Première mondiale : Le chasseur de mines Andromède navigue avec une hélice fabriquée par impression 3D
En 2016, Naval Group s’était associé à l’École Centrale de Nantes pour conduire des recherches dans le domaine de la fabrication additive [ou impression 3D] au sein d’un « Joint Laboratory of Maitime Technology » [JLMT], doté d’un budget de 1,5 million d’euros par an.
Deux ans plus tard, le démonstrateur d’une pale d’hélice fabriquée par impression 3D et en utilisant une technologie par dépôt de fil métallique sous arc-électrique, appeléeWired arc additive manufacturing [WAAM], fut dévoilé par Centrale Nantes et Naval Group. D’une masse de 300 kg pour une hauteur de un mètre, ce prototype avait été conçu en cupro-aluminium, un alliage à base de cuivre et d’aluminium ayant la propriété de résister à la corrosion.
Utiliser l’impression 3D pour la construction navale est plus compliqué que pour les autres domaines, comme celui de l’aéronautique, par exemple. En effet, les pièces à produire sont plus imposantes et leur matériau doit évidemment être compatible avec un usage en mer. Aussi, ce démonstrateur d’hélice conçu selon ce procédé constituait une prouesse technologique.
Depuis, les travaux se sont poursuivis… Et ils viennent de franchir une étape majeure, en étant à l’origine d’une première mondiale. En effet, le chasseur de mines tripartite [CMT] « Andromède » de la Marine nationale navigue désormais avec une hélice d’une envergure de 2,5 mètres et composée de cinq pales de 200 kg chacune fabriquées par impression 3D.
Les essais en mer ont été validés fin décembre et l’hélice en question a été certifiée par le Bureau Veritas. En clair, elle est parfaitement conforme aux spécifications que l’on attend d’un tel composant pour une utilisation opérationnelle… Et elle n’est donc limitée par aucune restriction d’emploi, au même titre qu’une hélice fabriquée « à l’ancienne. »
« Aujourd’hui c’est une première mondiale. Il s’agit du plus grand propulseur à être réalisé en fabrication additive métallique et c’est la première hélice issue de cette technologie, embarquée à bord d’un navire militaire et fabriquée pour aller au-delà de l’expérimentation essais en mer », a commenté Emmanuel Chol, Directeur du site Naval Group de Nantes-Indret.
Les pales de cette hélice ont été produites grâce à des robots et des imprimantes 3D fournis par la filiale française du groupe japonais Yaskawa. Désormais, le constructeur naval français est le seul en Europe à disposer d’une telle capacité de production.
L’impression 3D offre plusieurs avantages par rapport aux procédés de fabrication traditionnels. En premier lieu, elle est plus économique étant donné qu’il faut moins de matériaux pour produire une pale [ou toute autre pièce]…. et aussi beaucoup moins de temps [ce qui facilitera le maintien en condition opérationnel]. En outre, les composants ainsi réalisés sont plus légers et… aussi plus performants.
« Le recours à la fabrication additive nous permet de réaliser le meilleur compromis entre la masse, le niveau de bruit rayonné et les performances propulsives. Nous envisageons par exemple, à performance équivalente, une réduction de masse de l’ordre de 50% sur les pales », expliquait ainsi un responsable de Naval Group à l’Usine Nouvelle, en juin 2018.
Un autre avantage est la possibilité de produire des pièces plus complexes. « Le montage de cette hélice réalisée en fabrication additive est une grande promesse pour l’avenir. Cette nouvelle technologie nous permettra de limiter considérablement les contraintes techniques et donc de proposer des solutions nouvelles pour la fabrication de composants de géométrie complexe inaccessible par des procédés conventionnels », a en effet souligné Eric Balufin, directeur du site de Naval Group à Brest.
La fabrication de cette hélice par impression 3D n’est qu’une étape, Naval Group ayant l’intention de lancer une nouvelle phase de développement afin de « repenser la conception d’autres pièces ». Par exemple, avance le constructeur naval, « la production de propulseurs en fabrication additive apportera une plus grande efficacité aux navires en mer : rendement propulsif amélioré, furtivité et allègement. »
Ce qui veut dire que le porte-avions de nouvelle génération [PA NG], mais aussi les autres navires à venir, comme les SNLE 3G ou les Frégates de défense et d’intervention [FDI], bénéficieront de cette technologie, pour laquelle Naval Group va investir 7 millions d’euros en 2021.
Photo : Le prototype de pale d’hélice conçu par impression 3D en 2018 © Centrale Nantes
Impressionnant !
🙂
Je vous tire mon chapeau ! La classe !
on fait bien des moteurs fusée en impression 3D, la grande diffilcultée est d’arriver à certifier la durée de vie de la pièce.
Cette info ne pouvait pas rester confidentielle ?
Maintenant tout les industriels (surtout les nuisibles) vont rappliquer du coté de Nantes !
J’avais déjà lu l’impression 3D d’une hélice en 2018.
