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Le chasseur de mines Andromède équipé d’une hélice produite en impression 3D

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Le chasseur de mines Andromède équipé d’une hélice produite en impression 3D

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Pour la première fois, un bâtiment de la Marine nationale est équipé d’une hélice issue de la fabrication additive. Il s’agit du chasseur de mines tripartite (CMT) Andromède, qui a reçu cet équipement à l’occasion de son arrêt technique majeur à Brest.

Cette hélice de 2.5 mètres de diamètre, composée de cinq pales en cuproaluminium, a été produite par le site Naval Group d’Indret, qui investit fortement depuis plusieurs années dans l’industrialisation des nouvelles technologies d’impression 3D. L’établissement, situé dans la région nantaise, s’est ainsi équipé de la plus grande cellule d’Europe employant le procédé WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) qui consiste à créer des objets par ajout successif de couches de matière. Longue de 20 mètres pour une largeur de 8 mètres, cette cellule robotisée, intégrée par la filiale nantaise du groupe japonais Yaskawa, peut produire des pièces jusqu’à 5 tonnes.

Dans le cas présent, chaque ébauche de pale, réalisée dans le même alliage qu’en fonderie, faisait 300 kilos en sortie de fabrication additive, et 200 après usinage. Parties d’Indret en octobre, les cinq pales ont rejoint Brest où les équipes locales de Naval Group les ont fixées sur l’arbre porte-hélice, installé ensuite sur le CMT (cette unique hélice constituant la propulsion principale de l'Andromède). Les essais conduits en décembre ont permis, selon l’industriel et la marine, de démontrer le succès de l’opération. Certifiée par le Bureau Veritas, cette hélice n’a pas été réalisée pour une campagne de tests mais a vocation à rester sur le bâtiment jusqu’à sa fin de vie. « Il a fallu créer, en collaboration avec le Service de Soutien de la Flotte et la Direction Générale de l'Armement, tout le référentiel pour répondre aux normes très élevées des navires militaires, par exemple en matière de robustesse et de discrétion acoustique. Cette hélice restera sur le bateau pendant toutes ses missions et ne présente aucune restriction par rapport à celle qu’elle remplace », explique-t-on chez Naval Group, où l’on affirme qu’il s’agit de la plus grande hélice produite de cette manière en Europe et de la première installée sur un bâtiment de combat.  

 

La cellule de fabrication additive d'Indret (© NAVAL GROUP)

La cellule de fabrication additive d'Indret (© NAVAL GROUP)

 

 

L'une des pales (© MER ET MARINE VINCENT GROIZELEAU)

L'une des pales (© MER ET MARINE VINCENT GROIZELEAU)

Installation de la nouvelle hélice à Brest (© NAVAL GROUP)

Installation de la nouvelle hélice à Brest (© NAVAL GROUP)

Installation de la nouvelle hélice à Brest (© NAVAL GROUP)

Installation de la nouvelle hélice à Brest (© NAVAL GROUP)

 

L’industriel, qui s’est lancé dans l’aventure de l’impression 3D en 2015 et vise uniquement le marché naval militaire, veut capitaliser sur ce premier succès pour convaincre ses clients et développer la fabrication additive dans ses opérations industrielles. Cette technologie, qui peut être employée sur différents matériaux, comme ici le cuproaluminium mais aussi le titane et l’inox, présente en effet des avantages considérables par rapport aux techniques traditionnelles de fonderie. Elle réduit notamment la quantité de matière nécessaire (de l’ordre de 20% de surplus avant usinage contre 50%), avec une qualité métallurgique des pièces plus élevée et donc beaucoup moins de rebut, des gains importants étant également attendus en matière de masse, y compris via le développement de pièces creuses, comme des pales d’hélices (ce qui n’est pas le cas pour l’Andromède). Autre avantage : réaliser d’un seul tenant des éléments auparavant constitués de plusieurs morceaux qu’il fallait souder entre eux. Mais surtout, cette avancée majeure permet d’envisager des design des pièces aujourd’hui inaccessibles aux procédés classiques. Ce qui doit permettre de réaliser des équipements plus robustes et performants, avec aussi un fort impact sur la manière même de penser la conception des pièces. Naval Group compte par exemple réaliser en fabrication additive des pièces complexes de chaufferies nucléaires, comme des échangeurs sur les futurs sous-marins et porte-avions de la Marine nationale. Avec déjà des prototypes pour lesquels il est possible de réduire par 10 le volume grâce à l’impression 3D. Des berceaux et carlingages de sous-marins sont également visés, y compris pour les prochains SNA du programme Barracuda construits à Cherbourg.

L’impression 3D, qu’il s’agisse de techniques employant des matériaux organiques ou métalliques, présente enfin un important potentiel pour les opérations de maintien en condition opérationnelle, puisqu’elle permettra de pouvoir produire rapidement des pièces, avec pour objectif de raccourcir les délais d’approvisionnement et d'intervention, tout en optimisant la gestion des stocks.

La fabrication additive ne sonne pas, pour autant, le glas des fonderies, avec lesquelles Naval Group compte travailler « encore longtemps » sur des pièces où les techniques traditionnelles sont plus valables et aussi via des procédés hybrides faisant intervenir ancienne et nouvelle méthodes. Le site d’Indret, qui investissait dans cette technologie 3 à 4 millions d’euros par an depuis 2015, compte en tous cas passer à la vitesse supérieure. Les investissements annuels vont passer à 7 millions d’euros et l’installation d’une seconde cabine de production devrait intervenir rapidement.

- Voir notre reportage réalisé à Indret sur la fabrication additive

© Un article de la rédaction de Mer et Marine. Reproduction interdite sans consentement du ou des auteurs.

 

 

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