Le moule, imprimé en 3D en sable, ne survivra pas aux fortes chaleurs du métal fondu.

Une prouesse technologique et une histoire de coopération industrielle. Le 23 février, une assemblée de fondeurs ardennais s’est réunie sur le site d’Advanced Foundry Services (AFS), à Sedan (Ardennes), pour assister au moulage d’une pièce hors norme, de plus de deux tonnes. Sa particularité ? Son moule, fait de sable, a été imprimé en 3D.

La pièce est une turbine hydroélectrique – une vis de 2,65 mètres de diamètre – conçue par Helliogreen Technologies, société créée en 2018 à Charleville-Mézières (Ardennes). Elle a vocation à équiper l’ancienne usine de cycles de La Macérienne, dans la même ville, pour alimenter en électricité verte le festival du Cabaret Vert qui s’y tient. Son moule a été fabriqué par 3D Métal Industrie, une entreprise fondée par sept fondeurs ardennais pour mettre à disposition la fabrication additive aux industriels de la région.

Pour la start-up, l'impression 3D permet de fabriquer une première pièce dans un moule prototype "avant d’investir dans un coûteux outillage de fonderie", relate Renaud Mignolet, président de 3D Métal Industrie et fondateur d’Helliogreen Technologies. La société, qui conçoit des vis hydroélectriques – pour équiper les cours d’eau sans gêner la faune ni la flore – boucle actuellement une levée de fonds de 750 000 euros, notamment auprès de l’Union des industries et métiers de la métallurgie (UIMM).

La fabrication de cette vis – la deuxième et la plus imposante produite par la société – est l’occasion de présenter un démonstrateur fonctionnel, aux dimensions réelles, avant de lancer sa production de série. C’est aussi l’opportunité de "relever un défi" et de répondre à cette question : "Sommes-nous capables de fabriquer une grosse pièce avec l’impression 3D ? Au final, nous avons fait une des plus grosses construction jamais réalisée avec la fabrication additive", se félicite-t-il. Le moule lors de son assemblage. (Jimmy Delpire - 3D Métal Industrie)

Ephémère, le moule a été fabriqué par les équipes de 3D Métal Industrie, qui a investi 1,2 million d’euros en 2019 dans une machine de fabrication additive adaptée, de la marque ExOne. Composé de sable aggloméré par une résine, il a été détruit par la chaleur du métal fondu. "La machine peut imprimer des pièces de 1,80 mètre par 70 centimètres, présente Renaud Mignolet. Nous avons imprimé plusieurs pièces avant d’assembler le moule." Face au défi technique, le constructeur de la machine a lui aussi apporté son aide, en imprimant certaines pièces du puzzle.

Le projet donne à voir l’engouement des industriels locaux pour la fabrication additive dite indirecte, où la pièce finale n’est pas imprimée, mais bénéficie des avantages de la technologie. Une approche qui permet notamment de dépasser les limites de taille de l'impression 3D directe, "tout en faisant appel au savoir-faire local, la fonderie", argue le chef d'entreprise.

Finalisation du moule avant la fonte de la pièce. (Jimmy Delpire - 3D Métal Industrie)

3D Métal Industrie accompagne les fondeurs dans la simulation des pièces et la conception numérique du moule, dans "une démarche partenariale très forte", rappelle son président. Résultat, l’intérêt pour la fabrication additive de moules va croissant chez les industriels. "Cela prend de plus en plus d’importance dans notre activité, estime Renaud Mignolet. Et, en partie grâce à ce projet, nous avons de plus en plus de demandes pour des pièces de grandes dimensions."

Ainsi, la technologie a par exemple permis de fabriquer des gargouilles en plomb pour le Louvre, mais sert aussi à réaliser des prototypes pour l’usine PSA de Charleville-Mézières. Des cas d’usages variés, qui devraient continuer d’essaimer dans la fonderie ardennaise.