Exploitable pour de nombreuses applications industrielles, cette technologie de métallisation à froid consiste à projeter des poudres métalliques à très grande vitesse, sur une pièce neuve ou à réparer, afin d’assurer un dépôt de qualité optimale. Entretien avec Maurice Ducos, consultant qui s’est attelé au déploiement de la technologie en France.
Le « cold spray » se projettera-t-il en Provence ? Le Technocentre Henri-Fabre pourrait-il accueillir prochainement un équipement de projection dynamique à froid ? Il s’y intéresse grandement. « Aucun industriel ne dispose d’une telle machine en Provence-Alpes-Côte d’Azur alors que de nombreux secteurs, présents sur ce territoire, pourraient y trouver un intérêt, dans l’aéronautique, l’énergie, le nucléaire, la sidérurgie, la pétrochimie, la chimie », confie Maurice Ducos, consultant, qui s’est attelé au déploiement de la technologie en France, entre autres pour le compte de Impact Innovations, une société allemande devenue leader mondial.
Le procédé né des travaux de l’équipe du docteur Anatolii Papyrin, au milieu des années 80 dans un Institut de l’Académie des Sciences de Novosibirsk (Russie), a donné lieu à deux brevets, américain en 1994 et européen en 1995. Dans la projection « Cold Spray », le gaz est porté à une pression jusqu’à 50 bars et une température de 1 100 degrés. « Plus on monte en température, plus le revêtement est de qualité. Le réchauffement est l’âme du cold spray » précise Maurice Ducos.
En passant dans une tuyère comportant une section convergente et une autre divergente (tuyère de De Laval), la compression du gaz produit une énergie cinétique, dont l’accélération génère une vitesse supersonique adaptée à l’application de matériaux ductiles variés : cuivre, aluminium, titane, alliages, aciers, zinc, nickel, argent, bronze, cobalt…
« Il n’existe aucune limite de taille. Une installation en Espagne a permis de réaliser une pièce de 25 m de long ! »
« La fixation sur le substrat s’opère à partir d’une vitesse critique », poursuit-il. Les particules de poudre métallique, injectées dans la tuyère, peuvent être projetées jusqu’à 1 200 m par seconde. Dans la force de l’impact, elles se déforment et recouvrent la surface ciblée d’un revêtement dense, résistant, étanche, sans porosité, ni atteinte à l’intégrité du matériau (substrat) qu’il soit métallique, céramique, verre ou polymère. L’épaisseur de la couche peut varier de quelques microns à quelques millimètres.
La technologie convient pour la fabrication de pièces complexes (impression 3D) neuves ou la réparation d’éléments dégradés, par exemple par corrosion ou abrasion. « Il n’existe aucune limite de taille. Une installation en Espagne a permis de réaliser une pièce de 25 m de long ! » assure Maurice Ducos. Le procédé, fondé sur l’usage de gaz neutres (azote, hélium), fonctionne sans nuisance environnementale. Le rendement matière est souvent supérieur à 90 %, les poudres qui ne se sont pas déposées restent recyclables.
Une société provençale, RM2S, spécialiste des revêtements par projection thermique sous différentes techniques (flamme, arc, refusion), s’y intéresse, l’établissement des Arts & Métiers d’Aix-en-Provence également (pour l’évaluation de contraintes, en modélisation et simulation). L’implantation d’un équipement « Cold Spray » dans une chaîne de fabrication exige l’aménagement d’une cabine spécifique, bien isolée, avec un système de filtration adapté. Un investissement conséquent. Mais pour Maurice Ducos, les besoins industriels à satisfaire promettent de jolies perspectives. « BMW, Schneider, General Electric, ArcelorMittal, Westinghouse l’utilisent… Le potentiel de développement est important ». Un Club « Cold Spray » existe depuis 2006 à l’École des Mines de Paris.
Photo : ©General Electric