Afin de réduire l'impact climatique de l'aviation, Le motoriste et équipementier Safran table sur l'impression 3D pour alléger ses moteurs.
Un laser qui vient fusionner couche par couche la poudre de nickel pour élaborer des pièces complexes de moteur. C’est le pari de Safran pour accélérer la décarbonation du secteur aéronautique.
Le motoriste et équipementier aéronautique a inauguré le 7 octobre son "Safran Additive Manufacturing Campus" au Haillan, près de Bordeaux. L'industriel a rassemblé sur le même site dédié à la fabrication additive, autre nom de l'impression 3D, tous ses moyens et une équipe d'une centaine de personnes, des ingénieurs chargés de la conception aux techniciens réalisant la production de série.
"La création de ce pôle d'excellence est une décision stratégique pour fédérer l'expertise de Safran dans la fabrication additive et accélérer l'utilisation de cette technologie de rupture", plaide le directeur général de Safran, Olivier Andriès.
Le secteur aéronautique espère que les gains technologiques sur les avions représenteront près d'un tiers de l'effort nécessaire pour atteindre en 2050 la neutralité carbone nette à laquelle il s'est engagé. Pour cela, un axe clé est l'allègement des aéronefs, notamment des moteurs, synonyme de moindre consommation de carburant, donc d'émissions de CO2.
"L'énorme gain de la fabrication additive, c'est qu'on va faire des pièces plus légères, donc voler en consommant moins", explique François-Xavier Foubert, le spécialiste impression 3D de Safran. L'allègement est de 20 à 30 % par rapport aux pièces fabriquées de façon traditionnelle, qu'elles soient forgées ou produites en fonderie.
L'impression 3D permet de "ne mettre de la matière que là où il y en a besoin", et donc de limiter aussi la consommation de matières premières, poursuit-il. Une ferrure forgée nécessite ainsi 10 kg de matière première pour aboutir à une pièce d'un kg ; pour obtenir la même pièce de 500 grammes à partir d'un moule en fonderie, il faut 2 kg de matière. En impression 3D, il ne faut que 600 g de matière pour obtenir la même ferrure qui fera 400 g.
"Répétabilité" accrue
Autre avantage, détaille Éric Dalbiès, directeur de la recherche et technologie de Safran, la fabrication additive est "capable de dépasser la qualité d'une pièce de fonderie, ce n'était pas possible il y a une dizaine d'années", sans toutefois atteindre encore les caractéristiques d'une pièce de forge. Elle offre en outre une "répétabilité" accrue, gage de constance dans la qualité
Un bloc hydraulique, servant à étendre ou à rétracter le train d'atterrissage de l'Airbus A350 ne pèsera en 2024, une fois certifié, plus que 10 kg grâce à l'impression 3D, contre 18 actuellement avec la forge. Et l'impact CO2 de sa fabrication est divisé par huit.
"C'est une autre manière de concevoir les pièces, dont certaines qu'on ne saurait pas faire autrement", celles avec des géométries complexes en particulier, selon François-Xavier Foubert. Un assemblage de 152 pièces d'un moteur d'hélicoptère a par exemple été regroupé en un seul monobloc.
À terme, 25 % des pièces d'un moteur d'avion pourraient être réalisées en fabrication additive. On n'en est pas encore là. Seules douze pièces ont été certifiées pour l'instant, des pièces de moteurs d'hélicoptère, du Rafale ou du moteur Leap équipant les A320 et B737. Cinq autres doivent l'être d'ici la fin de l'année et plus d'une centaine d'ici à 2025.
"C'est encore très faible, car l'impression 3D a d'autant plus de valeur sur un moteur que l'on conçoit", explique Marjolaine Grange, directrice de Safran notamment chargée de la performance. Pour l'heure, il s'agit essentiellement par ce nouveau procédé de dupliquer des pièces sur un moteur existant. Sur la prochaine génération de moteur, sur lequel Safran travaille pour 2035 avec son programme Rise, les formes de certaines pièces, plus efficaces, pourront être totalement différentes et contribuer à un changement de l'architecture même du moteur. Pour François-Xavier Foubert, "on est au début de l'histoire".
