La France structure le secteur de l’impression 3D Métal

En 2017, les pouvoirs publics ont fait entrer le sujet de la fabrication additive dans le champ de leurs priorités pour soutenir la modernisation de l’industrie française. Dans ce cadre, le gouvernement s’est appuyé sur une feuille de route rédigée sous l’animation de l’Alliance Industrie du futur. Les soutiens vont à la R&D, notamment via les dispositifs d’aides aux programmes investissement d’avenir (PIA) ainsi qu’à l’équipement des entreprises avec pour objectif affiché en 2017 de faire grimper le pays de la 7e à la 5e place en terme de machines industrielles installées, c’est-à-dire de passer de 3 à 9 % du parc mondial dans les 5 ans.

Le soutien passe alors par des dispositifs fiscaux avantageux comme le suramortissement exceptionnel en faveur des investissements de transformation numérique des PME industrielles (loi de finances de 2019) ou encore des prêts « industrie du futur ». En parallèle, le gouvernement a initié le programme 3D Start PME visant à accompagner des PME vers l’utilisation de la fabrication additive. Il favorise le développement d’un réseau de plateformes (mutualisation d’équipements et de compétences) permettant à la fois un soutien à la recherche, une diffusion et un accompagnement des PME et des grands groupes vers l’adoption des technologies de fabrication additive. C’est le groupe « Fabrication additive » de l’Alliance Industrie du futur qui est chargé d’animer et coordonner les initiatives, projets et plateformes dédiés à la FA. Un volet formation a aussi été prévu comportant l’inventaire des formations existantes et la création de référentiels métiers / formations.

3D Start PME : passage à l’acte pour une douzaine d’entreprises

Le programme 3D Start PME est piloté par le CETIM, le CEA et le Symop. Il est soutenu par le programme des investissements d’avenir (PIA) mis en œuvre par Bpifrance. Actuellement en phase pilote, ce programme propose aux PME volontaires et sélectionnées un accompagnement pas à pas pour évaluer l’intérêt d’intégrer l’impression 3D dans leur processus de fabrication et connaître les impacts sur leur stratégie, leur organisation, les compétences et toute la chaîne numérique. L’initiative est ouverte aux entreprises manufacturières (PME) de moins de 250 salariés et dont le chiffre d’affaires est inférieur à 50 millions d’euros. À ce jour, 32 entreprises ont été choisies pour bénéficier du diagnostic d’opportunité et une douzaine devraient finalement passer à l’acte et se lancer réellement dans la fabrication additive. Ces dernières pourront recevoir une aide à la décision, un accompagnement à la mise en œuvre de la fabrication additive par des experts indépendants et la réalisation d’une preuve de concept (POC) financée à hauteur de 50 % sur une plateforme de faisabilité.

Outre le dispositif d’accompagnement des PME, ce projet pilote permettra l’élaboration de supports de sensibilisation et de formation, intégrant notamment le volet HSE (hygiène sécurité environnement) qui constitueront un socle d’outils disponibles pour le déploiement de l’action dans les territoires. La première phase du projet s’est achevée avec le développement d’un outil de diagnostic et la mise en place d’une base de données de consultants formés à l’utilisation de l’outil.

Le réseau des plateformes prend forme

Le réseau des plateformes technologiques dédiées à la fabrication métallique prend forme petit à petit. Le Symop a lancé en mars 2018 un portail sur la fabrication additive qui référence les acteurs du secteur (tous matériaux), qu’ils soient fournisseurs de logiciels, matériaux, gaz, machines, solutions de post-traitement, bureaux d’études etc. Début 2019, il a ajouté une cartographie des plateformes technologiques consacrées à la FA. Chaque plateforme possède sa fiche détaillant sa vocation principale, ses moyens et ressources humaines, ses équipements et les financements éventuels lui permettant de mettre en œuvre des actions collectives et/ou privées.

