Naval Group veut fabriquer les hélices de ses navires militaires grâce à l’impression 3D

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38 contributions

  1. NRJ dit :

    Intéressant comme concepte. Le seul problème de la fabrication 3D actuellement, c’est sa capacité à produire en masse des pièces, raison pour laquelle on se contente de quelques pièces et non pas des morceaux entiers ou des appareils.
    Mais la production en masse sera la prochaine étape. Et on pourra peut-être modifier les blindages de char pour en changer la structure, ce qui permettrait d’en augmenter la résistance.

    • clément dit :

      Pour des pièces maitresses de ce type, je ne pense pas que concevoir des imprimantes de grande taille soit un problème, vu les coûts en jeu.

    • J.Charles dit :

      Tout a fait, c’est même deja en cours d’etude dans plusieurs pays d’Europe et les US pour les blindages de char imprimés 3D. Il y a des possibilités d’imprimer des microstructures particulières en alternant différents matériaux couche après couche, qui donnent des performances absolument inatteignables auparavant.
      Un acier « Perlite », qu’on peut obtenir en fonderie traditionnelle, présente ‘naturellement’ une alternance de lamelles de fer avec une concentration en carbone différente (alternance de deux phases non miscibles), ce qui lui donne des propriétés tout a fait singulières. C’est sur ce même principe (et même avec des structures 3D) que la recherche réfléchit a l’étranger (en France, je n’en ai pas connaissance pour cette application).
      .
      Pour ce qui est de la production en masse, effectivement le procédé est extrêmement lent, mais ca ne pose aucun problème pour les produits comme les helices ou un blindage complexe, a très haute valeur et très faible cadence de production.
      Ca pourra notamment éviter des soucis embarrassants comme avec les bulles d’air dans les helices du CDG. Notre industrie fait du très bon travail pour retrouver sa compétitivité, on aura mis 30 ans, mais finalement on commence a bouger et associer mieux la recherche avec le privé, tout en restant loin du niveau d’association américain. J’ai hate de voir les résultats dans 10 ans.

      • CPJ94 dit :

        Qu’en est-il su ce type de procédé de fabrication de la maîtrise des tolérances dimensionnelles (ex. rayons, épaisseurs… ) ?… sur lesquelles ont peut attendre un grand avantage compétitif permettant notamment de réduire les durées de fabrication et de contrôle qualité

        • Fabien dit :

          @ CPJ94
          la maîtrise des côtes de tolérances sur ce type de pièce n’est pas une priorité: donc sur du métal, il y a un aspect à la sortie de l’imprimante qui n’est pas optimal (bosselé, rugueux…).
          Mais c’est tout de même avantageux car la pièce sort largement ébauchée, ce qui réduit le nombre d’outils, de passes d’usinage, pour avoir une pièce finie.
          .
          Il faut aussi signaler les tests d’Airbus qui ont aboutis à une pièce d’un seul tenant alors qu’elle demandait de nombreuses découpes et soudures, pour un résultat moins résistant que la pièce d’une seul tenant… Dans ce cas, une trappe avec une caisse/châssis soudée sur une plaque faisant office de peau.

        • J.Charles dit :

          Bonne question! Les tolerences varient enormement d’un procédé (d’impression) à un autre. En Suisse, ou on fabrique enormement de pièces hyper complexes avec des tolérences de l’ordre du micron (pour l’horlogerie notemment) , je n’ai pas connaissance de procedé 3D qui donne des pièces métalliques de mécanisme ou de finition sans reprise en cnc (intérêt donc pratiquement nul dans ce cas). Pour des Helices de bateau, les tolérences sont beaucoup plus larges, et là, on est capables d’etre bien assez précis. Un polissage à la main suffirait.
          Pour répondre donc, ca dépend, c’est compliqué, oui, non, et pas toujours… 😉 Mais en règle générale, lorsque l’impreSsion 3d est plus precise qu’un autre procédé, alors elle est infiniment plus lente…

  2. Waouuuuuuu dit :

    bonne nouvelle pour le CDG !

