Dans l’article ci-dessous, Alicia Rennoll examine l’impact environnemental de la fabrication additive dans l’industrie aérospatiale et présente une approche hybride qui permettrait de rendre la fabrication aérospatiale plus durable.
L’aviation a un impact disproportionné sur le changement climatique que le secteur s’efforce de compenser par des changements durables efficaces. Il est urgent que l’aviation change. L’industrie est directement responsable de 3,5 % des émissions mondiales. En outre, l’acte de voler lui-même suscite l’intérêt des industries polluantes, telles que le tourisme. L’une des façons dont l’aviation peut apporter de sérieux changements est de réformer la production de matériaux qui soutiennent les avions et les appareils au sol, qui nécessitent beaucoup d’entretien. De plus en plus, la fabrication additive permet d’atteindre cet objectif, même si cette pratique présente elle-même des inconvénients.
Comprendre le réseau
Pour comprendre l’impact considérable de l’aviation sur les émissions mondiales, il est important d’examiner la chaîne d’approvisionnement qui alimente chaque vol. L’indication la plus évidente de l’impact de l’aviation est, bien sûr, le vol, mais il y a une énorme quantité de travail pour faire décoller l’avion. L’achat d’avions, de pièces et d’accessoires, le stockage et la distribution des pièces à travers un réseau, l’équipement au sol et la liaison avec les opérateurs aéroportuaires, la sécurité et l’organisation du vol. Cela ne fait qu’effleurer la surface de l’approvisionnement logistique dans le secteur de l’aviation ; il y a une énorme quantité de travail qui se déroule chaque jour en arrière-plan.
L’impact de cette chaîne d’approvisionnement sur le climat est énorme. Il est difficile de le quantifier avec précision mais, comme le souligne l’analyse de McKinsey, les 3,5 % d’émissions mondiales générées par les vols doivent être soutenus par un système d’approvisionnement mondial au moins équivalent. La maintenance est un élément important de ce système, et dans le cadre de la maintenance, l’extraction des matériaux et leur synthèse en pièces d’avion génèrent une quantité importante de pollution. La fabrication additive est l’un des moyens d’y remédier.
Impression 3D des pièces
La fabrication additive peut avoir un impact bénéfique sur le coût climatique des vols de deux manières principales. Premièrement, elle permet une production de matériaux plus rapide et moins gourmande en ressources, et elle peut se faire à grande échelle. Deuxièmement, elle permet d’éviter la mise en place de réseaux logistiques détaillés, dans lesquels les pièces sont créées hors site puis transportées par fret dans les ateliers aéronautiques ou les aéroports.
Les applications potentielles sont vastes. La FA a déjà apporté une valeur ajoutée significative à l’industrie aéronautique dans la fabrication de petites pièces, et elle continuera à le faire. Les applications de ces technologies peuvent être utilisées pour étendre rapidement et faciliter le rythme auquel l’entretien des avions est effectué, et il peut y avoir un contrôle de qualité plus étroit de ces pièces à l’intérieur de la chaîne. Cela permettra de réduire le gaspillage, d’améliorer l’assurance et de resserrer la chaîne d’approvisionnement. Ceci étant dit, l’utilisation de la FA n’est pas un cas clos en termes de capacité environnementale.
Le développement durable dans la fabrication additive
La fabrication additive a un impact immédiat sur le développement durable en raison de la réduction relative des coûts de transport et des processus de fabrication extrêmement avancés. Cela introduit une efficacité dans la fabrication qui, selon certaines études, peut permettre de réduire l’utilisation de matériaux jusqu’à 80 %. Il y a toutefois des réserves à formuler, et ces réserves s’appliquent à l’ingénierie aérospatiale.
Si l’ingénierie additive est en principe durable et respectueuse de l’environnement, elle présente certaines faiblesses. L’étude présentée, réalisée par le Journal of Environmental Science & Technology, examine comment les flux d’énergie pour la fabrication additive peuvent être incroyablement élevés et, dans les régions où l’énergie n’est pas renouvelable (y compris les États-Unis), cela peut signifier que les coûts de fabrication sont très élevés. C’est probablement le cas pour la fabrication de métaux solides, comme c’est souvent le cas dans l’aviation.
Adopter une approche hybride
La solution pourrait donc résider dans une approche hybride. Il s’agit d’aborder la construction aéronautique à partir de la méthode classique du travail des métaux lorsqu’il s’agit de l’aluminium et d’autres métaux à usage essentiel, tels que le tungstène, l’acier inoxydable et le titane, et de l’associer ensuite à la fabrication additive avancée pour les matériaux moins solides. Pensez aux plastiques utilisés dans la cabine de l’avion, dans son cockpit, mais aussi au sol tout au long de la chaîne d’approvisionnement. Ce petit investissement en temps et en ressources permettra de réduire considérablement le temps de transit nécessaire pour faire décoller un avion et l’amener dans le ciel, et de réduire la dépendance à l’égard d’une opération logistique à grande échelle.
Ces petits changements progressifs n’auront qu’un faible impact initial. Cependant, comme pour toutes les mesures de durabilité, c’est la somme des parties qui est supérieure au tout. C’est aussi une question de culture : lorsqu’une organisation commence à apporter de petits changements en matière de développement durable, ces derniers contribuent à modifier la réputation de l’entreprise et l’aident à influencer la chaîne d’approvisionnement dans son ensemble. Il ne faut pas sous-estimer l’attrait et l’impact de la durabilité sur l’ensemble du secteur de l’aviation.
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