L’impression 3D pour optimiser la maintenance des trains

Accélérer l’industrialisation des technologies de fabrication additive, l’équivalent industriel de l’impression 3D, pour optimiser la maintenance des trains. Tel est l’objectif du consortium Additive4Rail dont la création a été annoncée le 5 avril et qui réunit la SNCF, l’école Centrale Nantes, VLM Robotics, une PME spécialiste du « manufacturing 4.0 », et 4D Pionneers, qui développe des procédés industriels et des matériaux pour la fabrication additive.

Additive4Rail fait partie des 7 premiers lauréats de l’Appel à manifestation d’intérêt (AMI) lancé en 2021 par le Comité d’orientation de la recherche et de l’innovation ferroviaires (Corifer) pour améliorer la performance, l’exploitation et la maintenance des trains et du réseau ferré. Le consortium est aussi soutenu via le Programme d’investissements d’avenir PIA4 et France 2030, piloté par le Secrétariat général pour l’investissement et géré par Bpifrance et l’ADEME. Tous participeront à l’augmentation de la qualité de service de la filière ferroviaire et de sa compétitivité.

La fabrication additive associe conception numérique et fabrication rapide de pièces mécaniques, par ajouts successifs de couches de matière, comme peuvent le faire les imprimantes 3D grand public. Les procédés par “dépôt de filament thermoplastique” (Fused Deposition Modelling) et par “dépôt de fil métallique“ (Wire Arc Additive Manufacturing) seront particulièrement étudiés par le consortium.

Grâce à la fabrication additive, les délais de prototypage, d’outillage et d’approvisionnement sont réduits ce qui offre une meilleure disponibilité des pièces et donc des trains pour l’exploitation. Cette technologie permet de réaliser des pièces qui ne sont plus fabriquées alors que le matériel auquel elles sont destinées est, lui, encore en service, sa durée d’exploitation pouvant atteindre une quarantaine d’années. Ainsi, le stock des pièces de rechange peut être réduit, tout comme les coûts qu’il représente. La maintenance des trains compte en effet 150 000 références, dont de nombreuses petites séries.

Au-delà de la réalisation de pièces, la fabrication additive ouvre de nouvelles perspectives pour améliorer les composants et la personnalisation des pièces mais aussi pour les rendre plus fiables, légers ou silencieux que leurs originaux.

Dès le mois d’avril 2022, une équipe dédiée de trois personnes va commencer les tests sur les matériaux et les machines développées par 4D Pioneers, VLM Robotics et l’École Centrale de Nantes, dans un bâtiment de 150 m² au Technicentre industriel SNCF de Charente-Périgord, situé à Saintes. Le consortium va également réaliser des “démonstrateurs ferroviaires“ comme un bogie de train qui pourrait être fabriqué à l’horizon 2026.

Additive4Rail représente un investissement de 10,7 millions d’euros sur 4 ans, réparti entre la SNCF (4,8 millions d’euros), Centrale Nantes (2,7 millions d’euros), VLM Robotics (2,47 millions d’euros) et 4D Pioners (890 000 euros).