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

MINEFI / DGE / SIMAP
Les voies de l’innovation dans la métallurgie
Cas Arcelor
La stratégie d’Arcelor conduit le groupe à consacrer un budget pour la recherche plus élevé que les
principaux sidérurgistes mondiaux. Une nouvelle organisation mise en œuvre en 2005 a concentré sur un
site en Moselle 450 chercheurs qui constituent les centres d’optimisation des procédés, de développement
des produits pour le marché automobile et pour le marché de l’emballage.
Les démarches déployées font appel à tous les moyens caractérisations de laboratoire, mais de plus en
plus aux techniques de simulation numériques avancées ; une spécificité réside dans des outils pilotes qui
permettent une expérimentation à une échelle très proche de l’industriel (la plupart de ces pilotes n’ont
d’équivalent que au Japon).
La phase d’élaboration concentre une part élevée des efforts de recherche car c’est au niveau de
l’élaboration que se situent l’essentiel des gisements de progrès en coût, en environnement et dans la
différenciation via le développement industriel de nouvelles analyses d’acier.
Pour les produits plats la filière la plus efficiente aujourd’hui part des minerais de fer et de charbon, dont
les outils essentiels sont le haut fourneau et l’aciérie à l’oxygène. Les travaux portent en particulier sur
l’optimisation des matières premières (charbon, minerais de fer, ferrailles), l’augmentation de la durée de
vie des équipements les plus coûteux (cokerie, haut fourneau), la diminution des consommables (énergie,
réfractaires, cylindres de laminage), la diminution des défauts, l’ajustement « au plus économique » des
contraintes métallurgiques nécessaires pour obtenir les caractéristiques finales exigées par l’application.
Le positionnement économique par rapport aux nouvelles filières (réduction directe, mini usines, coulée
de bande mince, nouveaux procédés de revêtement) est une mission majeure, dans un contexte où les
évolutions fortes et rapides aussi bien des matières premières que des contraintes environnementales
peuvent bouleverser l’équation actuelle.
Pour les produits longs et pour les aciers inoxydables, la filière d’élaboration est centrée sur le four
électrique et utilise comme matière première principale l’acier recyclé.
Les procédés aval visent en priorité la différenciation des produits par l’évolution des traitements
thermomécaniques (nouveaux cycles de recuit : « Maléïs », « Twice »), des revêtements ( « Extragal »,
multi métalliques, Zn-X, revêtement sous vide) ou l’évolution des propriétés pour les processus de nos
clients (conditions d’emboutissage, « Creaplus », diminution des couches de peinture) .
Des développements de produits et de solutions acier qui impliquent l’ensemble de la filière. Par exemple
pour l’automobile, la réussite des développements récents des aciers dual phase, des aciers TRIP, des
aciers à haute teneur en manganèse est conditionnée par la conception simultanée des solutions
métallurgiques, des prévisions des propriétés finales des produits, des impacts sur la filière de fabrication
(à la fois au niveau faisabilité que robustesse, c’est à dire l’impact sur la marche des outils, les risques de
défaut, les investissements nécessaires) .
Les propositions de nouveaux produits s’appuient sur le socle des compétences scientifiques en
métallurgie (influence des compositions, des routes thermomécaniques, transformations métallurgiques ),
des propriétés d’emploi (collage, soudage, emboutissage,…).
La capacité prédictive des différents modèles (dont des modèles multi échelles) est indispensable pour
réduire le temps de conception de nouveaux produits et à améliorer la robustesse industrielle des filières
de fabrication prévues.
Les différents projets nécessitent des compétences fortes, appuyées sur des collaborations universitaires
fidélisées, des compétences scientifiques de base dans les domaines de la mécanique des fluides, de la
thermique et des procédés physiques qui sous-tendent toutes les mesures et le contrôle des procédés
(électromagnétisme, électronique, automatique, optique,…).
97