    • Nenel dit :

      En lisant l’article, je me suis dit: » tiens une perche pour remettre la malheureuse histoire qu’a rencontré le CdG.  »
      Je vois que ça n’a pas traîné…

  3. Maya dit :

    Le gros avantage de la 3D aussi est que bientôt nous n’aurons plus besoin d’importer de Chine un tas d’objets car ils seront fabriqués en France pour pas cher .

    • Affreux Jojo dit :

      Il faut les assembler ensuite.

      • tartocitron dit :

        Les machines à bras robotique pullulent sur les lignes d’assemblages automobile, électronique, agroalimentaire…

    • Vince dit :

      Comme indiqué plus haut, l’impression 3D n’est pas (encore) adapté à la production industrielle en grande série. Ca reste un processus lent, aujourd’hui adapté à la conception de pièce à la demande (prototype, pièce détachée). Du semi-artisanal en quelque sorte.
      .
      Pour le coup l’impression 3D est une technologie ou les acteurs français sont très présents.

      • tartocitron dit :

        La fabrication additive révolutionne la production en supprimant les phases traditionnelles de fonderie (moulage) et/ou soustractives (fraisage, forage…). Elle permet de faire du sur-mesure par une modélisation personnalisée (hélices adaptées au navire) ou de reproduire à l’infini (injecteurs moteur du HIL). Une meilleure qualité (défauts de fonderie) et une économie (structure creuse résistante, diminution des phases, des stocks) la rende incontournable.
        Mais la France se traine. RAMLAB fabrique déjà des hélices certifiées:
        http://www.primante3d.com/waampeller-13092017/
        Le MIT a dévoilé un imprimante multi-matériaux ultra-précise (40 micromètres) en 2015:
        https://www.youtube.com/watch?v=poRFPjiB9vw

        • Fabien dit :

          @ tartocitron
          Le gouvernement français ne communique pas sur l’acquisition des technologies additives, mais Airbus met le paquet dessus.
          Du coup, cela lui permet des partenariats alléchants, comme sur un projet de futur avion de combat où nombre de pièces et actionneurs pourrait voir leur masse réduite d’un quart à tiers,avec des pièces autrefois complexes réalisées d’un seul tenant pour plus de rigidité.
          Mais dans le même temps, les Chinois utilisent la fabriquation additive pour les pièces les plus critiques de leur futur drone hypersonique… Le temps où l’on montait les tôles sur les structure risque d’être révolu…

    • J.Charles dit :

      On peut deja automatiser les lignes de production en france sans souci. Les freins sont a deux niveaux: internes et externes.
      Internes car socialement on n’accepte pas en France qu’on supprime des emplois, alors qu’ils sont à faible valeur ajoutée et qu’ils seraient remplacés par des emplois plus qualifiés, moins précaires.
      Externes, car en France on est de mauvais vendeurs, et de mauvais « joueurs de poker ». On ne sait pas ou mettre le paquet quand il le faut. Automatiser une ligne de production a 90% est rentable en règle empirique à condition de produire de 1 à 10 millions d’unités par an, ce qui est impossible a vendre avec le seul marché francais. Les chinois sont bien meilleurs vendeurs, et leur marché intérieur absorbe leurs volumes de production délirants sans souci.

    • personne dit :

      Sauf que les chinois font comme nous, et que les objets pas chers français seront toujours plus chers que les objets pas chers chinois…

  4. Lol dit :

    « les objets à produire, comme une pale d’hélice du système propulsif d’un navire, sont imposants. »
    ils sont surtout « pas en plastique »

    • Céphée dit :

      Relisez l’article.

    • JP dit :

      L’impression 3D ne concerne pas que le plastique !
      Différents types de métaux sont imprimés aujourd’hui, et on parle même d’organes qui pourraient être imprimés en 3D, ou encore des pièces en titane pour la médecine interne…
      Les capacités futures sont presque infinies avec cette technologie

  5. Juin20 dit :

    Très belle avancee technologique. Restons très discret sur ces decouvertes les murs (russes et chinois) ont des oreilles. ……………

    • Maxime dit :

      Vous avez raison. Les services secrets prennent leur renseignements sur le site de @laurentlagneau

      • revnonausujai dit :

        jusqu’à 90% des rens proviennent de sources ouvertes, y compris les blogs ; il y a de temps en temps un commentateur qui veut briller et en lache un.
        le plus pesant est de repérer la pétite dans le tas de sable.

