Qu'est-ce que le Cluster MAD4AM ?
Comme l’auront compris les anglophones, nous sommes fous de fabrication additive !
Plus sérieusement, cet acronyme signifie “Toward a Multisectorial Accepted Development FOR Additive Manufacturing“. Ce projet fédérateur vise à contribuer à la diffusion et à l’acceptabilité des technologies de fabrication additive dans différents secteurs d’application de l’industrie et de la santé du futur. Il est soutenu par l’initiative NExT (Nantes Excellence Trajectory) de Nantes Université.
Pendant 3 ans à partir de 2022, l’objectif principal sera de structurer une communauté de recherche interdisciplinaire autour de la fabrication additive (FA) dans la région nantaise, sans oublier le développement de la formation et de l’innovation avec la constitution d’un réseau d’entreprises partenaires.
La fabrication additive
Les technologies de FA sont définies comme « l’ensemble des procédés permettant de fabriquer couche par couche, par ajout de matière, un objet physique à partir d’un objet numérique » (NF E 67-001). La fabrication additive (AM) a été qualifiée de 4ème révolution industrielle. En effet, ses développements récents vont bien au-delà des procédés initiaux d’impression 3D destinés à fabriquer des pièces métalliques ou plastiques sans usinage ni moules et avec moins de déchets.
Dans ses domaines historiques d’application industrielle, la FA permet désormais des combinaisons de formes et de matériaux plus complexes que les procédés traditionnels et donne plus de liberté aux ingénieurs pour la Conception Assistée par Ordinateur (CAO) de structures légères et multifonctionnelles.
Le concept de FA se diffuse de plus en plus vite dans de nouveaux secteurs comme l’industrie navale ou le génie civil avec la construction d’architectures « free form », mais aussi dans les secteurs de l’alimentation et de la santé (par exemple la fabrication d’implants adaptés à la morphologie du patient, mais aussi à travers la possibilité de concevoir et fabriquer des produits alimentaires adaptés à l’alimentation de chaque personne).
Verrous scientifiques et défis technologiques ciblés
Les verrous pour une diffusion multisectorielle de la FA concernent les limites actuelles des procédés de FA eux-mêmes, ainsi que leur acceptabilité par tous les acteurs des chaines de valeur et à différentes étapes du cycle de vie du produit :
- Pour les ingénieurs et designers industriels, le manque de pression de compactage lors du traitement des matériaux par FA représente une source de défauts affectant la qualité, les performances et la durabilité des pièces ; il s’agit d’aspects rédhibitoires pour de nombreuses applications. Les futurs procédés de FA devraient permettre de contrôler non seulement la forme, mais aussi la microstructure des objets imprimés grâce au développement d’outils de rétro-ingénierie et de modélisation permettant une optimisation topologique multi-objectifs. Ces procédés doivent également être suffisamment robustes pour accepter des matériaux biosourcés et recyclés présentant une plus grande variabilité.
- Pour les industriels, l’intégration efficace des technologies FA dans des unités de production agiles n’est pas simple et est notamment remise en question par leur flexibilité actuelle, limitée en termes de cahier des charges des matériaux transformables. Plus généralement, pour toutes les personnes impliquées dans l’usine 4.0, la diffusion de la FA signifie des changements et de nouvelles compétences nécessaires, avec des avantages et de nouveaux risques qui doivent être pensés et atténués.
- Enfin, pour les utilisateurs finaux, la FA doit répondre aux attentes qu’elle a créées sans générer d’inconvénients. Par exemple, la bio-impression de matrices contenant des éléments biologiques et/ou des cellules vivantes est beaucoup plus complexe que celle de matériaux inertes. De plus, les applications médicales et alimentaires amènent des questions spécifiques d’acceptation, éthiques et juridiques.
L'organisation du cluster
Le consortium rassemble 12 laboratoires, 2 plateformes et plusieurs industriels dans des secteurs dans lesquels la fabrication additive est en expansion. Les équipes de recherche mobilisées ont une expertise reconnue dans leurs domaines de connaissances respectifs :
- Génie des procédés des matériaux alimentaires et polymères (GEPEA)
- Mécanique des matériaux et génie civil (GeM)
- Matériaux fonctionnels alimentaires et biosourcés (BIA INRA)
- Matériaux biocompatibles ostéoblastes osseux (RMeS)
- Numérique, contrôle/commande de procédés, comportement des machines et robots (LS2N)
- Transfert thermique dans la transformation des matériaux (LTEN)
- Matériaux métalliques et leurs transformations (IMN)
- (Bio)polymères, matériaux (bio)composites et multifonctionnels (IRDL)
- Immunologie fondamentale et translationnelle en transplantation, auto-immunité, inflammation, maladies infectieuses et médecine régénératrice (CR2TI)
- Neuropathies du système nerveux entérique et pathologies digestives (TENS)
- Évaluation des systèmes d’information dans les filières et développement de produits (LEMNA)
- Droit et innovations technologiques, droit de la santé, droit de la consommation (DCS)
L'actualité du Cluster
Stage de Master M2 « Génération et optimisation de trajectoire dans la fabrication additive par soudage à l’arc basée sur des critères thermiques »
Stage de Master M2 « Monitoring de l’impression 3d par vision par ordinateur de matériaux pâteux »
CableCon 2023 6th International Conf. on Cable-Driven Parallel Robots, 25th-28th of June 2023.
Les partenaires du Cluster MAD4AM
TENS – Enteric Nervous System in Gut and Brain Disorders
CR2TI – Center for Research in Transplantation and Translational Immunology
IRDL – Institut de Recherche Dupuy de Lôme, Centre de Recherche C. HUYGENS
BIA INRAE – Biopolymères Interactions Assemblages
RMeS – Regenerative Medicine and Skeleton
LTeN – Laboratoire de Thermique et Énergie de Nantes
Lemna – Laboratoire d’Économie et de Management Nantes-Atlantique
IMN – Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel
DCS – Droit et Changement Social
GeM – Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique
LS2N – Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes
