Magazine Mardi 2 juin 2020 - 14:49

Imprimez votre futur en Grand Ouest

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La région Grand Ouest a placé les nouvelles technologies comme leviers de croissance de l’économie. La fabrication additive est au cœur de la transition numérique comme le montre le programme « Accès PME ». La région rassemble des compétences et des équipements dans le domaine, à l’image des actions menées dans la lutte contre le Covid-19. Focus sur la région Grand Ouest !

La région Grand Ouest est un néologisme, une notion géographique pouvant regrouper plusieurs régions se trouvant dans la moitié ouest de la France métropolitaine. Généralement, le Grand Ouest comprend systématiquement la Bretagne et les Pays de la Loire, et, dans sa plus grande extension, la Normandie, l’ex-Poitou-Charentes et le Centre-Val de Loire. 

L’industrie en région Grand Ouest – à l’image de la France – est en pleine révolution, et elle ne manque pas d’atouts. Forte du dynamisme de secteurs comme l’aéronautique ou la défense, sans oublier la construction navale avec les emblématiques chantiers de Saint-Nazaire, l’industrie de la région Grand-Ouest a longtemps été synonyme de croissance et de création d’emplois. Mais, ces dernières années ont été plus compliquées, la conjoncture n’étant pas très porteuse sur le Vieux Continent. Heureusement, les start-up et les entreprises du numérique dynamisent l’économie de cette région. Les nouvelles technologies sont un des principaux leviers de croissance de l’économie française, et les métropoles nantaise et rennaise contribuent largement à la « FrenchTech ». La crise sanitaire du Covid-19 pourrait également changer la donne.

Les projets fabrication additive en Bretagne et Pays de la Loire

Le Pôle EMC2, l’IRT Jules Verne et le programme « Accès PME »

En région Grand Ouest, la fabrication additive s’ouvre aux PME... notamment grâce au dispositif « Accès PME ». Ce programme ouvert a pour objectif de lever le frein de l’adoption et de l’intégration de la technologie. Né en 2017, « Accès PME » est un dispositif opéré par le Pôle EMC2 et soutenu par le GIE Albatros, pour des projets réalisés au sein du centre de recherche technologique de l’IRT Jules Verne. « Accès PME est un levier, un tremplin pour un développement que l’on n’est pas capable de faire de façon autonome », explique Franck Bourcier, directeur marketing et innovations chez Loirtech. Il s’adresse aux PME françaises ayant déjà une structure de R&D interne et qui souhaitent s’appuyer sur l’expertise et le matériel de pointe de l’IRT Jules Verne pour réaliser leurs projets. Il concerne des travaux de recherche pour l’usine du futur et/ou des technologies de production innovantes, avec des niveaux de TRL compris entre 4 et 6. Il est porté par plusieurs acteurs locaux, dont le pôle de compétitivité européen des technologies de fabrication EMC2. Celui-ci accompagne les start-up, les PME, les ETI, les grands groupes et les acteurs académiques vers de nouveaux modèles de production, pour « produire mieux, propre, demain et ensemble ». Avec 2,4 milliards d’euros de budget global de R&D, la communauté EMC2 relève des défis clés pour la compétitivité industrielle française à travers, notamment, des programmes de transition numérique comme le dispositif.

L’IRT Jules Verne est un autre acteur important de la Région, engagé dans le programme « Accès PME ». Il accompagne les PME françaises travaillant en lien avec les technologies de production de l’usine du futur – en cohérence avec les expertises de recherche de l’IRT dans les technologies avancées de production, pour les structures composites, métalliques et les structures hybrides. Doté de 450 millions d’euros, il ambitionne des avancées en termes de synthèse des matériaux composites multidimensionnels, de microélectronique, de simulation et d'acoustique. Il concerne quatre filières industrielles : l’aéronautique, les transports terrestres, les secteurs naval et l’énergie. Il associe des industriels tels que des PME et PMI, des acteurs publics de la recherche et de la formation comme le pôle de compétitivité EMC2, le GIP Technocampus EMC2, et l’UNAM, l’École centrale de Nantes, l’École des mines de Nantes ainsi que les universités de Nantes et du Maine. L’IRT Jules Verne mène d’importants projets de recherche dans le domaine de la fabrication additive :

  • REPAIR3D : recyclage et valorisation des déchets plastiques pour les applications avancées de fabrication additive.
  • FAHRA : fabrication additive high deposition rate pour l’aéronautique.
  • FATAL : fabrication additive en alliage de titane et d’aluminium.
  • INTEGRADDE : développement d’une chaîne numérique intelligente appliquée à la fabrication additive.
  • FARAMIR : fabrication additive rapide minérale résine (voir encadré ou lien ci-dessous).
  • ARWEN : additive manufacturing through robotic welding of enhanced network.
  • FACT : fabrication additive plastique composite.
  • LIMECO² : liaisons métal composites carré.
  • FASICOM : fabrication additive, simulation, comportement de pièces en service.

