L'étude "La Métallurgie en France : une nécessité d'innovation" - Dgcis

MINEFI / DGE / SIMAP
Les voies de l’innovation dans la métallurgie
l’éjection et de modifier favorablement les conditions de frittage ainsi que les microstructures finales
des pièces (Source : Bulletin du Cercle des Métaux, Mars 2005).
Le graphique ci-avant positionne les principales technologies de mise en forme en métallurgie des
poudres, selon la masse des pièces et la taille des séries obtenues.
La métallurgie des poudres, en particulier par compaction isostatique à chaud, serait une des voies
envisagées pour élaborer un matériau permettant de répondre au cahier des charges très technique du
projet Euratom HTR. L’autre option étudiée aujourd’hui consiste à placer un échangeur avant la turbine.
Un gap de 100°C reste aujourd’hui à franchir pour atteindre les 850°C. La connaissance actuelle de la
modélisation des contraintes (corrosion, irradiation, oxydation) à haute température est de plus
extrêmement faible, et les données expérimentales très lacunaires.
Il y a cependant une idée forte à retenir : certains projets impliquent l’étude de plusieurs options, mais il
est souvent nécessaire de passer à des essais en vraie grandeur pour des pièces vitales. Les budgets
sont très élevés et empêchent les industriels de se lancer seuls, sur fonds propres, dans des recherches
incertaines à horizon de production 2025. En particulier le nucléaire est un enjeu fort pour les entreprises
françaises qui doit être pris en considération au plan national.
D’autre part il existe des applications à forts enjeux pour des pièces mécaniques soumises à d’importantes
contraintes, comme les engrenages ou les transmissions, en particulier pour les marchés de l’automobile,
de l’aéronautique ou de l’énergie.
7777 Le soudage « friction stir welding » (FSW)
Le soudage par friction rotative se déroule en phase semi solide, sans apport chimique. Il ne provoque ni
vides ni fissures, mais nécessite un outillage spécifique.
La friction de l’outil sur les pièces provoque un ramollissement de la matière qui entre dans une phase
pâteuse. L’outil pénètre alors dans le plan de joint, à l’interface entre les pièces à souder et mélange
intimement les matières des deux pièces par une opération combinée de forgeage et d’extrusion du métal.
L’outillage nécessaire est cependant très spécifique et ne permet de réaliser l’opération que sur des
surfaces de forme spécifique.
Le procédé FSW permet une très haute qualité de soudage pour les alliages d’aluminium et des essais sont
en cours pour le plomb, le titane, le magnésium et le cuivre. La France dispose de solides compétences en
Lorraine, mais les leaders sont les Anglais (The Welding Institute, Cambridge) et les Allemands qui
disposent de compétences uniques en machines outils.
Cette technologie d’assemblage permet indirectement de mieux maîtriser la corrosion et la durabilité des
pièces, et s’applique particulièrement bien aux marchés aéronautique, ferroviaire et de la construction
navale. Les leaders sur ces marchés sont respectivement les Américains, les Japonais et les Norvégiens.
8888 Le soudage hybride
Le soudage hybride consiste à combiner dans une zone d'élaboration commune un faisceau laser avec un
arc électrique conventionnel (TIG ou MIG/MAG). La synergie résultante des deux procédés de soudage
favorise la stabilité de l'arc, augmente la vitesse de soudage et les tolérances d'accostage, ainsi que
l'amélioration de la qualité du cordon de soudure.
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