Pôle énergie et propulsion de Naval Group, le site de Nantes-Indret met le cap sur l’usine intelligente 4.0. Avec le concours de l’École centrale de Nantes, il a mis au point la première pale construite à partir d’une imprimante 3D. L’industrialisation est en route pour une mise à l’eau prévue en 2019. Les recrutements aussi.

« Avant, la concurrence était européenne. Aujourd’hui, les chinois sortent une frégate par mois et un sous-marin tous les quatre mois. Alors on accélère pour aller vers l’usine intelligente 4.0 et produire plus vite le bateau de demain », explique Pierre Berg, CTO à la direction des équipements de propulsion du site d’Indret de Naval Group, à côté de Nantes.

Là-bas sont conçus et fabriqués les systèmes d’énergie et de propulsion de navires de surface militaires et sous-marins, qu’ils soient conventionnels ou nucléaires. Jusqu’ici, pour fabriquer une pale – des engins de 800 kilos -, on utilisait des moules en bois ou du sable, difficilement adaptables au compromis de charge, de performance et de discrétion. « Il ne s’agit pas aujourd’hui de refaire ce qu’on sait déjà faire, mais bien d’introduire des technologies de rupture pour maintenir notre avance technologique », précise Pierre Berg.

Des temps de fabrication divisés par deux

« Pour cela, nous multiplions les partenariats. Et ça c’est nouveau pour nous », ajoute Jean-Luc France, directeur du site d’Indret qui, dès 2016, s’est rapproché de l’École centrale de Nantes pour créer le Joint Laboratory Of Maritimy Technology (JLMT). Il s’agit d’un laboratoire associant l’expertise industrielle et la recherche académique pour travailler sur la fabrication additive. De ce partenariat, encadré par Jean-Yves Hascoët (*), un des experts internationaux du domaine, est né un démonstrateur ; une pale de 1,20 mètres, conçue à partir d’un fil d’alliage de cuivre déposé en couches successives, comme avec une imprimante 3D.

« La fabrication additive offre des possibilités illimitées. Elle consomme moins de matière, permet d’intégrer des fonctionnalités supplémentaires, d’assembler des pièces de géométrie complexe, d’esquisser de nouveaux design… », atteste-il.

Moins coûteuse que l’usinage traditionnel, elle s’avère aussi plus rapide. « Dès que la maquette est terminée, elle est tout de suite transférée à l’atelier pour entrer en production, quand il fallait auparavant organiser les approvisionnements, la mise en œuvre… Les temps de process ont été divisés par deux et les gains de matière atteignent 30% », assure Pierre Berg.

Un million d’euros pour industrialiser

Outre ces bénéfices, ces nouveaux procédés de fabrication amènent à penser le produit autrement. « Jusqu’à présent, les hélices étaient pleines. Demain, elles pourront être creuses. On n’a pas forcément besoin de matière à l’intérieur. Ce vide peut être utilisé pour de l’amortissement, de l’acoustique, intégrer des capteurs pour de la maintenance préventive… », se projette Jean-Luc France.

La faisabilité, les résistances mécaniques et la corrosion ayant été démontrées, le procédé va ensuite entrer dans une phase d’industrialisation. Naval Group a investi un million d’euros pour s’équiper d’une machine capable de produire deux pales en même temps. Pour conserver son avance technologique, le directeur préfère taire l’origine du fournisseur tout comme les partenariats engagés avec de grands groupes français pour optimiser la fabrication additive. La machine devrait, en tout cas, être livrée en septembre, de manière à équiper un premier bateau de surface dès 2019. Suivra vraisemblablement les sous-marins. « Ces premiers résultats permettent d’envisager la mise en service à court terme de propulseurs différenciant pour les navires équipés », admet Vincent Geiger, directeur du centre de recherche technologique de Naval Group.

Devenir une usine intelligente

Pour le site d’Indret, le plus gros consommateur de R&D du groupe avec 20 millions d’euros (hors programme de recherche de fabrication additive co-financé par l’École centrale) programmés pour 2018, l’introduction de la fabrication additive n’est qu’une étape. « On veut entièrement transformer l’atelier », indique Jean-Luc France, qui mène un projet collaboratif avec l’Institut de recherche technologique (IRT) Jules Verne, à Nantes.

« L’objectif est qu’au lieu d’amener les pièces aux machines, la machine va à la pièce. C’est loin d’être anodin quand il s’agit de déplacer un module de 8 tonnes, qui fait 12 mètres sur 5 mètres. Ça prend du temps, notamment en raison de la sécurité, et l’usage est moins précis. L’utilisation d’outillage portatif existe déjà mais on veut aller plus loin pour obtenir une meilleure tolérance d’usinage sur les pièces », dit-il, à l’instar d’un dispositif de réalité augmentée déployé dans les ateliers pour ajuster des pièces sur les cuves utilisées pour la propulsion nucléaire.

Équipé d’un casque sur la tête, l’opérateur voit ainsi exactement le positionnement des pièces à souder. Ce qui évite les risques d’erreurs. « On a le droit à l’erreur, il faut juste ne pas les répéter trop souvent », reconnait Jean-Luc France, engagé dans un plan de charge de 1,8 millions d’heure cette année, notamment pour accompagner la fabrication des quatrième et cinquième chaudières qui équiperont la série de six sous-marins Barracuda, à livrer d’ici 2030. Le premier d’entre eux devrait être lancé en 2020.

200 recrutements cette année

Le spécialiste de l’énergie et de la propulsion qui, depuis les années 70, a participé à la construction des SNLE 1G (sous-marin nucléaire lanceur d’engins), SNA (sous-marin nucléaire) Rubis, SNLE NG puis les Barracuda pour la Marine nationale française, est aujourd’hui engagé sur 22 programmes de production et des partenariats fournisseurs au Brésil, en Indonésie, au Maroc, Allemagne, Chine, Inde, Egypte, Japon, Suisse, etc. Parallèlement, le site a mis au point un prototype de propulsion à hydrogène, validé après 4.000 heures d’expérimentation, dont le principal intérêt est de pouvoir produire de l’hydrogène à bord à partir de gas-oil. Reste aujourd’hui à travailler sur l’embarcabilité de ce matériel destiné à trouver sa place dans les espaces réduits de navires de surface et sous-marins conventionnels, pour le marché international.

Sur un site qui emploie aujourd’hui 1.400 personnes, « pour nous, l’enjeu, c’est de maintenir les compétences au niveau entre chaque programme », concède Jean-Luc France qui a, l’an dernier, recruté 250 personnes et en embauchera 200 autres (contre 50 départs) cette année en ingénierie, production, usinage et soudage, entre autres, pour accompagner la croissance de l’activité (+30%). « Sans difficulté, observe le directeur du site qui a aussi innové en ouvrant ses portes pour une journée et demi de “job dating”, multiplié les rencontres dans les écoles, et a reçu 1.400 curriculum vitae. Le nom de Naval Group fait plus rêver que DCNS », reconnait-il, au regard d’une profession qui, aussi, se féminise. « Aujourd’hui, j’ai cinq femmes en production. Il y a cinq ans, c’était inconcevable ! » dit-il.

Par Frédéric Thual,
correspondant Pays de la Loire pour La Tribune

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(*) Jean-Yves Hascoët, professeur des universités, est responsable de la Rapid Manufacturing Platform de l’École centrale de Nantes, au sein du laboratoire GeM UMR CNRS 6183.