Les lingots sont amincis entre deux rouleaux d'acier dans le laminoir dégrossisseur, d'où ils ressortent à une épaisseur de 8 mm pour l'argent et 4 mm pour l'or.
   • Recuit
     Chauffés de six à sept heures dans un four à recuit à la température très élevée de 700 °C, les lingots d'argent subissent un second laminage dans le finisseur. L'or, beaucoup plus mou et malléable, n'a pas à franchir cette étape.
   • Finissage
     Les lingots, passés une deuxième fois dans le finisseur, sortent en bandes que les spécialistes mesurent avec soin pour en vérifier l'épaisseur exacte.
   • Découpage
     La presse à découper, un poinçon spécial de la taille de la pièce prévue, exerce une pression de 40 tonnes au pouce carré pour découper les flans (des pièces sans motif) à même les bandes de métal. Les restants, appelés « cisailles », sont recyclés à l'affinerie.
3. Préparation de la frappe
   Avant que leur surface ne s'orne d'un motif, les flans doivent subir plusieurs manipulations pour assurer la durabilité, la précision et l'apparence du produit fini.
   • Cordonnage
     La presse à cordonner sert à débarrasser les flans des aspérités laissées par la presse à découper et à leur ajouter un rebord de manière à ce que le motif du poinçon s'y transfère parfaitement lors de la frappe. Ce rebord, ou cordon, peut prolonger la vie des pièces de 10 à 15 ans.
   • Brunissage
     Les flans sont lavés et polis par culbutage avec des billes d'acier de diverses tailles. Le brunissage peut durer jusqu'à six heures dans un tambour réservé à chaque alliage afin d'éviter la contamination. Puis les flans sont étalés et soigneusement séchés à la main avec une serviette afin d'éviter les égratignures.
   • Dégraissage
     Les flans font alors l'objet d'un dernier nettoyage et inspection selon le procédé de dégraissage Finsonic, c'est-à-dire le trempage des flans pendant 15 minutes dans un mélange d'alcool et d'eau chaude (50 à 60 °C). Les flans non-conformes sont renvoyés au moulage et refondus.
4. Frappe
   Nos pièces numismatiques sont des œuvres d'art originales. Leur fabrication minutieuse comporte l'application des normes les plus strictes. Les flans sont transformés en pièces – à la main ou selon des procédés automatisés – à l'usine d'Ottawa, où des motifs sont apposés sur leurs deux faces.
   • Frappe automatique
     Bien que les presses automatiques servent surtout pour les pièces en métaux non précieux (nickel, cuivre, etc.), elles sont parfois utilisées pour des pièces plus précieuses comme les produits d'investissement en or. La durée utile des coins est de 2 000 à 5 000 frappes en moyenne.
   • Frappe manuelle
     Les presses manuelles servent à la frappe de métaux précieux (or, argent ou platine) pour créer des pièces numismatiques (de collection). Ce sont des coins de travail en acier, logés dans les presses, qui impriment le motif désiré, souvent à la suite de deux ou même de trois frappes.
5. Gravure
   Les graveurs de la Monnaie exécutent les motifs complexes qui ornent les pièces finies. Le dessin est soigneusement transposé du papier à un coin, avec un contrôle de la qualité à chaque étape.
   • Dessin et copies
     Tous les éléments du dessin original sont sculptés dans de très grands disques, afin d'en conserver le plus de détails possible. Une copie réduite du dessin en plâtre est transférée sur un disque de caoutchouc pour donner une image positive, puis sur un disque de résine époxyde afin de produire un modèle en négatif du dessin original.
   • Réduction
     Un tour à réduire, comme une machine à tailler les clés, suit les contours du disque d'époxyde original pour en graver une copie à plus petite échelle sur une plaque de laiton.
   • Fabrication des coins
     Les coins servant à frapper la monnaie sont copiés à partir du dessin original réduit. Un deuxième tour met jusqu'à 48 heures pour réduire et transférer toute l'information de la plaque de laiton sur un coin en acier appelé matrice. Celle-ci, essentiellement le coin « original », est copiée en vue de la production du poinçon maître (c'est ce qu'on appelle l'enfonçage des coins).
     
     Le poinçon maître est ensuite enfoncé dans un autre coin vierge afin de produire des coins de travail, qui servent à frapper les pièces, ou des coins épreuves, qui sont conçus de manière à frapper les pièces en laissant un relief givré sur un arrière-plan brillant comme un miroir.

À grande échelle

Rapidité et précision

C'est à Winnipeg que la Monnaie produit ses pièces à grande échelle. Avec ses méthodes et son équipement à la fine pointe du progrès, elle peut y fabriquer chaque jour jusqu'à 15 millions de pièces plaquées, destinées à la circulation ici et à l'étranger. En appliquant les normes les plus strictes, elle est devenue un fournisseur mondial réputé de pièces de monnaie.

Comment sont produites les pièces de circulation?

Les pièces de circulation sont fabriquées grâce aux techniques les plus perfectionnées selon des méthodes brevetées, et soumises à un strict échantillonnage statistique de la qualité.

Production des flans

L'acier arrive en longs rouleaux dont on alimente une poinçonneuse à grande capacité, qui peut produire plus de 13 000 flans à la minute!

Affinage du produit brut

Les flans sont ébavurés (élimination de toute aspérité sur le pourtour), après quoi ils sont soumis au cordonnage (formation d'un rebord en saillie), puis chauffés pour mieux recevoir la frappe et nettoyés.

Sécurité accrue

Par électrodéposition, les flans d'acier sont revêtus d'un placage protecteur de nickel et de cuivre. Le procédé breveté de placage multicouche, exclusif à la Monnaie, est le seul au monde capable de reproduire la signature électromagnétique de n'importe quelle pièce en alliage classique – un net avantage sur le plan de la sécurité pour le secteur de la distribution automatique.

Des normes rigoureuses

Après le placage, les pièces sont asséchées, polies et triées par des appareils de tri visionique ultramodernes capables d'examiner jusqu'à 180 000 flans à l'heure afin d'y déceler les cloques, les variations de couleur et les défauts de surface. Elles sont ensuite frappées sous une presse à haute vitesse. Une fois mises en rouleau et emballées, elles sont expédiées aux entrepôts centraux que compte la Monnaie à travers le pays en vue de leur distribution aux institutions financières.