La fabrication additive pour transformer la maintenance ferroviaire

Lancé en 2022, ce projet avait pour objectif d’accélérer l’industrialisation des technologies de fabrication additive afin d’optimiser la maintenance des trains et diminuer ses coûts grâce à des composants produits à la pièce ou en petite série.

La fabrication additive, un procédé prometteur pour le ferroviaire

Équivalent industriel de l’impression 3D, la fabrication additive associe conception numérique et fabrication rapide de pièces mécaniques, par ajouts successifs de couches de matière.
Les atouts de ce procédé sont nombreux. Les délais de prototypage, d’outillage et d’approvisionnement sont largement réduits, ouvrant ainsi la porte à une meilleure disponibilité des trains pour l’exploitation. Une diminution des stocks des pièces de rechanges est également possible, et donc des coûts qu’ils engendrent (la maintenance des trains compte en effet 150 000 références, dont de nombreuses petites séries).

La fabrication additive permet de réaliser certaines pièces qui ne sont plus fabriquées sur toute la durée d’exploitation des trains, qui peut atteindre une quarantaine d’années.
Au-delà de la simple refabrication, la fabrication additive ouvre de nouvelles perspectives pour améliorer les composants, les personnaliser et les rendre plus fiables, légers ou silencieux que les originaux.

De la conception au démonstrateur grandeur nature

Au sein du consortium, les équipes de recherche de Centrale Nantes ont apporté leur expertise dans la conception de pièces adaptées à la fabrication additive métallique grand format. À partir de la maquette numérique et des contraintes mécaniques définies par la SNCF, elles ont développé un nouveau concept de longeron de bogie (une pièce structurelle qui relie les essieux et supporte une partie du train) en exploitant les possibilités offertes par le procédé WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), une technologie d'impression 3D métal par dépôt de fil.

Ce travail de conception a abouti à la réalisation d'un démonstrateur à l'échelle 1 : une pièce de 3,2 mètres de long fabriquée par dépôt de près de 400 kg de métal. Cette réalisation démontre la faisabilité de produire, par fabrication additive, des composants métalliques de grande dimension destinés aux applications ferroviaires. Elle constitue une étape importante vers l'industrialisation de cette technologie pour la maintenance des trains.

Une avancée au service de l’industrie ferroviaire

Au-delà de cette première, le projet confirme le potentiel de la fabrication additive pour transformer la maintenance ferroviaire. En permettant de produire ou de réparer certaines pièces à la demande, cette technologie ouvre de nouvelles perspectives pour optimiser la maintenance des trains, réduire les délais d’approvisionnement et accompagner une maintenance plus durable.

Cette avancée illustre également le rôle de Centrale Nantes dans le développement de solutions innovantes au service de l'industrie, en associant recherche académique, expertise scientifique et transfert de technologies vers des applications concrètes.

Additive4Rail est un projet issu de l’AMI CORIFER 2021 opéré par BPI France, soutenu par l’Etat dans la cadre de France 2030.