Aéronautique, spatial, défense : des solutions innovantes pour les microtechniques

Fondée en 1994 à Albi par Arthur Pais avec le soutien de 12 ingénieurs et techniciens, le constructeur français de machines-outils relance ses activités en proposant une nouvelle génération de machines à commande numérique.

Le formidable essor du transport aérien, les ambitieux programmes de conquête spatiale et les investissements colossaux dans la fabrication d’armements ouvrent des opportunités exceptionnelles pour l’industrie microtechnique. Un exemple parmi d’autres : Airbus Defence and Space et Greenerwave renforcent leur partenariat stratégique en signant deux nouveaux contrats d’un montant total de plusieurs millions d’euros. Grâce à ces accords, Airbus Defence and Space étoffe ses solutions de communication par satellite (SATCOM) en s’appuyant sur les antennes plates de Greenerwave, reconnues pour leur capacité multi-orbite et leur très faible consommation énergétique. En effet, des avions aux fusées et autres satellites, en passant par les différents systèmes d’armement, les microtechniques sont omniprésentes. Toujours proche de l’actualité, le Zoom du futur salon international des microtechniques et de la précision, Micronora 2026, qui aura lieu du 29 septembre au 2 octobre au parc d’exposition de Besançon (Doubs), mettra à l’honneur les nec plus ultra microtechniques dans ces domaines très exigeants. Un véritable espace mi-laboratoire mi-exposition unique en son genre. Bien sûr, comme d’habitude, les visiteurs trouveront à Micronora les derniers outils de conception et de fabrication indispensables pour construire les futurs avions, appareils pour conquérir l’espace ou équipements de défense de nouvelle génération.

des logiciels efficaces

Les outils de conception assistée par ordinateur font peau neuve pour répondre à des défis souvent incommensurables. Des éditeurs comme Dassault Systèmes, Open Mind Technologies, TopSolid SAS ou Siemens affûtent, ainsi, continuellement leurs armes. Les logiciels d’Open Mind Technologies aident Hill Helicopters à concevoir et fabriquer ses hélicoptères légers de luxe. Le fabricant aérospatial de Rugeley (Grande-Bretagne) a choisi la suite de conception et de fabrication assistées par ordinateur (CFAO) hyperMILL qui a facilité le développement de certaines pièces complexes du moteur, comme la roue à aubes avec des espaces très réduits de son compresseur. Les modules Virtual Machining Optimizer et Digital Twin facilitent la programmation des équipements d’usinage complexe utilisés par Hill Helicopters, et lui permettent de s’assurer de la solidité des processus. L’entreprise peut ainsi développer rapidement des centaines de composants complexes dans une grande variété de matériaux avec des tolérances extrêmement serrées. 

Incontournables également dans la fabrication aérospatiale ou de défense, les équipements laser connaissent un développement considérable. Très présents dans ces domaines d’avant-garde, les membres du Club Laser et Procédés (CLP) innovent de nouveaux moyens de fabrication. NWS Laser répond ainsi aux besoins de précision et de légèreté. « Pour l’aéronautique, la découpe laser de préimprégnés (prepregs) minces facilite la préparation des plis complexes destinés aux panneaux d’aménagement intérieur ou aux conduits d’air », expliquent ses spécialistes. « Dans le domaine de la défense, cette technologie permet de détourer, avec agilité, des composants de drones ou d’équipements tactiques nécessitant un ratio résistance/poids optimal. Enfin, pour l’espace, elle trouve son utilité dans la fabrication de préformes pour des structures satellites légères ou des boucliers thermiques, offrant une alternative rationnelle pour la production de petites séries de pièces aux géométries exigeantes. »

La machine laser CUT-X PRO de NWS Laser assure la découpe de prepregs en répondant à ces exigences industrielles. Équipée d’une source laser CO2 à radio fréquence (RF) pouvant aller jusqu’à 1150 W, elle allie vitesse (jusqu’à 1 500 mm/s) et fiabilité. Sa technologie exclusive Live Focus ajuste en temps réel la distance de la tête laser pour garantir une qualité de découpe constante, même si le matériau présente de légers défauts de planéité. Entièrement sécurisée (Classe 1), conçue et fabriquée en France, la CUT-X PRO intègre des systèmes de filtration Donaldson-BOFA de haute performance pour une gestion optimale des rejets atmosphériques.