  6. LM dit :

    Ingénieur dans un grand groupe industriel français, j’utilise régulièrement ce type de technologies.
    Très cohérent pour ce type de pièces : petite série + forme complexe.
    Dans ce cas précis, ce qui est impressionnant c’est la taille de la pièce.
    Mais très bonne idée. La fonderie des hélices du CDG avait été très problématique (bulles).
    Causant la rupture d’une des pales. De mémoire nous avions récupéré provisoirement les hélices du Clémenceau et relancé la fabrication d’hélices aux US : la galère.
    Mais attention, le coût reste prohibitif et le temps de fabrication très long.
    Et une fois imprimée, la pièce à un aspect très rugueux sans aucune précision et doit passer par de complexes phases de reprise pour les zones ayant une fonction mécanique.
    Le choix des métaux et des plastiques disponibles augmente chaque années, mais certains alliages avec des traitements thermiques complexes ne sont pas pour demain du fait du principe de l’impression 3D : pic de chaleur point par point.
    Mais pour des série de 100 pièces par an max (typiquement le matériel militaire) cela permettra de réelles innovations et/ou améliorations.
    A suivre.

    • Victoire1 dit :

      Votre commentaire est très intéressant. Le gain est juste qualitatif ou aussi en terme de coûts?( amélioration de la productivité?)

      • LM dit :

        Le gain est juste « qualitatif », cette techno permet avant tout de faire des pièces avec des géométries irréalisable (ou très difficilement) par des moyens classiques. Géométrie rendant le système plus performant.
        Typiquement, je l’utilise pour des circuits de refroidissement complexe. Sur certains projets avec un gain de performance de 30% à 40% (réel, mesuré).
        Mais en terme de coût c’est très cher. Environ 3 fois le prix d’une pièce standard dans mon domaine. Donc il faut en gain de performance significatif pour que cela en vaille le coût.
        Récemment, j’ai 2 projets où j’ai voulu intégrer cette techno, les systèmes seraient passé d’une dizaine de pièces à une seule, mais avec un gain en performance estimé à 5% seulement pour un coût x3 = refusé par la direction.

  7. Chill dit :

    A perf équivalente, 50 % de masse gagnée sur une pale c est énorme.

  8. Luc dit :

    Les petits ronds que vous voyez sur l’hélice sont des « cibles », elles servent de repère spatiale pour les scanner 3D! Une belle technologie de contrôle qualité et de END!

  9. Daniel BESSON dit :

    Comment gérer les irrégularités résultant de la superposition des couches , c’est handicapant pour des profils d’hélice !

    • tartocitron dit :

      Pas vraiment. Comme on peut le voir sur la photo, le haut de la pâle a été usinée et correspond au profil désiré contrairement au bas qui est resté brut pour en démontrer la fabrication.
      Par contre l’intérieur creux est plus problématique. La surface ne peut être usinée et les irrégularités peuvent créer des amorces de micro-fissures avec les contraintes de fatigue (thermiques et mécaniques).
      Avant d’en équiper tout les nouveaux navires, des tests en usure accélérée devraient se faire, du moins espérons.

  10. Stoltenberg dit :

    Bravo à Naval Group et bravo aux scientifiques de Centrale Nantes ! Je pense que l’industrie automatisée c’est le futur pour l’Europe et le monde occidental en général donc ça fait du bien d’entendre que les Français apportent des contributions majeures.

  11. JF dit :

    Pourquoi n’utilise t’il pas l’impression sur poudre de minerai? Encore moins de perte et encore plus solide. Surtout la technique est déjà utilisée pour des pièces de A400m.