Le nombre de plateformes dédiées à la fabrication additive métallique ne cesse de progresser. Le Cetim y est un acteur majeur grâce au développement de ses actions et de ses installations en région. Parmi les dernières nées, la création d’une unité pilote à dispositif partagé (UPDP) sur le site de Cluses en début d’année 2019 dans la vallée de l’Arve. Dans un bassin industriel qui produit des centaines de milliers de pièces avec des équipements de pointes, les entreprises locales sont cependant en recherche de procédés leur permettant de réaliser des courtes séries et de limiter les risques d’investissement. Une demande à laquelle la fabrication additive métallique peut répondre. Le fonctionnement de cette UPDP se fera comme celle installée à St Etienne, sous la forme d’un programme de 18 mois. Les industriels intéressés peuvent être accompagnés pour une sensibilisation à l’utilisation d’équipements de fabrication additive métallique basés sur la technologie du MBJ (Metal binder jetting – projection de liant sur poudre métallique) afin de valider une preuve de concept, monter en compétence ou encore monter un programme de R&D. Cette unité a d’ailleurs pour but de construire un programme collectif de R&D autour de la qualification du titane (Ti-6Al-4V) pour démontrer la capacité du procédé de MBJ à produire des pièces qualifiées pour les implants médicaux. Il s’agit là pour le Cetim de la 9e UPDP dédiée à la fabrication additive métallique. Un maillage régional qui vient compléter la mise en place d’une grande plateforme d’envergure internationale, l’Additive Factory Hub, qui s’est s’installée à Saclay en décembre 2017.

Un pôle d’excellence international

L’Additive Factory Hub portée par le Cetim et le CEA réunit autour d’elle une vingtaine de partenaires académiques et industriels. Cette plateforme représente un investissement de 40 millions d’euros sur 5 ans. Elle bénéficie d’une partie des 350 millions d’euros débloqués par la région Ile-de-France pour développer son activité industrielle et d’un apport du Cetim de 2,5 M€. Cette plateforme est dédiée à la R&D pour les différents partenaires du projet tels que Safran, Air Liquide, Poly-Shape, AddUp ou encore le CEA List, l’Onera ou les Arts et Métiers. Elle est aussi à disposition des PME qui ont besoin d’un accompagnement pour se lancer dans des investissements en matière de fabrication additive avec des programmes dédiés sur le modèle du programme national 3D Start PME. Potentiellement, 500 entreprises industrielles pourraient ainsi bénéficier de cette initiative.

Le maillage national s’appuie sur les régions

En parallèle de la mise en place de plateformes, les initiatives pour structurer la recherche et le développement industriel autour de la fabrication additive métallique s’appuient beaucoup sur des constructions régionales – propices à capter des fonds européens. C’est le cas par exemple du projet CLIP FAM (Caractérisation du Lit de Poudre pour la Fabrication Additive Métallique) construit autour d’un consortium normand composé de plusieurs entreprises et centres de recherches : Analyses & Surface, ArianeGroup, CEVAA, CRISMAT, GPM, INSA Rouen Normandie, LMN, NAE et Volum-e. Il bénéficie de fonds régionaux et de fonds européens. Débuté le 1er décembre 2018, ce projet a pour but de développer une méthode de caractérisation de l’étalabilité des poudres métalliques pour la fabrication additive (banc d’essai) ; renforcer la modélisation de l’étalabilité afin d’anticiper une production optimale ; évaluer l’impact d’une poudre avec une bonne/mauvaise étalabilité sur la pièce produite ; appuyer l’émergence d’une norme spécifique sur la poudre (volet étalabilité).

Ce projet constitue non seulement une initiative fédératrice et structurante pour les acteurs de la fabrication additive en Normandie mais il est aussi essentiel dans le développement futur de la filière de fabrication additive métallique. En effet, certains défauts ou hétérogénéité dans les pièces fabriquées naissent de la qualité et de la mise en œuvre des poudres métalliques qui empêchent le procédé d’être correctement industrialisé.  Aujourd’hui les poudres, selon leur procédé de fabrication, leur fournisseur etc présentent des différences qui nécessitent souvent de réétalonner la fabrication avant de lancer une série. Trouver les techniques pour caractériser et standardiser ces poudres est donc une étape essentielle à l’essor des technologies sur lit de poudre (fusion laser, fusion par faisceau d’électrons, projection de liant etc.).