La fabrication additive de composants de grandes dimensions

Branche quasi spécifique du domaine de la fabrication additive, l’impression 3D de grandes dimensions est extrêmement sollicitée par l’industrie navale. Cette technologie à fort enjeu technique nécessite de maîtriser les conditions de dépôt de matière, de s’assurer de la qualité de la production et de contrôler les coûts. Dans la région Grand Ouest, l’entreprise du naval de défense Naval Group et l’École centrale de Nantes ont été des précurseurs en développant le premier démonstrateur de pale creuse d’hélice en fabrication additive métallique. Issu du projet européen « H2020 RAMSSES » (Realisation and Demonstration of Advanced Material Solutions for Sustainable and Efficient Ships), un programme collaboratif dédié à la réduction de l’impact environnemental des navires civils, ce démonstrateur de pale creuse de six mètres de diamètre, réalisé en inox à l’échelle 1/3, a demandé moins d’une centaine d’heures d’impression pour une masse d’environ 300 kg. Ce procédé de fabrication permet d’envisager un gain de masse de plus de 40 % par rapport à un procédé classique. Pour ce faire, la maîtrise du procédé WAAM (Wire Arc for Additive Manufacturing - procédé d’impression par dépôt de fil métallique) est essentielle.

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Naval Group et l’École centrale de Nantes ont imprimé un démonstrateur de pale creuse d’hélice en fabrication additive métallique grand format.

La collaboration entre Naval Group et l’École centrale de Nantes est née, en 2016, suite à la création d’un laboratoire d'industrie/recherche commun, le JMLT (Joint Laboratory of Maritime Technology). Celui-ci a pour objectif de mobiliser conjointement les compétences académiques et industrielles afin d’aboutir à des innovations qualifiées pour les applications industrielles de Naval Group dans le domaine de la construction navale militaire. En région Grand Ouest, Naval Group est un acteur important du développement de la fabrication additive. Outre ce projet, l’entreprise navale mène, avec son partenaire Avenao Prodways Group et la Marine nationale, des expérimentations, telles qu’un procédé de fabrication additive embarquée. Une imprimante 3D a été mise à la disposition de l’équipage du BPC Dixmude pour la mission « Jeanne d’Arc », dans le cadre des activités d'ingénierie du MCO des BPC. L’objectif était de mieux appréhender les besoins du bord et d’expérimenter des impressions 3D à distance de pièces d’équipement opérationnel.

Une usine de 10 000 m2 à Nantes

La région nantaise connaît aussi de forts investissements en fabrication additive, comme celui de la société française Kimya, du groupe ARMOR, qui a ouvert, à la fin de l’année 2019, son service bureau, la Kimya Factory, et qui construit actuellement son usine sur un terrain de 10 000 m2. Celle-ci permet au groupe Armor de fournir à ses clients industriels – tels qu’Alstom, Naval Group ou encore Continental – l’ensemble du process de fabrication additive. Elle propose ainsi des offres de services d’impression 3D FDM, un accompagnement complet, du développement de matériaux jusqu’à la production de pièces en polymère. Elle devrait possiblement proposer de l’impression 3D de filaments métal avec la technologie de Markforged. « Aujourd’hui, la Kimya Factory travaille principalement sur de petites pièces, même si nous souhaitons imprimer de plus grand format. En série, sur un même modèle de pièces, nous allons de 50 à 1 000 par mois. Pour évoluer, il faut passer par des process adaptés et la qualification de la matière première, ce qui est l’objectif de la Kimya Factory », nous expliquait Pierre-Antoine Pluvinage, Business Development Director chez Kimya – Additive Manufacturing by ARMOR à l’occasion du dernier salon Formnext.

Une dynamique existante en Normandie

Le projet de fabrication additive métallique CLIP FAM

Comme en Bretagne et Pays de la Loire, la Normandie rassemble des compétences fortes autour de la fabrication additive, mais nécessite un besoin de structuration pour renforcer l’émergence de la technologie, ses applications et la visibilité de ses acteurs. Dans le domaine métallique, par exemple, elle rassemble des compétences autour de l’élaboration des poudres (comme le projet d’implantation de Metal Value), de l’étude à la conception du produit fini jusqu’à son optimisation in situ ou post- fabrication (avec GPM, CNRT Matériaux, Analyses et Surface, CEVAA ou encore ArianeGroup), ainsi que la mise en œuvre industrielle (avec Volum-E et ArianeGroup). Avec le soutien de l’Union européenne, la Région Normandie a notamment financé le projet CLIP FAM : « Caractérisation du Lit de Poudre pour la Fabrication Additive Métallique ». Une initiative importante pour la région très aéronautique, qui a regroupé de nombreux partenaires dont Normandie AeroEspace.

Une plateforme de fabrication additive poudre polymère

Plus récemment, la Région Normandie s’est engagée avec Arkema dans la création d’une plateforme de fabrication additive polymère. Inauguré le 15 novembre 2019, ce nouveau centre d’excellence mondial pour l’impression 3D, basé à Serquigny, en Normandie, est un laboratoire dédié aux poudres polymères. Financé à hauteur de 4 millions, dont un million par la Région, il sert également de centre de recherche régionale pour que les entreprises puissent bénéficier, dans une démarche collaborative, d’une montée en compétences tout en visant une appropriation accélérée de ces nouveaux modes de production. Adrien Lapeyre, en charge de l’activité impression 3D poudre et filaments chez Arkema, nous a expliqué les deux grands axes de ce centre sont le développement applicatif pour l’industrialisation de solutions et l’accompagnement de néo-entrants dans le passage à l’impression 3D, ainsi que l’apprentissage sur les matériaux existants et le développement de nouveaux matériaux.

