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[Dossier Impression 3D] La chasse aux kilos s'intensifie dans l'aérospatial

Alexandre Couto
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[Dossier Impression 3D] La chasse aux kilos s'intensifie dans l'aérospatial

La tête d’injection du moteur de l’étage supérieur de l’Ariane 6 a été réalisée en une seule pièce grâce à l’impression 3D.

Avions, satellites et lanceurs spatiaux embarquent toujours plus de pièces imprimées en 3D. Le mouvement s’accélère, porté par les réductions de masse permises par la fabrication additive.

Certains chiffres marquent un tournant. Avec plus de 40 000 injecteurs imprimés en 3D, destinés au réacteur Leap conçu avec Safran, General Electric Additive peut témoigner de l’importance prise par la fabrication additive dans l’aérospatial. Et l’exemple est loin d’être isolé : le Boeing 777X, qui effectuait en début d’année son premier vol long courrier, embarque dans ses moteurs près de 300 pièces imprimées, tandis qu’Airbus confie depuis 2019 au suisse Liebherr Aerospace l’impression en série des supports métalliques des trains d’atterrissage de son A 350 XWB. Le procédé gagne également les pièces de la cabine. Materialise, spécialiste de l’impression 3D polymères, produit depuis 2018 pour Airbus des panneaux intérieurs visibles par les passagers.

Selon le cabinet Market Research Future, le nombre d’entreprises de fabrication additive certifiées par l’aéronautique et le spatial a progressé de 23 % entre 2017 et 2018. Une croissance qui devrait rester supérieure à 20 % jusqu’en 2023. Des chiffres confirmés sur le terrain. « Nous sommes passés de quelques douzaines de pièces en 2017 à quelques centaines en 2018. Aujourd’hui, nous totalisons plus de 70 000 pièces produites en fabrication additive embarquées dans nos aéronefs pour un peu plus d’une centaine de références », indiquait Jérôme Rascol, le responsable de la fabrication additive d’Airbus lors de l’Aerospace Additive Manufacturing Summit, organisé fin 2019 à Toulouse.

« La liberté de design offerte par cette technologie est très séduisante pour l’aéronautique et le spatial, souligne Max Rigal, le dirigeant d’une société de conseil en fabrication additive et membre du pôle de compétitivité Aerospace Valley. Sur les pièces aérodynamiques, le procédé permet de se rapprocher des formes théoriques obtenues grâce à la simulation. »

1000 dollars le kilo gagné

Cependant, le gain de performance n’est pas le premier critère recherché lorsqu’il est question d’opter pour la fabrication additive. « La masse est la véritable bête noire du secteur », précise Max Rigal. L’allégement des appareils permet aux avionneurs de réduire la consommation de kérosène et les émissions de CO2. « Sur un avion, chaque kilo gagné correspond à une économie de 1 000 dollars en moyenne, estime Sylvain Belz, le responsable de la fabrication additive métal chez Dassault Aviation. Le moindre gramme est chassé par les constructeurs. »

Le passage à la fabrication 3D du support de train d’atterrissage de l’A 350 XWB a ainsi entraîné une réduction de poids de près de 29 %, tandis que l’injecteur du moteur Leap a subi une cure de minceur de 25 %. Les panneaux intérieurs de Materialise affichent, eux, une perte de masse de 15 %. « Chez Dassault, nous visons un allégement de 50 % sur certaines pièces », affirme Sylvain Belz.

Un objectif que l’on retrouve dans le spatial, où chaque kilo grappillé permet de réduire la consommation du carburant embarqué dans les lanceurs et d’augmenter leur charge utile, mais aussi de faire baisser la facture de mise en orbite des satellites. Konnect, le satellite fabriqué par Thales et lancé au début de l’année, embarquait 20 pièces imprimées par fusion sur lit poudre métallique (SLM), pour un gain de[…]

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