Fabrication additive : l’Isae-Supaero et l’Institut Clément Ader se dotent d’un équipement « unique en France »
L’Institut Clément Ader (ICA), unité mixte de recherche spécialisée dans l’étude des structures et des matériaux, et le département de recherche en mécanique des structures et matériaux de l’Isae-Supaero, à Toulouse, se dotent d’une machine de fabrication additive par dépôt filaire destinée à l’aéronautique. Un équipement « unique en France dans un environnement de recherche », indique à La Lettre M Anis Hor, chercheur à l’Isae-Supaero. Financé dans le cadre d’un contrat de plan État-Région, cet équipement est le fruit de 700 k€ d’investissement (Région : 300 k€, État : 295 k€, Toulouse Métropole : 105 k€), auxquels s’ajoute une enveloppe de 100 k€ injectée par l’Isae-Supaero pour son installation et son déploiement.
Pour Nadia Pellefigue, vice-présidente de la Région Occitanie déléguée à l'enseignement supérieur, à la recherche, à l'Europe et aux relations internationales, la mise en service de cette nouvelle machine – inaugurée le 23 septembre – constitue « une étape symbolique dans la construction d’un écosystème ambitieux qui prépare l’aéronautique de demain ».
L'avion de demain
Nommée Waam (Wire Arc Additive Manufacturing), cette machine de nouvelle génération, qui fonctionne grâce à une technologie innovante de dépôt de fil métallique fusionné à l’aide d’un arc électrique, permet de fabriquer des préformes et des pièces de structure semi-finies en titane, en aluminium ou en multi-matériaux à destination de l’industrie aéronautique. « C’est un équipement sur mesure unique qui a été développé en fonction de nos besoins », insiste Anis Hor.
Si aujourd’hui, les pièces de mât des réacteurs d’avion ainsi que toutes les pièces de grande taille constituant les aéronefs sont usinées dans la masse – ce qui génère une grande quantité de déchets sous forme de copeaux –, elles pourraient bien, demain, être produites en partie grâce aux technologies de fabrication additive. Avec des gains potentiellement intéressants, souligne Marie-Hélène Baroux, DG de l'Isae-Supaero, en termes de « diminution d’énergie consommée, de temps de fabrication et d’impact environnemental ». Le procédé permettrait en outre de rationaliser la consommation de métaux rares et d’accompagner la transformation numérique des industriels, facilitant ainsi la fabrication de produits innovants. « Les recherches de l’ICA et de l'Isae-Supaero vont permettre de modéliser et de caractériser les pièces fabriquées par ce procédé et de définir de nouvelles méthodes de conception et d’optimisation des pièces aéronautiques », estime Jean-François Ferrero, directeur de l’Institut Clément Ader.
De la recherche à l'industrie
Concrètement, cette nouvelle machine six axes – capable de produire des pièces de 1,5 mètre de longueur pour 1 mètre de largeur et 1 mètre de hauteur, « ce qui couvre 75 % du spectre des pièces aéronautiques », indique Anis Hor – va être utilisée par les élèves-ingénieurs, doctorants et chercheurs de l’Isae-Supaero et de l’ICA en vue de concevoir et de fabriquer de nouvelles pièces avec de nouveaux matériaux. « La transformation du secteur s’accélère au rythme des technologies, insiste Marie-Hélène Baroux. Nous devons toujours avoir deux ou trois coups d’avance. Un tel équipement nous permet d’élargir nos capacités de recherche à une gamme plus vaste. » Par ailleurs, les différents instruments embarqués dans la machine – caméra thermique, pyromètre laser, thermocouple… – peuvent, grâce aux données qu'ils contribuent à collecter, concourir à « une future certification des pièces », assure Anis Hor. Dans cette optique, des projets de collaboration avec des industriels comme Airbus et Safran sont en discussion.
