L’impression 3D métallique dans l’aéronautique

Depuis quelques années, l’impression 3D connaît un véritable tournant avec l’impression additive métallique. Personnalisation des pièces fabriquées, légèreté, réduction des coûts et des délais sont autant de facteurs qui ont incité les acteurs de l’aéronautique à se lancer dans l’impression 3D métallique en nouant des partenariats avec des spécialistes du domaine.

Évolution de l’impression 3D métal
Les tout débuts de l’impression 3D métal remontent aux années 70 avec la fusion sur lit de poudre, puis sont apparues la stratoconception – alliant usinage (retrait de matière) et fabrication additive –, la projection à froid de poudres métalliques ou encore la manipulation par magnétisme. Ce n’est qu’en 1995 que les premiers brevets furent déposés et, quelques années plus tard, les premières machines à impression 3D métal étaient sur le marché. Les métaux utilisés sont très variés : alors que le galiu et le colbat-chrome sont davantage prisés pour des applications médicales, l’aluminium – qui associe légèreté et solidité –, est le plus utilisé en aéronautique. Depuis 2015, ledit secteur a pris conscience des importantes possibilités de développement qu’offrait l’impression 3D métal et de ses innombrables avantages, à commencer par la précision, le zéro déchet, la résistance ainsi que les délais de fabrication raccourcis. Le cabinet de conseil et de recherche Gartner a estimé que 75 % des avions, militaires ou commerciaux, seront partiellement équipés de pièces imprimées en 3D d’ici 2021. En termes de monnaie sonnante et trébuchante, cela devrait représenter 9,3 milliards de dollars dans la prochaine décennie, d’après Smartech Publishing, qui évalue déjà à 20 % la progression de 2017 (1,15 milliard de dollars) par rapport à 2016 (950 millions de dollars). 

De la cabine de pilotage au moteur  
Nombreux sont les équipementiers qui créent des divisions 3D ou nouent des partenariats avec des spécialistes du 3D métal afin de bénéficier de ses multiples avantages, à l’instar des entreprises Michelin et Fives qui ont créé à Clermont-Ferrand (France) une unité de production spécialisée dans cette technologie. La concurrence est vive entre les constructeurs de moteurs. Pratt & Witney a conçu un moteur d’avion dont 12 pièces (dont les collecteurs de carburant, la buse d’injection ou encore les pièces de fixation) ont été fabriquées de façon additive. Les résultats sont concluants : une phase de conception réduite de 15 mois et un moteur dont le poids est divisé par deux. Quant à Safran, spécialisée dans la conception de moteurs, l’entreprise mise sur l’amélioration des coûts de production et de la performance grâce à l’impression 3D métal. Enfin, GE Additive se lance dans la fabrication du moteur Catalyst (pour l’avion à hélices Cessna) dont un tiers sera fabriqué de manière addictive. Outre le moteur, l’impression 3D métal est très présente pour la réalisation de sièges d’avion – poids de 766 gr chez Autodesk (soit moitié moins qu’une structure classique) –, pour l’intérieur des cabines – comme le prouve le nouveau partenariat entre la compagnie aérienne des Émirats arabes unis, Etihad Airways, et EOS, un spécialiste de l’impression 3D – ou encore pour la conception d’avions de chasse (BAE Systems, entreprise britannique) ou de drones, tels que les drones Perdrix de l’armée américaine.

Les gros acteurs aéronautiques se lancent depuis plusieurs années dans la conception de pièces 3D métal pour leurs aéronefs. Toutefois, le marché est loin d’être mûr, notamment en raison de la rapidité avec laquelle les progrès technologies se développent, ce qui freine les entreprises à mettre la main à la poche pour un produit qui trop vite deviendra obsolète.