La d\u00e9finition des exigences industrielles et l’\u00e9tude num\u00e9rique d’un n\u0153ud structural figurent parmi les r\u00e9sultats de la phase initiale du projet, qui pr\u00e9pare de nouvelles applications de la fabrication additive m\u00e9tallique dans des composants de grandes dimensions.<\/p>\n\n
PO\u00c7O a particip\u00e9 \u00e0 la d\u00e9finition des exigences fonctionnelles et industrielles du cas d’\u00e9tude des structures m\u00e9talliques du projet MultiscaleDED. Les travaux se sont inscrits dans la phase d’analyse et de sp\u00e9cification, achev\u00e9e en mars 2026, et ont permis d’\u00e9tablir une base technique pour le d\u00e9veloppement de composants et d’assemblages structuraux au moyen de proc\u00e9d\u00e9s de fabrication additive.\u00b9<\/p>\n\n
Parmi les r\u00e9sultats de cette phase figurent la d\u00e9finition des besoins des secteurs d’application, l’analyse des strat\u00e9gies de d\u00e9p\u00f4t, l’identification des mat\u00e9riaux candidats et la sp\u00e9cification des cas d’\u00e9tude. Dans le domaine des structures m\u00e9talliques, une \u00e9tude num\u00e9rique d’optimisation d’un assemblage tubulaire a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e et a permis d’identifier une configuration prometteuse pour un d\u00e9veloppement ult\u00e9rieur.\u00b9 \u00b2<\/p>\n\n
Le cas d’\u00e9tude des structures m\u00e9talliques porte sur un assemblage entre profil\u00e9s tubulaires, repr\u00e9sentatif d’un n\u0153ud de treillis. L’analyse a concern\u00e9 la g\u00e9om\u00e9trie de l’assemblage, la transmission des efforts, les conditions d’ex\u00e9cution et l’utilisation efficace du mat\u00e9riau.\u00b2<\/p>\n\n
L’une des difficult\u00e9s identifi\u00e9es concerne l’application du d\u00e9p\u00f4t \u00e0 l’arc submerg\u00e9 sur des surfaces courbes. Dans ce proc\u00e9d\u00e9, le flux granulaire de soudage doit rester dans la zone de d\u00e9p\u00f4t, de sorte que la g\u00e9om\u00e9trie du composant et son orientation conditionnent la stabilit\u00e9 et la faisabilit\u00e9 de la fabrication.\u00b2<\/p>\n\n
Pour r\u00e9pondre \u00e0 cette limitation, une configuration d’assemblage entre trois profil\u00e9s tubulaires circulaires a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9e. Cette g\u00e9om\u00e9trie a servi de base \u00e0 une \u00e9tude d’optimisation topologique de la r\u00e9gion centrale du n\u0153ud, en vue de la rendre compatible avec une strat\u00e9gie hybride de fabrication additive.\u00b2<\/p>\n\n
L’optimisation topologique permet d’\u00e9tudier la r\u00e9partition du mat\u00e9riau dans un domaine d\u00e9fini, en fonction des sollicitations et des contraintes prises en compte. Il s’agit d’une approche de conception structurale qui vise \u00e0 identifier des g\u00e9om\u00e9tries adapt\u00e9es aux objectifs de performance et qui peut int\u00e9grer des limitations de volume et d’autres exigences de conception.\u00b3<\/p>\n\n
L’\u00e9tude num\u00e9rique pr\u00e9sent\u00e9e dans la documentation du projet a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e dans Abaqus, en consid\u00e9rant la r\u00e9gion massive du n\u0153ud comme domaine d’optimisation. Diff\u00e9rentes contraintes de volume ont \u00e9t\u00e9 analys\u00e9es afin de minimiser l’\u00e9nergie de d\u00e9formation dans les conditions de chargement et d’appui d\u00e9finies dans le mod\u00e8le.\u00b2<\/p>\n\n
Parmi les configurations \u00e9valu\u00e9es, la solution correspondant \u00e0 une fraction volumique proche de 40 % a \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9e comme la plus prometteuse pour un d\u00e9veloppement ult\u00e9rieur. Cette valeur se rapporte \u00e0 la quantit\u00e9 de mat\u00e9riau admissible dans le domaine num\u00e9rique d’optimisation ; elle ne repr\u00e9sente pas une r\u00e9duction de poids d\u00e9j\u00e0 d\u00e9montr\u00e9e dans un composant fabriqu\u00e9 ou une structure compl\u00e8te.\u00b2<\/p>\n\n
L’\u00e9tude a \u00e9galement mis en \u00e9vidence la n\u00e9cessit\u00e9 d’\u00e9tapes suppl\u00e9mentaires de r\u00e9ing\u00e9nierie et d’optimisation de forme, destin\u00e9es \u00e0 adoucir la g\u00e9om\u00e9trie, \u00e0 r\u00e9duire les concentrations de contraintes et \u00e0 pr\u00e9parer le composant pour la fabrication. Le r\u00e9sultat obtenu est donc une configuration num\u00e9rique de r\u00e9f\u00e9rence, qui doit encore \u00eatre perfectionn\u00e9e et faire ensuite l’objet d’une validation exp\u00e9rimentale.\u00b2<\/p>\n\n
