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Wabtec : le constructeur de train ouvre un centre d’impression 3D en France pour accélérer sa maintenance

Wabtec : le constructeur de train ouvre un centre d’impression 3D en France pour accélérer sa maintenance

Jusqu’alors principalement utilisée à des fins de prototypage, la fabrication additive opère son virage industriel dans le domaine ferroviaire. Séduits par les atouts cette technologie et sa faculté à réduire drastiquement leurs délais et coûts de maintenance, les acteurs de cette industrie ouvrent de plus en plus de centres de production dédiés.

Un changement de braquet qu’illustre bien Faiveley. Détenu par le constructeur de trains et locomotives américain Wabtec depuis 2016, l’équipementier ferroviaire français vient d’ouvrir son premier centre de fabrication additive en France. Implantée au sein de son usine de Saint-Pierre-des-Corps (Indre-et-Loire), cette ligne d’impression 3D industrielle a pour objectif d’accélérer la maintenance de ses trains et améliorer ainsi leur disponibilité.

La raison pour laquelle l’impression 3D fait figure de game changer pour le secteur ferroviaire, est que son matériel roulant est particulièrement sujet à l’obsolescence. Etant donné leur durée de vie pouvant aller jusqu’à 40 ans, et le nombre des pièces qui le composent (150 000 en moyenne), non seulement les pannes sont fréquentes, mais parfois certaines d’entre-elles ne sont plus fabriquées chez les constructeurs ou les sous-traitants. Parfois même, le fabricant n’existe plus.

Quand on sait qu’un train immobilisé peut coûter jusqu’à 10.000 € par jour, l’impression 3D apparaît comme un investissement d’autant plus rentable. Sur ce point, l’autre chiffre intéressant donné par Henri de Chassey, responsable du pôle d’impression 3D chez Faiveley Wabtec, est que dans le ferroviaire, 66 % des pièces imprimées en 3D le sont à cause de l’obsolescence et que les besoins concernent environ 5 pièces maximum. Pour toutes ces raisons, on comprend donc aisément pourquoi dans ce secteur il n’est pas nécessaire d’imprimer des milliers de pièces pour atteindre un seuil de rentabilité.

Une réduction de poids jusqu’à 75 %

Vanne de contrôle de monter/descente d'un pantographe de train imprimé par Wabte

Vanne de contrôle de monter/descente d’un pantographe de train imprimé par Wabtec (crédits photo : Wabtec)

L’autre problème rencontré dans le secteur ferroviaire qui justifie l’emploi de l’impression 3D, est que quand bien même la pièce de réparation peut-être fabriquée, les délais imposés par les techniques traditionnelles sont horriblement longs. Pour fabriquer une pièce métallique de fonderie par exemple, cela prend environ 6 mois. Parfois même jusqu’à un an pour les plus complexes. Ne requérant ni moules (40 000 € en moyenne), ni outillage, la fabrication additive peut faire cela en quelques jours seulement… Qui plus est, sans minimum commande et localement. Faiveley Wabtec n’aura plus besoin de faire venir des pièces usinées ou moulées à l’autre bout du monde.

Sur le plan de l’allègement, la liberté géométrique de l’impression 3D fait également des miracles. Faiveley Wabtec indique être parvenu à réduire le poids de certaines pièces de trains de transport en commun jusqu’à 75 %. Un gain de poids qui signifie aussi une forte réduction sur l’énergie et la matière première consommée. Sur ce point l’entreprise aurait l’ambition de réduire de 70 % ses émissions de carbone.

Si l’unité d’impression 3D mise en place par Faiveley Wabtec se destine principalement à produire des pièces métalliques et polymère de réparation pour les portes embarquées et palières de TGV, métros et tramways, elle pourra réparer n’importe quelle autre pièce à bord. La société évoque la fabrication de pièces obsolètes tels que des capots, plaques d’immatriculation, manivelles, connecteurs électriques, mais aussi de nouveaux produits tels que des pantographes et des pièces de freinage.

« Nous avons sélectionné les solutions de Nikon SLM car elles proposaient la meilleure option technique sur l’aluminium… »

Le système SLM 500 de Nikon SLM Solutions

Le système d’impression 3D métal SLM500 de Nikon SLM Solutions (crédits photo : Nikon SLM Solutions)

Pour son centre d’impression 3D à deux millions d’euros, (soutenu à hauteur de 300 000 € par le Conseil régional Centre-Val de Loire), l’industriel révèle s’être équipé de plusieurs imprimantes 3D métal et polymère. Grâce à la technologie d’impression 3D métal SLM (fusion laser sur lit de poudre) de Nikon SLM Solutions, la dizaine d’opérateurs mobilisée à ce jour sur le site, seront en capacité de produire leurs pièces métalliques en quelques jours ou semaines. Les impressions seront assurées par une SLM500, auquel il faut ajouter deux systèmes SLM280 et SLM800 déjà utilisés sur le réseau Wabtec AM US.

 « Nous avons sélectionné les solutions Nikon SLM car elles proposaient la meilleure option technique sur l’aluminium, mais aussi parce que certaines de nos précédentes pièces validées ont déjà été produites sur leurs machines. » explique Henri de Chassey,  responsable de la fabrication additive chez Wabtec Transit. « L’équipe technique de Nikon SLM nous a en outre fourni, ainsi qu’à nos applications, un soutien exceptionnel pour la mise en œuvre de ce nouveau projet. »

À mon interrogation concernant le choix de cette technologie plutôt que celle de GE Additive malgré la fusion de Faiveley Wabtec avec General Electric Transportation, Henri de Chassey m’explique qu’elle n’est pas encore assez mature. Quant à la partie polymère, sans surprise celui-ci m’indique que le choix s’est porté sur une imprimante 3D SLS (frittage laser). Les poudres employées sont un PA12 et un matériau répondant à la norme feu/fumée que l’entreprise a spécialement développé pour le ferroviaire.

Outre la France, bien évidemment, l’américain Wabtec dispose déjà de capacités d’impression 3D dans son propre pays, plus exactement à Pittsburgh. En 2020, on se souvient que la société avait également ouvert un centre de fabrication additive en Inde. Une usine dotée de systèmes Multijet Fusion d’HP, avec pour même objectif de rationaliser la maintenance et apporter plus de flexibilité à la production de ses pièces de rechange.

L’usine de Tours se positionne désormais en tant que centre de compétences européen pour les 34 sites industriels exploités par l’industriel américain sur le vieux continent. Fort de cette nouvelle capacité d’impression 3D, Wabtec a l’ambition d’imprimer 25 000 pièces d’ici 2025. 

Nouveau panneau de freins compact (Metroflexx) imprimé 3D de Wabtec

Nouveau panneau de freins compact (Metroflexx) imprimé 3D par Wabtec (crédits photo : Wabtec)

Alexandre Moussion