Au sein de IRDL, Mathilde Renault a exploré l'impact des traitements de surface sur la fatigue des structures en fabrication additive.
L'Essentiel : Au sein de IRDL, Mathilde Renault a exploré l'impact des traitements de surface sur la fatigue des structures en fabrication additive.
Mathilde Renault, chercheur·e au sein de IRDL (Institut National Polytechnique de Bretagne).
Thèse soutenue en 2025 à l'école doctorale École doctorale Sciences pour l'ingénieur et le numérique.
Référencée dans le réseau ABES/STAR, cette thèse répond aux critères de rigueur de l'enseignement supérieur français.
La fabrication additive, et plus particulièrement le procédé de fabrication additive par arc-fil (WAAM), représente une avancée significative et révolutionnaire dans la production de pièces métalliques complexes, en permettant une conception plus libre et une réduction des déchets. Cependant, l'état de surface des pièces produites reste un défi majeur et préoccupant, limitant leurs performances en fatigue, un aspect crucial pour la durabilité et la fiabilité des composants dans des environnements exigeants. Cette thèse de Mathilde Renault, réalisée au sein de l'Institut de Recherche et Développement en Languedoc (IRDL), s'attaque à ce verrou technologique en examinant comment différents traitements de surface peuvent améliorer la résistance en fatigue des pales de propulseurs marins en cupro-aluminium, un matériau particulièrement adapté pour les applications maritimes en raison de sa résistance à la corrosion.
Les résultats obtenus dans le cadre de cette recherche sont prometteurs et ouvrent des perspectives intéressantes. En effet, une réduction de 30% de la matière utilisée pour la fabrication de pales pleines a été validée par le Bureau Veritas, ce qui témoigne d'une efficacité accrue dans le processus de fabrication. Cette réduction de matière n'est pas seulement une question de coût, mais aussi d'impact environnemental, car elle contribue à une fabrication plus durable. De plus, le taux de dépôt atteint plusieurs kilogrammes par heure, ce qui ouvre la voie à une production à grande échelle, essentielle pour répondre aux besoins croissants de l'industrie maritime et aéronautique. Ces avancées pourraient transformer non seulement ces secteurs, mais aussi l'ensemble de l'écosystème industriel en Afrique de l'Ouest, en offrant des solutions plus légères et plus durables.
Cependant, plusieurs questions demeurent en suspens et méritent d'être approfondies. Comment ces traitements de surface peuvent-ils être standardisés pour une adoption généralisée dans l'industrie ? Quelles sont les implications économiques pour les entreprises qui choisissent d'intégrer ces nouvelles méthodes ? Il est essentiel d'explorer ces pistes pour maximiser l'impact de cette recherche et garantir que les résultats puissent être appliqués de manière pratique et efficace dans le secteur. Les entreprises doivent également évaluer les coûts d'investissement associés à l'implémentation de ces nouvelles technologies par rapport aux bénéfices à long terme qu'elles peuvent en tirer.
La méthodologie adoptée par Renault inclut la caractérisation des états de surface et l'analyse des mécanismes de ruine en fatigue, des approches qui permettent de mieux comprendre les interactions entre les traitements de surface et les propriétés mécaniques des pièces. Ces analyses sont cruciales pour établir des corrélations entre les différents traitements appliqués et les performances observées en fatigue. Les recommandations stratégiques issues de cette recherche incluent le développement de traitements de parachèvement, qui pourraient être adaptés aux spécificités des matériaux utilisés, ainsi que l'élaboration d'une méthode de dimensionnement adaptée aux surfaces traitées. Ces actions visent à optimiser la résistance en fatigue des pièces fabriquées par WAAM, contribuant ainsi à l'avancement des technologies de fabrication additive en Afrique de l'Ouest, où le besoin d'innovation est pressant.
En somme, cette thèse ne se limite pas à une simple exploration académique. Elle propose des solutions concrètes pour l'industrie, tout en soulevant des questions cruciales sur l'avenir de la fabrication additive. Les décideurs doivent prendre en compte ces résultats pour orienter leurs investissements et politiques publiques vers des pratiques de fabrication durable et économiquement viables. En intégrant ces nouvelles connaissances, les acteurs de l'industrie pourront non seulement améliorer la qualité de leurs produits, mais aussi renforcer leur compétitivité sur le marché international. Les implications de cette recherche vont au-delà des simples applications techniques ; elles touchent également à la nécessité d'une transition vers des méthodes de production plus respectueuses de l'environnement et économiquement viables, un enjeu majeur pour l'avenir de l'industrie en Afrique de l'Ouest.
Données clés
- 30% : Réduction de la matière utilisée pour la fabrication de pales pleines, validée par le Bureau Veritas.
- plusieurs kg/h : Taux de dépôt pour la fabrication de grandes pièces.
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Sources et accès
Mathilde Renault. Influence de l’état de surface sur les propriétés en fatigue des structures obtenues par fabrication additive arc-fil : état brut, martelé et parachevé jet d’eau. Matériaux. École Nationale Supérieure de Techniques Avancées, 2025. Français. ⟨NNT : 2025ESTA0008⟩. ⟨tel-05471152⟩