Parall\u00e8lement aux cas d’\u00e9tude, le consortium a achev\u00e9 l’analyse des strat\u00e9gies de fabrication et de la compl\u00e9mentarit\u00e9 entre trois proc\u00e9d\u00e9s de d\u00e9p\u00f4t m\u00e9tallique. L’approche d\u00e9finie associe le d\u00e9p\u00f4t \u00e0 l’arc submerg\u00e9, WAAM-SAW, aux r\u00e9gions \u00e0 fort volume ; le proc\u00e9d\u00e9 WAAM-GMAW, fond\u00e9 sur un arc \u00e9lectrique sous protection gazeuse, aux composants et r\u00e9gions de dimensions interm\u00e9diaires ; et le d\u00e9p\u00f4t laser, LMD, aux zones exigeant davantage de d\u00e9tail, de rev\u00eatement ou de pr\u00e9cision.\u00b9<\/p>\n\n
Cette r\u00e9partition vise \u00e0 concilier productivit\u00e9, flexibilit\u00e9 g\u00e9om\u00e9trique et pr\u00e9cision en fonction des besoins de chaque r\u00e9gion du composant. Dans la litt\u00e9rature scientifique, la fabrication additive par fil et arc est pr\u00e9sent\u00e9e comme une approche prometteuse pour les composants m\u00e9talliques de moyennes et grandes dimensions, en raison de ses taux de d\u00e9p\u00f4t et de la possibilit\u00e9 de r\u00e9duire le gaspillage de mat\u00e9riau par rapport \u00e0 certaines voies de fabrication conventionnelles.\u2074<\/p>\n\n
Dans MultiscaleDED, cette phase a abouti \u00e0 la d\u00e9finition de l’architecture fonctionnelle et des exigences pr\u00e9liminaires d’int\u00e9gration. Les besoins en mati\u00e8re d’alimentation, de confinement et de r\u00e9cup\u00e9ration du flux, d’\u00e9limination automatique du laitier entre les couches, de refroidissement actif, de g\u00e9n\u00e9ration des trajectoires et de surveillance du proc\u00e9d\u00e9 ont \u00e9t\u00e9 sp\u00e9cifi\u00e9s. L’int\u00e9gration physique et la validation de la plateforme restaient \u00e0 r\u00e9aliser \u00e0 la fin de la p\u00e9riode couverte par le rapport.\u00b9<\/p>\n\n
Les travaux ont inclus l’identification de familles de mat\u00e9riaux candidates, notamment les aciers au carbone et les aciers de construction, les aciers inoxydables et les alliages d’aluminium, en fonction des applications envisag\u00e9es dans le projet. Les relations entre les param\u00e8tres de d\u00e9p\u00f4t, les cycles thermiques, la g\u00e9om\u00e9trie, la microstructure et les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques ont \u00e9t\u00e9 analys\u00e9es, de m\u00eame que les exigences relatives \u00e0 la production de mat\u00e9riaux pr\u00e9sentant des propri\u00e9t\u00e9s diff\u00e9renci\u00e9es dans certaines r\u00e9gions du composant.\u00b9<\/p>\n\n
Ce lien entre proc\u00e9d\u00e9, structure m\u00e9tallurgique et propri\u00e9t\u00e9s constitue \u00e9galement un th\u00e8me central de la recherche internationale sur la fabrication additive m\u00e9tallique. La litt\u00e9rature souligne la n\u00e9cessit\u00e9 de comprendre les m\u00e9canismes physiques et m\u00e9tallurgiques en jeu afin d’orienter le choix des mat\u00e9riaux et le d\u00e9veloppement des conditions de fabrication.\u2075<\/p>\n\n
Pour les cas d’\u00e9tude, les fonctions des composants, les conditions de service, les modes de d\u00e9faillance pertinents, les besoins de post-traitement et les crit\u00e8res pr\u00e9liminaires d’inspection et de validation ont \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9s. PO\u00c7O a contribu\u00e9 sp\u00e9cifiquement \u00e0 la d\u00e9finition des exigences fonctionnelles et industrielles des structures m\u00e9talliques, tandis que l’Universidade de Coimbra a assur\u00e9 l’analyse technico-scientifique des proc\u00e9d\u00e9s, des mat\u00e9riaux et des m\u00e9thodes d’optimisation.\u00b9<\/p>\n\n
La phase d’analyse et de sp\u00e9cification a donn\u00e9 lieu \u00e0 trois livrables techniques : un rapport sur les strat\u00e9gies de fabrication et l’analyse des proc\u00e9d\u00e9s de d\u00e9p\u00f4t ; un rapport sur les mat\u00e9riaux et les exigences relatives aux gradients fonctionnels ; et un rapport de sp\u00e9cification des cas d’\u00e9tude concernant les moules et les outils, les structures m\u00e9talliques ainsi que les composants maritimes et navals. Les jalons relatifs \u00e0 la d\u00e9finition des d\u00e9fis scientifiques et technologiques et \u00e0 la d\u00e9finition d\u00e9taill\u00e9e des cas d’\u00e9tude ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 atteints.\u00b9<\/p>\n\n