le laser améliore la productivité

Pour les productions plus intensives, l’option Dual permet de doubler la productivité grâce à une double tête laser, faisant de cette machine un outil flexible capable de passer du prototype à la moyenne série en toute simplicité. Mêmes démarches innovantes pour IREPA Laser dont l’expertise aéronautique, espace et défense, s’articule autour de plusieurs axes majeurs, comme l’usinage laser par impulsions ultra-courtes (USP), l’un de ses cœurs technologiques. Un procédé qui permet d’usiner, percer ou texturer tous types de matériaux — métaux, superalliages, composites CFRP, céramiques — sans échauffement ni contrainte thermique, avec une précision micrométrique. Ses projets de R&D illustrent aussi cette ambition. Exemple : le développement d’un procédé de perçage laser à haute cadence pour composites CFRP. Ou encore, le déploiement des stratégies de mise en forme de faisceau laser (spatiale et temporelle) afin de rendre l’outil compatible avec les exigences du secteur aéronautique. IREPA Laser maîtrise aussi la texturation laser femtoseconde pour conférer de nouvelles fonctions aux surfaces (réduction de friction, propriétés super-hydrophobes, optimisation aérodynamique, effets optiques). Dans le laboratoire commun LaserSurf créé avec ICube, ses spécialistes développent l’industrialisation de la texturation laser sur grandes surfaces 3D complexes. Cela implique des opérations de simulation avancée, d’ingénierie spatio-temporelle du faisceau, de robotique, de monitoring en temps réel et d’Intelligence Artificielle (IA). L’enjeu pour l’aéronautique et la défense est, ici, stratégique : obtenir des surfaces multifonctionnelles sans revêtement chimique. Enfin, le transfert de technologie est une autre activité importante d’IREPA Laser qui permet de passer du démonstrateur à l’environnement industriel. Ce qui ouvre la voie au traitement de structures aéronautiques, de composants spatiaux et de pièces critiques de défense.

Opton Laser International propose une offre laser dédiée aux applications « défense » en réunissant un ensemble de technologies photoniques, comme l’instrumentation et la métrologie en environnement difficile, la détection acoustique passive et la conversion spectrale, ou encore, la transmission optique en espace libre et l’interconnexion optomécanique en environnement sévère, etc.

Spécialiste réputé de lasers femtosecondes, le centre ALPhANOV a mis au point une technologie originale de tournage laser. Baptisée REVOLVE et brevetée, elle permet l’usinage, avec une précision micrométrique, des matériaux exigeants ou coûteux à produire par des moyens conventionnels, tels que le titane, les céramiques techniques, la zircone ou les biocéramiques. Cette innovation comporte une combinaison de deux savoir-faire : l’ingénierie avancée des procédés laser et la conception de systèmes opto-mécaniques adaptée à un environnement industriel. Sans contact avec le matériau usiné, ce procédé ne nécessite aucun effort mécanique et supprime la génération de copeaux. Le système offre une vitesse de tournage allant jusqu’à 100 000 tours/minute et permet d’atteindre des diamètres de barreaux usinés de 70 µm. Parmi ses bénéfices industriels, la suppression des huiles de coupe réduit les coûts et améliore l’impact environnemental. Le procédé élimine l’usure d’outils, augmentant la disponibilité machine et réduisant les arrêts pour maintenance. Il réduit les opérations de finition grâce à des rugosités atteignant un Ra 0,02.

des équipements pour les usinages hors normes

Les constructeurs de machines-outils, les fournisseurs d’outils de coupe ou de lubrifiants sont eux aussi de la fête. Realmeca, Index, Chiron, Citizen Machinery France, Kern, Röders, Willemin-Macodel, Mazak, DMG Mori et bien d’autres, proposent des équipements adaptés aux besoins spécifiques des industries aérospatiales et de défense. Realmeca accompagne la montée en puissance du Rafale de Dassault Aviation en réalisant sept sous-ensembles importants de l’avion de combat : le système de guidage automatique des missiles, le capteur optronique frontal pour la vision nocturne et diurne, quatre éléments du système d’auto-défense Spectra (brouillage, détection, etc.) et enfin, le radar à antenne active qui équipe le nez de l’avion.