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La Région Normandie s’est engagée avec Arkema dans la création d’une plateforme de fabrication additive polymère.

Les PME/PMI de la région peuvent également s’appuyer sur les différents plateaux technologiques de fabrication additive mis en place ou en devenir dans la région (CIEMME, INSA ROUEN NORMANDIE, CNRT, ISPA, CESI, Fablabs, etc…). Ces plateaux sont destinés à offrir aux entreprises les moyens et compétences pour s’approprier la technologie et développer elles-mêmes leurs propres innovations.

Une région active dans la lutte contre le Covid-19

À l’heure où nous écrivons cet article, la France – comme d’autres pays – vit au rythme de l’évolution de la crise sanitaire du Covid-19. La région Grand Ouest, comme le reste du territoire, est touchée et confinée. Mais, elle se montre solidaire et engagée dans la lutte. Ainsi, des industriels, des entrepreneurs, des makerset d’autres se mobilisent. La Région des Pays de la Loire et plusieurs industriels, dont Armor et Airbus, ont mis à disposition leurs imprimantes 3D et leurs moyens de fabrication additive dans le but de fournir du matériel de protection homologué aux personnels soignants ainsi qu’aux gendarmes, aux policiers, aux pompiers, aux pharmaciens, etc. Les sites d’Airbus de Nantes et de Saint-Nazaire, ainsi que la Kimya Factory d’Armor, ont permis d’imprimer des serre-têtes des visières de protection individuelles.

Spécialistes français de la fabrication additive métallique basés à Blangy-sur-Bresle, MMB et VOLUM-e ont également mis à disposition leurs moyens et ressources à l'intention des fournisseurs d’outils médicaux. Les sociétés ont testé et de validé la production d’une valve en fabrication additive métal pour appareil respiratoire, réalisée en matière 316L et/ou en titane. L’utilisation du métal permet la stérilisation et la réutilisation de l’outil. Elles ont annoncé être en capacité de produire quotidiennement jusqu’à 50 pièces. Elles peuvent également produire des outillages de présérie pour l’injection plastique, adaptés à la réalisation d’équipements médicaux indispensables aux soignants : masques, lunettes, visières…

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Spécialistes français de la fabrication additive métallique, VOLUM-e a testé et validé la production d’une valve en fabrication additive métal pour appareil respiratoire réalisée en matière 316L et/ou en titane.

Autre projet, le collectif Makers for Life, qui a développé le respirateur artificiel en open source MakAir, est né à Nantes, dans la tête de makers, chercheurs, professionnels de santé et ingénieurs. À l’origine du projet, Baptiste Jamin, cofondateur de CRISP, nous a expliqué la passion de ces ingénieurs et la solidarité des makers nantais qui ont partagé leurs imprimantes 3D de manière bénévole et indépendante. Il a été financé par le CEA qui a également aidé à accélérer la phase de développement, et les tests précliniques ont été réalisés au CHU de Nantes. De nombreux industriels se sont rapidement engagés pour la production de celui-ci dont le Groupe SEB sur son site de Vernon, en Normandie. De nombreux autres acteurs de la Région se sont investis !

Contenu Encadré

L’IRT Jules Verne développe un procédé de fabrication additive innovant

Lancé en mai 2018 dans le cadre du programme d’accompagnement des PME innovantes, pour une durée de trois ans, le projet FARAMIR est le premier projet en lien avec le dispositif www.acces-pme.fr. Porté par le pôle de compétitivité EMC2 pour mener des projets au sein de l’Institut de recherche technologique Jules Verne, il dispose d’un budget de 1,46 millions d’euros. Avec ce projet, l’IRT Jules Verne souhaite développer ses relations avec les PME du Grand Ouest qui conçoivent des procédés pour l’industrie du futur, en accompagnant leur montée en compétences et en leur offrant la possibilité d’intégrer des dispositifs de recherche plus courts et plus légers.

Le projet FARAMIR vise à développer un procédé innovant reposant sur l’hybridation de la fabrication additive minérale et l’imprégnation sous vide des préformes 3D. L’objectif est l’obtention directe d’outillages disposant des caractéristiques équivalentes aux outillages réalisés en planche usinable, avec pour finalité de fabriquer, en une seule étape, des pièces de formes complexes. Parmi les applications envisagées, on trouve notamment les outillages de détourage pour le marché automobile. En janvier 2019, le projet FARAMIR a enregistré une étape majeure avec l’installation, à l’IRT Jules Verne, d’une machine Voxeljet VX200, au procédé Binder Jetting, pour la fabrication des premières éprouvettes 3D imprégnées.

Contenu Encadré

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