Forge +

Le bassin nogentais concentre historiquement une grande variété d’industries dans le domaine de la forge, avec une diversité importante tant dans les secteurs d’applications que dans les procédés et matériaux utilisés : citons bien sûr l’industrie automobile (acier), mais également l’aéronautique et le médical (aluminium, non ferreux, titane), avec des procédés de forgeage, d’estampage, et de frappe à froid.

Dans le cadre de la mise en place du Pôle Technologique de Haute-Champagne à Nogent, du partenariat avec le CRITT-MDTS et l’Université de technologie de Troyes (UTT), et de relations privilégiées avec les industriels du nucléaire (AREVA), est envisagée la mise en place, à Nogent, d’un moyen d’essai de forge expérimentale, permettant la validation en situation réelle, de modélisations, d’écoulements de forge et d’outillages spécifiques.

Ce projet, FORGE +, a été lancé en étroite collaboration avec le Pôle Technologique de Haute-Champagne et AREVA, qui ont déjà organisé un séminaire prospectif en 2008, avec la volonté de regrouper les meilleures compétences dans ce domaine, en associant aux partenaires historiques (forgerons de NOGENTECH, CRITT et UTT), les laboratoires du CEMEF (Ecole des Mines-ParisTech, Sophia-Antipolis), du CETIM et de l’Ecole Nationale Supérieure d’Arts et Métiers de Metz (ENSAM).

Le projet a été officialisé par Mme Lauvergeon, Présidente du Directoire d’AREVA, à St Dizier début 2008, et bien que plusieurs contacts aient été établis postérieurement à ce premier séminaire, la coopération technologique NOGENTECH-AREVA s’est concrétisée début 2010 par la signature d’un accord-cadre de collaboration scientifique..

La finalité de FORGE + est bien entendu de ne pas créer de redondance avec des moyens et des équipes existants, mais toutefois de monter un dispositif original, en relation avec l’existant, avec le souci de l’aménagement du territoire, compte-tenu de la concentration importante de forgerons en Haute-Marne et dans les Ardennes, concentration qu’on ne retrouve ni à Metz (ENSAM), ni à Saint-Etienne (CETIM), ni à Sophia-Antipolis (CEMEF)…

En France, la recherche technologique sur les procédés s’est très peu développée, contrairement à ce qui se passe en Allemagne ou au Japon où cette recherche est très active et innovante, tout particulièrement dans le domaine de la mise en forme. Il y a donc une forte attente de la part des industriels dans ce domaine. Cela impliquerait que le projet dispose de presses de forgeage et de systèmes de chauffage et contrôle thermique suffisamment flexibles pour étudier de nouvelles techniques de forgeage innovantes pour les applications considérées, et calibrer les logiciels de simulation.

Lors du séminaire CEZUS, Forge de Zirconium du groupe AREVA visitée début 2008, les principales problématiques qui ont été évoquées sont :

• Apparitions de criques lors du forgeage.
• Problèmes de temps de calcul lors des simulations du forgeage.
• Problèmes de métallurgie et en particulier de contrôle de la taille des grains sur les pièces finies.
• Evolution et effet des textures cristallographiques.
• Optimisation du procédé pour l’obtention de formes complexes.
• Evolution des procédés et des matériaux pour obtenir des pièces de plus en plus complexes et/ou de plus en plus fines.
• Optimisation du poids pour un matériau donné.
• Optimisation du procédé pour l’obtention de tolérances dimensionnelles serrées en sortie de forgeage, voire même de tolérances serrées sur les axes d’inertie (notion de forgeage aux quasi-dimensions finales ou « near net shape »).
• Utilisation de nouvelles nuances d’alliages, voire de nouveaux matériaux pour optimiser le poids et/ou le coût.
• Connaissance de la rhéologie des matériaux aux différentes températures et aux différentes vitesses de déformation.
• Incidence de la température initiale sur le procédé.
• Problèmes de lubrification, de contact, d’état de surface, d’interaction outil-matière.
• Suppression de la fibre neutre.
• Effets du procédé sur le comportement en service des pièces forgées (fatigue, corrosion, stabilité dimensionnelle).
• Effets sur les opérations de mise en forme ultérieures (usinabilité, stabilité dimensionnelle).

Les principales étapes de cet axe stratégique de développement seraient les suivantes :

• Identifier les différents acteurs du cluster ainsi que les futurs partenaires pertinents.
• Proposer le processus d’animation du cluster Forge, la communication en son sein et proposer la structure à mettre en place pour en assurer la gestion:
  • Cycles de réunions thématiques.
  • Visites industrielles.
  • Séminaires et congrès associant les mondes industriel et académique, tout en assurant une veille sur la thématique du cluster  (CETIM[1], CEMEF-Sophia Antipolis, ENSAM Metz, MATERALIA, CARINNA, UTT, …).
  • Formations professionnelles dans le secteur de la métallurgie.
• Identifier les « projets collaboratifs » souhaitables avec les pôles de compétitivité, les clusters français et internationaux, les institutionnels et partenaires financiers publics et privés dans le cadre du montage de dossiers (financement, partenariat, maîtrise d’œuvre de projets).
• Réaliser le pré-dimensionnement des outils de « R&D forgeage » complémentaires des outils actuels des industriels et des partenaires du cluster :
  • Etablir un premier bilan des différents outils existants chez l’ensemble des acteurs et partenaires du cluster.
  • Définir le ou les outils manquants mais nécessaires pour assurer le succès des « projets collaboratifs » envisagés.
  • Réaliser un premier pré-dimensionnement du premier outil retenu.

Ce projet FORGE + s’inscrit dans un Plan Régional d’Actions, de Soutien et de Développement du secteur de la Forge-Estampage-Matriçage initié par la DIRECCTE-Champagne-Ardenne, dans la continuité du Plan de Progrès de la Fonderie développé depuis 2005.