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Des pales d’hélice imprimées en 3D ouvrent la voie à un transport de marchandises respectueux de l’environnement

Des chercheurs ont construit la première pale d’hélice creuse au monde, ce qui constitue une étape prometteuse vers l’amélioration des performances des navires et la réduction de leur impact sur l’environnement.

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Pour rendre l’industrie maritime européenne plus compétitive au niveau mondial, il est nécessaire d’utiliser des matériaux innovants afin d’améliorer les performances des navires et de les rendre plus respectueux de l’environnement. Ces dernières années, d’autres secteurs ont fait beaucoup de progrès dans ce domaine. Le secteur maritime accuse toutefois un certain retard en ce qui concerne l’adoption de matériaux avancés, dont l’empreinte environnementale est plus faible et qui s’avèrent moins coûteux et plus faciles à entretenir. Accomplissant sa part du travail dans le but de propulser l’industrie maritime vers l’avenir, le projet RAMSSES, financé par l’UE, a tiré parti de nouveaux matériaux légers et performants pour mettre au point le premier démonstrateur de pales d’hélice creuses. Ce résultat innovant a été obtenu à l’aide de la fabrication additive (FA), un procédé grâce auquel des objets 3D sont fabriqués en ajoutant des couches successives de matériau. Dans un article en ligne publié dans la revue «Marine Propulsion & Auxiliary Machinery», Patrice Vinot, responsable du package hélice chez le partenaire du projet Naval Group, déclare: «Bien que la fabrication additive se fasse de plus en plus présente dans l’industrie, la programmation et la conception de pièces complexes, comme les pales d’hélice pour les navires, constitue un défi considérable.» L’objectif de l’équipe du projet consiste à produire des hélices qui améliorent les capacités opérationnelles des navires. L’impression 3D pour une meilleure propulsion des navires Le procédé FA utilisé par les chercheurs pour améliorer la propulsion des navires s’appelle la fabrication additive arc-fil (WAAM). Ce procédé consiste à faire fondre un fil métallique en utilisant un arc électrique comme source de chaleur. Une fois fondu, le fil est extrudé sous forme de perles qui se collent ensemble pour créer une couche de métal. La manœuvre est ensuite répétée couche par couche afin de construire une pièce métallique 3D. La WAAM est utilisée pour la conception de composants de grande taille, en l’occurrence des hélices dont le diamètre peut atteindre 6 m, les technologies de fabrication traditionnelles en étant incapables. Ce développement rendra possible la production d’hélices plus complexes à l’avenir. Les avantages industriels attendus Le premier démonstrateur de l’équipe est une pale creuse à l’échelle un tiers, pour l’hélice d’un porte-conteneurs. Elle a été imprimée en acier inoxydable en moins de 100 heures et pèse environ 300 kg. Bien qu’un poids de 300 kg pour une seule pale, qui plus est d’un modèle réduit, puisse sembler ridiculement lourd pour le profane, il convient de mettre les choses en perspective en rappelant que les pales d’hélice peuvent peser jusqu’à 20 tonnes! L’équipe s’attend à ce que la nouvelle pale pèse 40 % de moins que les composants conventionnels, quand elle sera produite à échelle réelle. Les propriétés hydrodynamiques de la pale seront évaluées grâce à des simulations numériques. Elle sera en outre soumise à des essais de fatigue et de corrosion. Le projet RAMSSES (Realisation and Demonstration of Advanced Material Solutions for Sustainable and Efficient Ships) procède actuellement au développement d’une hélice à pales creuses, à échelle réelle, pour les porte-conteneurs. «Le potentiel du procédé, mis en évidence par cette nouvelle étude de cas, signifie que nous nous attendons désormais à ce que les hélices de demain affichent des performances inégalées», déclare M. Vinot. Le projet est arrivé à peu près à mi-chemin de sa durée totale de 4 ans. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet RAMSSES

Pays

Italie

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