La PME de Clermont-en-Argonne, qui distribue en France l’allemand Spinner et l’américain Haas, usine une partie des composants sur ses propres machines et réalise des opérations de contrôle extrêmement poussées. Ce qui prouve les performances de ses centres de tournage et d’usinage. Fournisseur de rang 2 pour le secteur aéronautique, spatial et défense, SFF (Structural Fasteners Factory) est spécialisé dans la fabrication de vis et fixations structurelles et décolletées. Située dans la région de Toulon, l’entreprise a choisi les solutions d’usinage automatisées de Citizen Machinery France. Au-delà de la précision, de la fiabilité et de la robustesse de ces machines, une collaboration de longue date unit l’équipe de Citizen Machinery France (ex-Hestika France) et SFF. Certifiée ISO9001 et EN9100, cette dernière fabrique des fixations garantissant la tenue structurale et intègre les procédés spéciaux du matriçage à chaud, le traitement thermique et le contrôle métallographique (essais destructifs, de traction et fatigue). Une solution qui a réduit sensiblement les rebuts (moins de 1 %) et amélioré la productivité.

Maître du micro-usinage, CHIRON Group propose des solutions très prisées avec des cycles courts et des tolérances de l’ordre du µm, pour l’aéronautique mais également pour les autres secteurs industriels comme l’industrie automobile, le médical, l’horlogerie-bijouterie, la mécanique générale et les technologies de précision.

Le constructeur propose deux machines originales, la Micro5, distinguée par un Micron d’Or en 2024, et la nouvelle Micro5 XL, qui élargit le champ d’application. Leur caractéristique principale est leur rapport de 5:1 entre les dimensions structurelles de la machine et la taille maximale de la pièce à usiner. Avec un poids de seulement 550 kg et équipée d’une connexion 230 V, qui offre une véritable fonctionnalité « plug and play », la Micro5 s’intègre de manière flexible dans presque tous les environnements de production, même directement sur le poste de travail. Malgré son encombrement ultra-compact, elle assure une grande rigidité statique et mécanique offrant la précision requise pour les géométries les plus exigeantes. Lancée en 2025, la Micro5 XL dispose de courses plus longues, de performances de coupe plus élevées et d’une flexibilité à toute épreuve. La Micro5 XL usine des cubatures allant jusqu’à 120 mm sur une surface au sol de seulement 1,7 m². Sa cinématique 5 axes offre des vitesses de broche de 40 000 ou 50 000 tr/min et des valeurs de jerk allant jusqu’à 900 m/s³. Pour augmenter la productivité et l’autonomie dans la production en série, la Micro5 peut être combinée avec le système de manutention Variocell UNO. Il charge et décharge jusqu’à deux unités Micro5 et sert de manipulateur entièrement automatisé pour les pièces et les outils. Sa capacité de stockage peut atteindre 11, 16 ou 33 palettes suivant la hauteur des pièces, et les changements d’outils s’effectuent en moins de cinq secondes. Pour la Micro5 XL, l’utilisateur dispose de trois variantes d’automatisation des palettes et deux types d’automatisation des pièces. Soit avec des robots, soit, dans le cas de la nouvelle Variocell pick and place, avec une manipulation linéaire. Le système alimente les pièces brutes depuis le magasin de palettes vers le dispositif de serrage et replace les composants finis dans l’unité de stockage. L’un des principaux avantages réside dans la logique de fonctionnement identique, qui garantit une manipulation intuitive et une configuration rapide. L’utilisation s’effectue depuis l’avant, avec une vue dégagée sur le processus d’usinage, et plusieurs cellules de production peuvent être positionnées à proximité les unes des autres : la production peut ainsi évoluer en fonction de la demande.

Même effervescence côté outils de coupe : des sociétés comme Diamatec, Dixi Polytool, Iscar ou Horn proposent des solutions pour l’usinage d’alliages aéronautiques. Diamatec fabrique, dans ses ateliers de Haute-Saône, des meules diamant, CBN (Borazon) et autres outillages diamantés comme des disques à tronçonner, des limes, des forêts ou encore tout ce qui est nécessaire pour l’entretien des outils. Une offre capable de répondre aux besoins très spécifiques d’usinage de haute précision de matériaux durs comme la céramique, le saphir ou des alliages spécifiques qui allient résistance exceptionnelle et légèreté. 

Horn propose sa gamme d’outils d’alésage Supermini avec une géométrie de coupe directement frittée pour les plaquettes Supermini type 105. Une solution qui diminue fortement le coût des plaquettes et permet notamment de travailler les alliages à copeaux longs utilisés dans l’aéronautique. 