  12. Fred06 dit :

    Meme avec ces technologies de pointe, il faudra toujours une balayette.

  13. Racine dit :

    Je travaille depuis 2 ans pour changer la forme et la position des hélices .les helices ne repondent pas aux principes de la physique qui dit que l’action est toujours opposée aux mouvements ce principe fonctionne avec les voitures les avions les missiles et non les moteurs de bateaux c pour quoi ces moteurs consomment beaucoup d’énergie où la perte du rendement je developpe maintenant une autre forme de moteur rapide et pas de consommation d’énergie contact : 004915218376071

  14. Carin dit :

    Du coup on comprends mieux le «  France is back «  de mr Macron!!
    Et effectivement, vivement dans une dizaine d’années que l’on voit où nos géniaux ingénieurs auront conduit l’industrie française??
    Serai-ce un retour d’une période des « lumières » ?

  15. Sempre en Davant dit :

    Ce qui parait le plus intéressant c’est la possibilité de laisser des creux.
    Un tube est plus rigide qu’une barre. Il est pourtant moins lourd et réduire l’inertie d’une pièce tournante peut être fort avantageux.
    Ce sera encore plus fantastique lorsque le procédé permettra d’associer des matériaux différents…
    .
    Reste que ce serait encore mieux en FRANÇAIS!
    Ras le bol des universités française qui se donnent des titres en anglais pour « faire Rider »!

  16. Fred dit :

    Je suis plus que circonspect sur l’intérêt de cette technologie d’avenir, dans le cas pratique exposé ici.
    .
    Le grand hic, c’est la nécessité d’usinage intégral de la pale avec ce procédé !
    L’intérêt de réaliser des pièces par fonderie, c’est justement d’éviter un usinage d’une complexité extrême.
    .
    Si l’on doit au final usiner totalement la pièce, autant partir d’un bloc laminé ou forgé, qui aura des qualités de résistance nettement supérieures à un procédé de micro-ajouts par apport de soudures ponctuelles.
    L’avantage d’économie de matière première est nul : les copeaux de cupro-aluminium peuvent être recyclés (refondus) sans difficulté, comme le sont les ébarbures et évents issu du procédé de fonderie, qui de plus ne me semblent pas plus important à vue de nez, en volume, que ce que l’on voit sur l’image en tête d’article.
    .
    Les avantages que POURRAIENT apporter l’imprimerie 3D seraient la possibilité de réaliser des pièces creuses, ou des couches de matières différentes combinant leurs qualités propres (comme un assemblage multi-acier de type « Damas », très ancienne technologie par ailleurs !) … Mais ce n’est pas encore le cas : le procédé reste à améliorer.
    .
    Quand à l’argument de l’allégement (le jour où l’on saura réaliser des pièces creuses fonctionnelles, ce qui n’est pas le cas ici), s’il est indéniablement extrêmement intéressant pour une machine volante, pour ce qui est de l’hélice d’un navire, je ne suis pas convaincu que la chose soit d’une importante vitale.
    .
    .
    P.S. Pour ce qui est des hélices du CDG, je rappelle que l’origine de la faille réside dans le fait que la PME française qui les a réalisées et dont ses nouveaux actionnaires avaient dégraissé les effectifs, avait confié le travail à des personnes moins expérimentées (et par conséquent moins rémunérées). La fonderie de précision, et plus encore de très grosses pièces est un art difficile, rare et précieux.

    • Sempre en Davant dit :

      Le damas c’est très bien… Mais la on pourrait passer au nid d’abeilles.
      S’agissant de l’allègement c’est aux efforts sur les lignes d’arbres que je pensais.
      Avec l’idée qu’une réduction de 40% de la masse des hélices permettrait par exemple une inversion considérablement plus rapide.
      Et peut être un placement plus efficace sous la coque?
      N’étant pas marin je n’ai aucune capacité pour dire si cela permettrai un gain intéressant pour passer de machines avant à machine arrière… Ou à quelque autre manœuvre impactant la maniabilité du bateau.
      Nos camarades « rameurs » peuvent’ils nous éclairer?