Ces r\u00e9sultats \u00e9tablissent les bases du d\u00e9veloppement des sous-syst\u00e8mes, du perfectionnement des g\u00e9om\u00e9tries, de la pr\u00e9paration des d\u00e9monstrateurs et de l’\u00e9valuation exp\u00e9rimentale ult\u00e9rieure des solutions. \u00c0 ce stade, les avanc\u00e9es document\u00e9es portent sur la sp\u00e9cification technique, la d\u00e9finition des applications industrielles et l’\u00e9tude num\u00e9rique, et ne constituent pas encore une d\u00e9monstration des performances des composants finaux.\u00b9 \u00b2<\/p>\n\n
La participation de PO\u00c7O a permis d’int\u00e9grer les besoins des structures m\u00e9talliques dans les travaux de recherche du consortium, contribuant ainsi \u00e0 orienter le d\u00e9veloppement technologique vers des applications industrielles concr\u00e8tes.\u00b9<\/p>\n\n
MultiscaleDED est dirig\u00e9 par AGIX et r\u00e9unit PO\u00c7O, PENIMAR, Pl\u00e1cido Roque, Universidade de Coimbra, SEAPOWER et Incentahead. Le projet doit se d\u00e9rouler du 1er juillet 2025 au 30 juin 2028, sous le code d’op\u00e9ration COMPETE2030-FEDER-02304300.\u00b9<\/p>\n\n
Projet cofinanc\u00e9 par l’Union europ\u00e9enne, dans le cadre de COMPETE 2030 et de Portugal 2030.<\/em><\/p>\n\n Image illustrative g\u00e9n\u00e9r\u00e9e num\u00e9riquement : repr\u00e9sentation conceptuelle de la fabrication additive m\u00e9tallique et de l’optimisation structurale. Elle ne correspond ni \u00e0 un prototype fabriqu\u00e9 ni \u00e0 un r\u00e9sultat de simulation du projet.<\/em><\/p>\n\n \u00b9 Documentation du projet. Cons\u00f3rcio MultiscaleDED. 1.\u00ba Relat\u00f3rio T\u00e9cnico-Cient\u00edfico Anual \u2014 per\u00edodo de 01\/07\/2025 a 30\/06\/2026. Documento RTC-S2-A1_MultiDED_VF, 2026, pp. 4\u201312 e 18\u201321.<\/strong><\/p>\n\n \u00b2 Cas d’\u00e9tude structural. Cons\u00f3rcio MultiscaleDED. Entreg\u00e1vel E1.3 \u2014 Relat\u00f3rio do estado da arte, desafios e defini\u00e7\u00e3o das especifica\u00e7\u00f5es t\u00e9cnicas e funcionais para os casos de estudo em tooling, estruturas met\u00e1licas e componentes mar\u00edtimos\/navais. <\/strong>2026, sec\u00e7\u00e3o 4.2, pp. 33\u201337 do entreg\u00e1vel.<\/strong><\/p>\n\n \u00b3 Optimisation topologique. Sigmund, O.; Maute, K. \u201cTopology optimization approaches: A comparative review\u201d. Structural and Multidisciplinary Optimization, 48(6), 1031\u20131055, 2013. DOI: 10.1007\/s00158-013-0978-6.<\/strong><\/p>\n\n \u2074 Fabrication additive par fil et arc. Williams, S. W.; Martina, F.; Addison, A. C.; Ding, J.; Pardal, G.; Colegrove, P. \u201cWire + Arc Additive Manufacturing\u201d. Materials Science and Technology, 32(7), 641\u2013647, 2016. DOI: 10.1179\/1743284715Y.0000000073.<\/strong><\/p>\n\n \u2075 Proc\u00e9d\u00e9s, mat\u00e9riaux et propri\u00e9t\u00e9s. DebRoy, T.; Wei, H. L.; Zuback, J. S.; Mukherjee, T.; Elmer, J. W.; Milewski, J. O.; Beese, A. M.; Wilson-Heid, A.; De, A.; Zhang, W. \u201cAdditive manufacturing of metallic components \u2014 Process, structure and properties\u201d. Progress in Materials Science, 92, 112\u2013224, 2018. DOI: 10.1016<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" La d\u00e9finition des exigences industrielles et l’\u00e9tude num\u00e9rique d’un n\u0153ud structural figurent parmi les r\u00e9sultats de la phase initiale du projet, [\u2026]<\/span><\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":4511,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[112,114],"tags":[],"class_list":["post-4512","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-actualites","category-home"],"featured_image_src":"https:\/\/www.poco.pt\/wp-content\/uploads\/2026\/09\/18920_imagem_noticia_MultiscaleDED_1200x630.jpg","author_info":{"display_name":"Lu\u00edsa Montez","author_link":"https:\/\/www.poco.pt\/fr\/author\/luisa\/"},"yoast_head":"\nNotes et r\u00e9f\u00e9rences<\/strong><\/h4>\n\n