Ces moyens d’usinage ne peuvent pas donner entière satisfaction sans des solutions de lubrification efficaces. Comme les lubrifiants fournis par Fuchs Lubrifiant France capables de prendre en compte les matériaux utilisés dans la fabrication des nervures, des longerons, des haubans et des membrures d’avions.
Des éléments qui font appel à des matériaux de plus en plus exotiques. Les solutions spécialisées conçues par Fuchs garantissant une efficacité optimale, de l’élimination initiale du métal en vrac à l’usinage à grande vitesse de composants à paroi mince. Ou pour l’usinage des moteurs aérospatiaux qui nécessitent une précision, une exactitude et une qualité hors normes. Le meulage des pales de turbine, le fraisage de blisks et de super-finition, ainsi que la fabrication des composants pour les trains d’atterrissage ne sont que quelques-unes des applications pour lesquelles Fuchs peut fournir une technologie de refroidissement spécialisée.

L’évolution permanente de l’industrie aérospatiale donne d’ailleurs naissance à une offre originale. Spécialiste français de l’électronique de puissance, Watt & Well a noué un partenariat stratégique avec KeepMotion qui conçoit et développe des solutions de motorisation et de pièces mécaniques de précision. Ce partenariat répond à un besoin émergent dans le spatial : les intégrateurs et fabricants de lanceurs cherchent des chaînes d’actionnement complètes, fiables et souveraines, capables d’associer contrôle électronique et motorisation mécanique. C’est précisément sur cette brique technologique que s’articule la coopération entre Watt & Well et KeepMotion. Watt & Well a développé un équipement électronique qui permet, par exemple, de contrôler la vectorisation d’une tuyère de lanceur par des actionneurs linéaires. Bien que performant, ce driver seul ne constitue qu’une partie de la chaîne d’actionnement nécessaire pour les intégrateurs et fabricants de lanceurs. 

des matériaux sous haute surveillance

Alléger les moteurs, améliorer leurs performances et réduire leur impact environnemental… Le développement aéronautique passe aussi par une meilleure compréhension du comportement des matériaux. Objet des études menées par le laboratoire commun ICARE, inauguré par Safran et le CNRS, ce dernier s’appuie sur une technologie de rupture : l’analyse thermique des matériaux.

Une démarche qui accélère leur caractérisation tout en répondant aux exigences de fiabilité du secteur aéronautique. « Le matériau nous délivre un message à travers cette signature thermique. Quand on est malade, on a de la fièvre, on prend sa température, notre corps délivre un message. C’est exactement pareil pour un matériau », observe Sylvain Calloch, directeur du laboratoire ICARE. Grâce à cette approche d’auto-échauffement, la durée de vie des matériaux peut être prédite sans attendre leur rupture, avec un temps d’essai réduit par un facteur 100. Une avancée clé pour concevoir plus rapidement des matériaux plus légers, plus résistants et adaptés aux moteurs de nouvelle génération.

La robotique progresse, elle aussi, pour répondre aux besoins toujours plus étendus des applications aéronautiques, spatiales et de défense. Des constructeurs comme Kuka, Fanuc, Stäubli, Universal Robots ou VLM Robotics proposent des installations automatisées d’une nouvelle trempe. Ce dernier propose différentes applications qui s’inscrivent dans le concept Industrie 4.0. Clés en main, ses machines robotisées sont capables de réaliser de la fabrication additive, de l’usinage, du soudage, du contrôle non destructif, de la préhension et du collage. Et parmi ses clients se trouvent des noms comme Safran, Thalès, Airbus, Ariane Group… « Nous leur permettons de fabriquer des petites séries, voire des pièces à l’unité, à des cadences industrielles », explique Philippe Verlet, Pdg de VLM Robotics. « Les ateliers éliminent ainsi les tâches sales, stupides, difficiles ou délicates. » 

L’effort de miniaturisation permanent, aussi bien dans l’aéronautique que dans le spatial ou la défense, oblige les spécialistes de la robotique à se surpasser. Avec des résultats miraculeux. Comme ceux de Percipio Robotics ou encore comme le nanorobot, dont la faisabilité a été démontrée par une équipe de chercheurs de l’Institut Femto-ST.

Pour la première fois, des structures nanorobotiques ont été réalisées par pliage en 3 dimensions d’une membrane multicouche et leur actionnement, par un principe électro-thermo-mécanique. Publiés dans la revue « Advanced Materials », ces travaux s’inscrivent dans la lignée des innovations de Femto-ST, et plus particulièrement des membres du Centre de Micro et Nano Robotique.
Un exploit à suivre…