La raffinerie ExxonMobil de Bâton-Rouge adopte la technologie d’impression 3D de Meltio, réduisant drastiquement coûts et délais de 90 %.

Dans le secteur exigeant de l’industrie pétrolière et gazière, où la fiabilité des équipements est une condition non négociable, l’innovation technologique vient de franchir une nouvelle étape. La société Meltio, spécialisée dans la fabrication additive métallique par fil laser, a annoncé une collaboration fructueuse avec le géant de l’énergie ExxonMobil. Au sein de la raffinerie de Bâton-Rouge, en Louisiane (États-Unis), l’adoption de la technologie Meltio M600 a permis de produire des pièces critiques en titane, avec à la clé une optimisation spectaculaire des processus et des coûts.

Un défi de fiabilité et de production

Le point de départ de cette collaboration fut un problème concret : un dispositif de protection anti-capillarité, conçu pour empêcher la contamination par l’huile des armoires d’instruments, présentait des limites de conception et d’efficacité. La recherche d’une alternative plus robuste et performante a conduit les équipes d’ingénierie d’ExxonMobil à reconsidérer entièrement le processus de fabrication, passant de l’usinage soustractif traditionnel à la fabrication additive.

Le titane, un pari rendu possible par la fabrication additive

Le choix du matériau s’est porté sur le Titane 64, un alliage plus léger et plus économique que le matériau d’origine, et déjà paramétré pour la technologie de Meltio. Historiquement, l’utilisation du titane était freinée par son coût élevé, un obstacle que la fabrication additive a permis de lever.

« Avant le dépôt par fil laser, nous n’avions jamais envisagé d’avoir des pièces en titane car c’était très cher, mais après être passés à la technologie de Meltio, nous avons découvert que c’était tout à fait abordable », confirme un membre de l’équipe projet chez ExxonMobil.

Surmonter les contraintes techniques

L’adaptation de ces composants industriels à l’impression 3D a présenté plusieurs défis. Le Titane 64 exige une atmosphère strictement inerte pour garantir des propriétés microstructurales optimales, ce qui nécessite un temps de préparation de la machine pour éliminer l’oxygène. De plus, des contraintes thermiques imposent un temps de refroidissement minimum entre chaque couche, rendant la production d’une seule pièce peu efficace.

Pour surmonter ces obstacles, les ingénieurs ont développé une fixation sur mesure, elle-même imprimée en 3D, permettant de produire quatre composants simultanément. Cette approche a non seulement optimisé le temps d’inertage de la chambre, mais a aussi naturellement allongé les délais entre les couches, éliminant les problèmes de surchauffe et d’oxydation. Des stratégies d’impression non-planaires et un bridage mécanique robuste ont également été mis en œuvre pour garantir la précision et la stabilité du processus.

« Les équipements de raffinerie doivent survivre à des conditions extrêmes et à des vibrations constantes. En redessinant le composant et en le fixant fermement pendant l’impression, nous avons créé une barrière en titane solide et étanche qui répond facilement aux normes de fiabilité strictes exigées par ExxonMobil », précise un ingénieur de la raffinerie.

Des résultats quantifiables et spectaculaires

La transition vers le procédé LMD (Laser Metal Deposition) de Meltio a produit des avantages opérationnels décisifs. Le coût unitaire de l’assemblage complet a été réduit de 42 %, tandis que le délai de production est passé de quatre à six semaines à seulement 58,8 heures, soit une compression de près de 90 %.

« L’abandon de l’usinage traditionnel a complètement changé notre économie de production. Nous avons réduit les coûts unitaires de 42 % et nos délais de livraison de six semaines à un peu moins de 60 heures, prouvant que la fabrication additive apporte une réelle valeur financière à l’industrie pétrolière et gazière ».

Une technologie d’avenir pour l’industrie lourde

Pour José Luis Sánchez, directeur général de Meltio, ce cas d’usage marque un tournant pour le secteur.

« Ce succès industriel met en lumière un fait très significatif : la fabrication additive métallique n’est plus une technologie de laboratoire, mais un véritable outil industriel pour des secteurs critiques comme l’énergie, la pétrochimie et la défense », a-t-il déclaré.

« Le pétrole et le gaz est l’un des secteurs où notre technologie apporte le plus de valeur, notamment en raison du besoin de pièces résistant à la corrosion, aux hautes températures et aux environnements extrêmes », poursuit José Luis Sánchez. « Le titane a toujours été un matériau limité par ses coûts élevés d’usinage. La fabrication additive par filament métallique ouvre la porte à la démocratisation de son usage industriel ».

Ce projet valide une vision où la production se rapproche du lieu d’utilisation, favorisant des chaînes d’approvisionnement plus résilientes et une plus grande souveraineté industrielle.

L’étude de cas complète est disponible sur le site de Meltio : https://meltio3d.com/additive-manufacturing-in-oil-gas-exxonmobils-transition-to-lmd-for-titanium-components/

via Presse Agence.