Le motoriste et équipementier aéronautique a inauguré le 7 octobre son "Safran Additive Manufacturing Campus" au Haillan, près de Bordeaux. L'industriel a rassemblé sur le même site dédié à la fabrication additive, autre nom de l'impression 3D, tous ses moyens et une équipe d'une centaine de personnes, des ingénieurs chargés de la conception aux techniciens réalisant la production de série.
"La création de ce pôle d'excellence est une décision stratégique pour fédérer l'expertise de Safran dans la fabrication additive et accélérer l'utilisation de cette technologie de rupture", plaide le directeur général de Safran, Olivier Andriès.
Le secteur aéronautique espère que les gains technologiques sur les avions représenteront près d'un tiers de l'effort nécessaire pour atteindre en 2050 la neutralité carbone nette à laquelle il s'est engagé. Pour cela, un axe clé est l'allègement des aéronefs, notamment des moteurs, synonyme de moindre consommation de carburant, donc d'émissions de CO2.
"L'énorme gain de la fabrication additive, c'est qu'on va faire des pièces plus légères, donc voler en consommant moins", explique François-Xavier Foubert, le spécialiste impression 3D de Safran. L'allègement est de 20 à 30 % par rapport aux pièces fabriquées de façon traditionnelle, qu'elles soient forgées ou produites en fonderie.
L'impression 3D permet de "ne mettre de la matière que là où il y en a besoin", et donc de limiter aussi la consommation de matières premières, poursuit-il. Une ferrure forgée nécessite ainsi 10 kg de matière première pour aboutir à une pièce d'un kg ; pour obtenir la même pièce de 500 grammes à partir d'un moule en fonderie, il faut 2 kg de matière. En impression 3D, il ne faut que 600 g de matière pour obtenir la même ferrure qui fera 400 g.
"Répétabilité" accrue
Autre avantage, détaille Éric Dalbiès, directeur de la recherche et technologie de Safran, la fabrication additive est "capable de dépasser la qualité d'une pièce de fonderie, ce n'était pas possible il y a une dizaine d'années", sans toutefois atteindre encore les caractéristiques d'une pièce de forge. Elle offre en outre une "répétabilité" accrue, gage de constance dans la qualité
Un bloc hydraulique, servant à étendre ou à rétracter le train d'atterrissage de l'Airbus A350 ne pèsera en 2024, une fois certifié, plus que 10 kg grâce à l'impression 3D, contre 18 actuellement avec la forge. Et l'impact CO2 de sa fabrication est divisé par huit.
"C'est une autre manière de concevoir les pièces, dont certaines qu'on ne saurait pas faire autrement", celles avec des géométries complexes en particulier, selon François-Xavier Foubert. Un assemblage de 152 pièces d'un moteur d'hélicoptère a par exemple été regroupé en un seul monobloc.
À terme, 25 % des pièces d'un moteur d'avion pourraient être réalisées en fabrication additive. On n'en est pas encore là. Seules douze pièces ont été certifiées pour l'instant, des pièces de moteurs d'hélicoptère, du Rafale ou du moteur Leap équipant les A320 et B737. Cinq autres doivent l'être d'ici la fin de l'année et plus d'une centaine d'ici à 2025.
"C'est encore très faible, car l'impression 3D a d'autant plus de valeur sur un moteur que l'on conçoit", explique Marjolaine Grange, directrice de Safran notamment chargée de la performance. Pour l'heure, il s'agit essentiellement par ce nouveau procédé de dupliquer des pièces sur un moteur existant. Sur la prochaine génération de moteur, sur lequel Safran travaille pour 2035 avec son programme Rise, les formes de certaines pièces, plus efficaces, pourront être totalement différentes et contribuer à un changement de l'architecture même du moteur. Pour François-Xavier Foubert, "on est au début de l'histoire".
