ZEHST : un avion hypersonique vert, inspiré du Concorde

Les compagnies EADS et ASTRIUM, en partenariat avec le centre français de recherche aérospatiale ONERA, veulent développer un système de transport commercial à grande vitesse, capable d’effectuer des vols long-courriers, tels que Tokyo-Los Angeles ou Tokyo-Londres, en moins de 2h30, avec un très faible impact environnemental. Cet avion proposé s’appelle ZEHST, nom qui signifie en anglais «système de transport hypersonique à zéro émission» (Zero Emission Hypersonic Transportation).

De par sa forme, l’avion projeté ressemble au Concorde, le seul avion supersonique conçu et utilisé pour des vols commerciaux (de 1976 à 2003). Il faut dire que cet avion avait été développé à l’époque par Sud-Aviation et British Aircraft Corp. (devenue par la suite BAE SYSTEMS). Sud-Aviation s’est aussi transformé, devenant  l’Aérospatiale et, après maintes fusions… EADS.

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L’airbike de la compagnie EADS : La révolution manufacturière sur 2 roues !

Additive Layer Manufacturing, ALM que nous pourrions traduire par Processus manufacturier de fabrication par ajout de couches, à partir de poudre de métal, nylon ou plastiques renforcés en carbone, un principe comparable à de l’impression 3D (3D printing). Ce processus se définit comme un processus pour joindre un matériau pour faire un objet à partir de données numériques du dit objet en 3D et ce, par l’application de minces couches successives. Ce processus diffère grandement des processus manufacturiers traditionnels qualifiés de processus manufacturiers par soustraction (subtractive manufacturing) qui consiste à produire un objet à partir d’un matériau duquel en enlève des parties par différents procédés (perçage, meulage, découpage, machinage, etc.).

La compagnie European Aeronautic Defence and Space Company (EADS) qui fabrique entre autres les avions Airbus, ont produit par le processus ALM, la première bicyclette, une première mondiale, la « Airbike ». Quel intérêt nous direz-vous ?

Immense intérêt. Pas tant pour cette bicyclette qui présente malgré tout des particularités intéressantes, que pour l’impact du processus ALM et la preuve faite du potentiel qu’il peut apporter à la production mondiale de biens, pièces et objets.

Analysons la bicyclette Airbike :

  • Fabriquée en nylon siffisamment fort pour remplacer l’aluminium ou l’acier
  • Ne requiert pas d’assemblage
  • « Cultivée » à partir de poudre de nylon, permettant à des sections complètes d’être bâties d’une seule pièce
  • Les roues, les roulements à billes et axes « cultivés » et incorporés lors du processus de culture de l’ensemble de la bicyclette
  • La bicyclette peut être produite pour répondre spécifiquement aux caractéristiques physiques du client de sorte qu’elle ne requiert pas d’ajustement

Le design de la bicyclette a été fait à l’aide d’un logiciel de design 3D, et construit à l’aide d’un procédé de frittage laser (laser-sintering process) qui ajoute de minces couches successives de nylon jusqu’à ce que la bicyclette complètement formée soit complétée.

Vous pouvez imaginer ce que le processus ALM peut permettre de fabriquer ? Pratiquement tous les objets requis à l’endroit où ils sont requis ! Il ne sera plus besoin dans un avenir rapproché de faire venir des pièces, des objets de l’autre bout du monde pour répondre à un besoin dans un endroit particulier. Le matériau requis, le laser pour le processus ALM, le programme 3D de l’objet et un ordinateur…

Références

www.eads.com/

etsinnovation.wordpress.com/

L’impression 3D (3D printing) : La nouvelle révolution industrielle ?

Imaginez : Produire un prototype de l’aile entière d’un nouvel avion commercial avec SEULEMENT une imprimante 3D et mettre à l’épreuve cette aile en soufflerie. Science-fiction ? Et bien non. C’est ce que veulent faire des membres du groupe de recherche EADS Innovation Woks du groupe européen de défense et d’aérospatial EADS, groupe qui construit entre autres les avions Airbus.

L’impression 3D, c’est un peu comme imprimer un document numérique à l’aide d’une imprimante : Vous dessinez une pièce sur un ordinateur et vous l’imprimez. L’imprimante 3D va déposer un matériel (du plastique, du nylon, de l’acier inoxydable ou du titanium) en fines couches successives jusqu’à ce que la pièce dessinée soit reproduite.

La compagnie anglaise Within Technologies imprime en 3D des gants en nylon, acier inoxydable ou titanium qu’elle vend à des clients, sur mesure. Dans ce cas-ci, l’imprimante 3D fabrique des produits finis, pas des prototypes. C’est là que la révolution commence…

En fait, les imprimante 3D deviennent de plus en plus des outils de production pour de la fabrication par addition (additive manufacturing), qui se distingue nettement des processus manufacturiers par soustraction (subtractive manufacturing), processus qui, pour fabriquer des pièces, demandent, de couper, de percer, d’enlever en somme le matériel non requis pour obtenir les dites pièces.

Fabriquer des composants par ce processus manufacturier additif  présente de nombreux avantages. Ce processus :

  • nécessite moins de matériel, parce qu’il ne faut plus enlever de matériel pour produire un produit fini
  • permet de fabriquer des composants différents sans besoin d’outillages autres que l’imprimante 3D et de modifications de machines outils (l’imprimante est dirigée par des logiciels 3D)
  • fabrique des produits qui nécessitent moins d’assemblage, et, dans certains cas, pas d’assemblage
  • fabrique des pièces complexes qui seraient difficiles à produire autrement
  • est accessible à des personnes ou des groupes qui peuvent ainsi produire et commercialiser beaucoup plus facilement des produits qui autrement, auraient nécessiter des investissements considérables !

De plus, dans un domaine comme l’aéronautique où déplacer 1 kg peut représenter jusqu’à 3000$ par an en coûts de carburant, la fabrication de composants sur imprimante 3D diminue les contraintes de fabrication manufacturière : Pour Andy Hawkins, ingénieur chez EADS, les composants peuvent être plus sveltes et ainsi, il est possible de réduire leurs poids jusqu’à 60% tout en respectant les mêmes contraintes de résistance.

Que peux-t’on fabriquer avec des imprimantes 3D ? Des implants médicaux, des bijoux, des composants pour tous types d’industries, des jouets, etc…

Peter Schmidt, étudiant au doctorat au Massachussetts Institute of Technology (MIT),  a imprimé en 3D une petite horloge grand-père. Il l’a imprimée, l’a accrochée au mur, a donné une poussée au pendule de l’horloge et… elle s’est mise à marcher… sans assemblage !

Selon Terry Wohlers, de la firme de recherche Wholers Associates, les imprimantes 3D  produisent actuellement 80% de prototypes et 20% de produits finis ; En 2020, elles pourraient produire 50% de produits finis… et marquer une vraie révolution manufacturière !!

Références

www.within-lab.com/

http://www.economist.com/

http://www.media.mit.edu/

http://www.wohlersassociates.com/