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

MINEFI / DGE / SIMAP
Les voies de l’innovation dans la métallurgie
La conception de nouveaux alliages et matériaux métalliques est une technologie stratégique « évidente »
mais qui mérite une attention particulière. Ainsi 70% des références d’alliages d’aluminium structuraux et
états métallurgiques sont-elles nouvelles sur l’Airbus A380. Cette technologie est à la base d’innovations
récentes et attendues dans les prochaines années pour de nombreux domaines d’application hors certaines
commodités.
Elle s’appuie en amont sur des travaux du CNRS et des Universités en chimie des matériaux et mécanique
des matériaux notamment, et la modélisation multi échelle des matériaux. La mise en œuvre combinée de
cette technologie sera un puissant levier pour l’innovation dans le domaine de l’aéronautique et des
transports.
Pour les aciers spéciaux, il existe des besoins et des débuts de réalisation sont confirmés, par exemple :
• les aciers martensitiques à très hautes caractéristiques pour l'aéronautique, durcis soit par le carbone
soit par phases intermétalliques, selon 2 familles se développant en parallèle inox ou non (en vue de
l'allègement)
• les nouveaux aciers martensitiques pour la production d'énergie en vue de compatibilité avec des
températures plus élevées,..... aciers d'outillages martensitiques pour meilleure tenue à chaud (outils
de forge ou de moulage des alliages d'Al), les super-austénitiques etc....
Pour les alliages de titane, des nuances nouvelles à haute résistance se développent pour l'aéronautique,
mais ce sont plutôt les Russes qui restent aujourd’hui leaders.
Un des verrous actuels concerne la réalisation de pièces massives selon des compositions conçues à
l'origine pour des produits minces: aciers de traitement thermique, aciers duplex, super-austénitiques,
alliages de nickel, d'aluminium, de titane.
3333 Le comportement multi échelle
Le comportement multi échelle (en particulier la simulation et la modélisation multi échelle) couple les
échelles « micro » et « macro » pour établir une relation entre structure et propriétés.
Des verrous sont à lever dans cette thématique, car les disciplines (mécanique, thermique,
thermodynamique, chimie, mathématiques) sont encore trop cloisonnées. D’autre part, on constate que les
lois de comportement et les modèles de métallurgie à l’échelle du grain sont encore mal connus.
Les enjeux sont cependant immenses et concernent tous les secteurs pour tous les besoins fonctionnels
identifiés. Cette thématique est encore émergente et représente un très fort potentiel industriel pour la
métallurgie, qui peut être concrétisé par des compétences françaises particulièrement robustes. Elles sont
notamment très importantes en modélisation et simulation numérique. On peut cependant regretter une
valorisation industrielle trop peu développée.
Cette thématique pourrait concerner de façon prioritaire la satisfaction du besoin « tenue aux hautes
températures » pour les secteurs du nucléaire, de l’énergie et de l’aéronautique.
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