Si Naval Group diffuse l’info, tout le monde est déjà au courant; notamment les nuisibles
@ jyv58
Ah bon ? Et tu avais lu ça où ? ;o)
http://www.opex360.com/2018/07/01/naval-group-veut-fabriquer-helices-de-navires-militaires-grace-a-limpression-3d/
Cit : [ Si Naval Group diffuse l’info, tout le monde est déjà au courant; notamment les nuisibles ]
Cette fabrication intervient dans le cadre d’un programme financé par la Commission Européenne donc la confidentialité est toute relative … .0)
Il faut quand même préciser qu’il s’agit d’une pale creuse ( hollow propeller blade ) : La confidentialité cela doit-être au niveau du  » fourrage » de l’âme creuse avec une mousse polymère anti-vibrations . S’il y en a une ?
https://www.naval-group.com/sites/default/files/styles/heading_article/public/2020-09/dmonstrateur-pale-creuse-ramsses_copyright.jpg?itok=1Do5rXCg
@ Jyv58
Tout à fait :
https://www.ouest-france.fr/pays-de-la-loire/nantes-44000/naval-group-imprime-d-enormes-helices-en-3-d-5840366
Il y a aussi une entreprise japonaise dans l’affaire :
https://www.usinenouvelle.com/article/avec-naval-group-la-fabrication-additive-prend-la-mer.N1048229
https://www.usine-digitale.fr/article/le-chasseur-de-mines-tripartite-andromede-utilise-desormais-une-helice-imprimee-en-3d.N1048239
Une bonne nouvelle !
De mémoire, je crois que les hélices initiales du PAN Charles de Gaulle avaient été coulées en France, et qu’une s’était cassée. Il avait fallu remplacer temporairement par les hélices des PA Foch-Clémenceau, qui du coup était moins rapide. Et au final je crois qu’il avait fallu faire produire des hélices aux USA car le fournisseur français ne pouvait garantir des hélices en bronze qui ne se casseraient pas.
Je dis une bêtise ou je dis vrai ?
J’espère que cette fois-ci on tient le bon bout pour les futures générations…
France is back !!!
Exact, à un détail, les hélices faites aux US ont été payées par l’assurance de l’entreprise.
Donc ce n’est pas le contribuable qui a payé les secondes.
La fonte de grande pièces, c’est vraiment difficile. Si la théorie est connue depuis longtemps, la maîtrise de la pratique nécessite des volumes pour maintenir les savoir-faire.
Quand on sait qu’en plus, les alliages les plus intéressants d’un point de vue technique sont aussi souvent bien ch§§nts à couler…coulez-donc un peu de plomb sur votre gazinière, à peine plus gros qu’une noix, grattez ou coupez_le, je serais bien étonné si vous n’y trouvez pas quelques retassures (déchirures internes du métal qui refroidit) !
Je n’ai pas d’expérience de fonderie, mais ai travaille dans le moulage polymère.
Avec ma grande geule, j’ai signalé les progrès potentiels de la fabrication additive.
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Et là , nous y sommes pleinement.
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Une hélice, c’est une pièce complexe. La.faire en acier sans microfissures ou criques, c’est un exploit de fonderie.
Et c’est pour cela que la Charles s’est retrouvé à ramer.
Pour nos sous-marins et navires critiques, c’est un vrai retour à la souveraineté (l’hélice de rechange du CDG est made in US)
Les hélices ne sont pas en acier !
Autant pour moi: métal inoxydable voire bronze.
D’où le lien avec votre pseudo 😉
@ E-Faystos
Pas tout à fait : les hélices de remplacement sont américaines, mais les hélices de secours sont à nouveau françaises.
http://www.opex360.com/2008/06/12/deux-nouvelles-helices-pour-le-charles-de-gaulle/
Espérons qu’on ne cherchera pas à revendre cette entreprise à la première firme américaine intéressée….
Bien vérifier la provenance, pour ne pas être accusés de recel !
https://www.militarynews.ru/story.asp?rid=1&nid=544238&lang=RU
Clairement, on est pas dans le Pif-gadget…
https://lemamouth.blogspot.com/2019/10/pourquoi-barkhane-se-met-limpression-3d.html
Il y a des grands spécialistes en France, même dans des régions où l’on ne s’y attend pas:
https://www.vosgesmatin.fr/science-et-technologie/2020/12/13/tout-savoir-sur-la-fabrication-additive-avec-l-ouvrage-de-claude-barlier-du-cirtes-de-saint-die
Celui-là est mis en avant par un site assez visuel :
https://www.3dnatives.com/le-grand-livre-de-limpression-3d-140920203
BAE s’y est mis pour des pièces d’avions :
https://www.usinenouvelle.com/editorial/bae-systems-met-l-avion-de-combat-a-l-impression-3d.N1023274
@ Plusdepognon
Les Vosges et Saint-Dié en particulier sont des places fortes de la métallurgie ; rien d’étonnant à ce qu’on y trouve de la 3D additive de pointe (Et présence aussi de Michelin qui investi beaucoup dans cette technologie).
@ Fred
Je me souviens très bien des gigantesques manifestations des gens qui allaient perdre leurs emplois dans la sidérurgie.
Qu’il reste quelque chose de cette histoire est un petit miracle, vu la globalisation des échanges sans droits de doaune et le dumping social.
bonne nouvelle. Reste plus qu a imprimer le porte avion nouvelle génération 🙂
L’impression 3D permet de modifier la composition de l’alliage métallique sur différentes parties d’une même pièce, afin de l’adapter aux différentes contraintes qu’elle subie !