L’Ecole centrale de Nantes imprime en 3D la première pale d’hélice à usage militaire

La ville de Nantes se retrouve une nouvelle fois au cœur de l’innovation. Après l’inauguration d’un logement construit par impression 3D dans le quartier de la Bottière, c’est une pale d’hélice imprimée en 3D qui a été présentée sur le site d’Indret de Naval Group. Le spécialiste français de l’industrie navale de défense a réalisé cette pièce métallique en collaboration avec l’École centrale de Nantes. Présenté par les protagonistes comme le premier premier démonstrateur de pale d’hélice en fabrication additive à l’échelle 1 destiné à des applications militaires, le prototype pèse 300 kg pour 1 mètre de hauteur.

La pièce est née dans le laboratoire JLMT « Joint Laboratory of Marine Technology », co-créé en 2016 par Naval Group (anciennement DCNS), Centrale Nantes et l’Université de Nantes. Objectif du laboratoire : aboutir à des innovations qualifiées pour les applications industrielles de DCNS dans le domaine de la construction navale militaire.

Si l’on ignore la nature de l’alliage gardée secrète, on sait que la pale a été imprimée selon une méthode d’impression 3D métal similaire à celui employé pour l’hélice de RAMLAB aux Pays-Bas. Il s’agit du procédé WAAM (Wire+Arc Additive Manufacture) qui consiste superposer des fils métalliques soudés au moyen d’un arc électrique et d’un bras robotique. Là où le frittage laser est limité par le plateau d’impression, cette technique permet de fabriquer des pièces de plus grandes dimensions. L’utilisation d’un fil métallique beaucoup plus abordable que les poudres métalliques, rend également la fabrication plus rapide et moins onéreuse.

« La fabrication additive est un processus qui offre des possibilités illimitées »

Grâce à la fabrication additive, l’industrie navale et maritime est en mesure de concevoir des pièces jusqu’alors irréalisables avec les techniques traditionnelles. Elle autorise en effet des concepts de pièces et des assemblages novateurs pour la production de propulseurs apportant une plus grande efficacité aux navires en mer. Les améliorations attendues sont considérables, aussi bien en terme d’autonomie et de rendement propulsif, que de furtivité et d’allègement. La fabrication d’hélices creuses permettrait par exemple d’intégrer des capteurs pour prévenir des pannes et des travaux de maintenance. L’autre objectif pour Naval Group est de concevoir et fabriquer plus vite afin de rivaliser avec la concurrence chinoise.

« La fabrication additive est un processus qui offre des possibilités illimitées: moins de matériaux utilisés, intégration de fonctionnalités supplémentaires et assemblage de pièces géométriquement complexes. » A déclaré le professeur Jean-Yves Hascoët responsable de la plate-forme de fabrication rapide de Centrale Nantes. « Il permet de nouvelles conceptions, des économies de poids, des coûts de fabrication inférieurs. »

Naval Group passera à la phase industrielle d’ici quelques mois en imprimant plusieurs pales pour un montant d’un million d’euros. En 2019 les pièces seront testées sur des navires militaires, pour être ensuite commercialisées à l’été. Des sous-marin pourrait-être équipés dès 2020.

Confirmant l’excellente réputation de Centrale Nantes à l’internationale, l’école d’ingénieur annonçait en mai dernier un partenariat avec l’Université australienne Flinders. Les collaborations porteront sur l’utilisation de technologies nanocomposites pour la fabrication d’hélices marines, et l’impression 3D de matériaux composites métal-polymère.

Sur le créneau de l’impression 3D navale, d’autres acteurs ont développé des solutions d’impression 3D à grande échelle. La société néerlandaise CEAD par exemple, a développé une imprimante 3D géante capable d’imprimer de très grandes pièces jusqu’à 4 x 2 x 1,5 mètres.