L’impression 3D séduit l’aéronautique

Alors que la révolution de l'impression 3D n'a pas encore eu lieu dans le grand public, on trouve déjà de nouvelles applications dans des secteurs dans lesquels on ne s'y attendait pas. C'est notamment le cas de l'aéronautique, mais aussi dans l'espace.

Pour vous, l’impression 3D ce sont surtout des figurines de Sculpteo et quelques bidouilleurs jouant avec leurs imprimantes du fond de leur garage ou au fablab du coin ? Pour le milieu aéronautique, c’est la nouvelle révolution industrielle. Mais pour ne pas effrayer les investisseurs ou les acheteurs, l’industrie ne parle pas d’impression 3D synonyme de gadgets en plastiques peu solides justes bons à amuser le grand public.

Non, non... ici on parle de fabrication « additive ». Car, selon la méthode classique, pour fabriquer la carlingue d’un avion ou d'une carrosserie de voiture, on découpe la pièce voulue dans une plaque de métal : on la « soustrait ». Alors qu’en fabrication additive, l’imprimante assemble la poudre ou les polymères pour lui donner la forme souhaitée.

Mais au-delà d’une simple différence sémantique, c’est toute la façon dont un avion est conçu qui évolue. 

Des pièces impossibles à produire autrement

Pour Pierre Marchadier, vice-président de Dassault Systèmes « on arrive à une rupture : il est désormais possible de créer des pièces impossibles à faire en métallurgie classique, car contre-intuitives. » Ou tout simplement parce que les méthodes traditionnelles et la résistance du métal n’arrivent pas à les produire.

C’est notamment le cas des pales courbées du H160, le dernier hélicoptère phare d’Airbus. Avec une moindre résistance à l’air, ces pales améliorent la portance et réduisent considérablement le bruit dans l’habitacle et la consommation de carburant. La fabrication additive permet également l’utilisation de matériaux polymère qui se déforment sous l’impulsion d’un courant électrique.

 
Crédits : Stéphanie Chaptal (licence: CC by SA 3.0)

En clair, au lieu de voir comme à l’heure actuelle, une partie de l’aile se détacher pour freiner, ce sera la matière elle-même qui se redressera en contractant pour obtenir le même effet (en réaction à un courant électrique). Le tout sans pièce mécanique susceptible de tomber en panne, et pour un rendu plus léger.

Outre le H160, Airbus a déjà intégré des pièces réalisées en impression 3D dans son dernier-né, le A350. Et Boeing en a fait de même pour son concurrent, le 787 Dreamliner. Turbomeca qui fournit des moteurs aux deux avionneurs, mais aussi aux autres, le fait également.

La 3D dans l’espace

Et cela ne s'arrête pas là, puisque même l’espace s’intéresse à la fabrication additive ! L’ULA (United Launch Alliance) l’utilise pour la construction de ses fusées Atlas. Et dans la station spatiale internationale, l’impression 3D pourrait changer la vie des astronautes, en leur permettant de disposer de nouveaux outils ou de pièces sans attendre le ravitaillement.

Au dernier salon du Bourget, Altran présentait la POP 3D, une petite imprimante développée par sa filiale italienne qui devrait rejoindre l’ISS à la fin du mois. Celle-ci, très proche des modèles vendus au grand public, utilise l’impression par filament avec PLA. Le choix du PLA basé sur l’amidon de maïs permet d’éviter l’apparition de poussières toxiques dans l’air de l’ISS, et d’obtenir des objets plus solides à relativement faible température, même s’ils sont plus cassants.

Et là où, sur Terre, les imprimantes laissent tomber le plastique fondu sur le plateau pour créer des formes, dans un environnement de microgravité, il faut coller la buse à l’objet en cours de création. Ce qui peut entrainer un peu plus de pannes, mais permet à l’appareil de fonctionner dans toutes les positions. Si la NASA avait déjà envoyé une première imprimante dont le budget se comptait en centaines de milliers de dollars, la version d’Altran n’a coûté que 40 000 dollars à développer. Et s’il faut la reproduire, le prix devrait être divisé par 10, soit à peine plus cher qu’une MakerBot haut de gamme.

Les éditeurs de logiciels sont aussi sur le coup

Du coup, cet intérêt aéronautique et spatial pour l’impression 3D suscite les convoitises et excite les rêves des éditeurs. Qu’ils s’appellent Autodesk, Dassault Systèmes, Safran, PTC ou Thales, tous imaginent l’aéronef de demain conçu et réalisé entièrement en 3D, avec des logiciels capables de suggérer automatiquement aux ingénieurs de nouvelles évolutions de pièces pour mieux s’intégrer à l'existant. Certains indiquent déjà les meilleurs endroits où joindre deux pièces, et le but est donc d'améliorer les algorithmes pour y intégrer les problèmes propres à l'aéronautique.

Ou intégrer directement les pièces ainsi conçues dans les logiciels de maintenance ou de formations pour obtenir des résultats plus réalistes et adaptés à la vie de l’appareil. Dassault Systèmes et Safran ont d’ailleurs profité du Salon du Bourget de juin dernier pour annoncer qu'ils associaient leurs talents dans ce domaine afin d'intégrer les logiciels 3D Expérience de Dassault au savoir-faire (en tant qu’équipementier) de Safran pour développer une solution 3D complète, qui va de la conception à la maintenance des moteurs d’avion.