Publié le : 18/06/2026

Comment garantir la conformité géométrique de pièces complexes réalisées en fabrication additive TIG ?

 

C’est à cette question qu’ont répondu les ingénieurs de l’IRT Jules Verne au travers d’un démonstrateur dédié, réalisé par les équipes Procédés Matériaux Métalliques, Robotique et Cobotique et Monitoring Inspection et Contrôle.

 

Les enjeux : maîtriser les singularités en WAAM TIG

La fabrication additive par arc électrique (WAAM TIG) est une technologie prometteuse pour produire des pièces métalliques de grandes dimensions.

Cependant, il est nécessaire pour rendre ce procédé industriel, d’augmenter sa productivité, sa qualité (géométrique, comportement mécanique, …) et de garantir sa robustesse.

L’IRT Jules Verne en combinant les expertises de ses équipes PMM, ROC et MIC contribue au quotidien à cette montée en maturité du procédé sur les applications de fabrication additive. Dans le cadre de ce démonstrateur, la qualité géométrique était au cœur de la problématique et notamment au niveau des singularités (fin de cordon, changement de direction, …) où la géométrie peut varier significativement. Ces variations nuisent à la qualité des pièces finales et réduit la productivité du procédé en imposant la réalisation de passes pour obtenir la géométrie finale.

L’objectif de ce démonstrateur était clair : mettre en place une boucle de régulation pour stabiliser le procédé et obtenir des géométries régulières conformes sans nécessité de reprise ou compensation, même dans des configurations complexes.

 

La démarche : associer expérimentation et contrôle en temps réel

Du fait de notre expertise dans la fabrication additive basée sur les technologies arcs, nous connaissons l’influence des différents paramètres procédés sur la géométrie des cordons pour différentes géométries (changement de direction, croisement de cordons, recouvrement de cordons, …). De plus, contrairement à des technologies MIG/MAG, le procédé TIG introduit une complexité supplémentaire avec la position du fil et sa gestion par rapport à l’arc.

 

Grâce à l’expertise robotique, une loi de commande a été implémentée pour réguler en temps réel les paramètres du procédé, dans le but de garantir une hauteur de dépôt constante et, par conséquent, la conformité géométrique.

Cette régulation a été testée et validée sur des murs simples, puis sur des géométries plus complexes (virages, croisements, recouvrements), représentatives des difficultés géométriques qu’il est possible de retrouver sur des produits industriels.

 

Les résultats : une boucle de régulation mise en place pour une conformité géométrique atteinte et robuste pour la FA WAAM TIG

  • Variation inférieure à 1% de la hauteur par rapport à la valeur cible sur un mur
  • Variation de 2% de la hauteur par rapport à la valeur cible sur une géométrie complexe

 

 

Les perspectives

  • Transférer la boucle de régulation sur les autres procédés arc (MIG/MAG, Plasma, ….)
  • Compléter cette boucle sur d’autres paramètres procédés pour d’autres critères de qualité (géométrie globale, microstructure …)
  • Utiliser cette boucle de rétroaction sur l’assemblage par soudage TIG pour garantir la conformité des cordons de soudage et faciliter l’automatisation du procédé de soudage TIG

 

La parole aux ingénieurs : complémentarité des expertises

Sébastien Galisson – Ingénieur R&D, équipe Procédés Matériaux Métalliques
« Mon rôle a été de définir les paramètres procédés influençant directement la géométrie des cordons pour la fabrication additive TIG. L’enjeu, c’était d’établir une fenêtre procédé capable de couvrir l’ensemble des singularités pour pouvoir mettre en place une régulation robuste et ainsi assurer la conformité géométrique de la pièce. »

 

Benyamine Allouche – Ingénieur R&D, équipe Robotique et Cobotique
« Mon rôle a été de traduire les connaissances métier de l’équipe Procédés Matériaux Métalliques en comportements dynamiques représentatifs du système. J’ai participé au développement et à l’implémentation d’une boucle d’asservissement en temps réel sur le système robot, poste de soudage. Cette régulation permet un contrôle précis et réactif des paramètres procédés et a été réalisée grâce à une étroite collaboration pluridisciplinaire entre les différentes équipes de l’IRT Jules Verne.»

 

Matthieu Piniard – Ingénieur, équipe Monitoring Inspection Contrôle
« J’ai contribué au suivi et à l’analyse des signaux du procédé pour guider l’identification des paramètres du contrôleur. Le monitoring est essentiel pour s’assurer que la régulation fonctionne et ainsi valider la performance du contrôleur . »

 

 

 

Une collaboration pluridisciplinaire au service de l’innovation

Ce démonstrateur illustre la valeur-ajoutée de la combinaison d’expertises multiples au sein de l’IRT Jules Verne. Les équipes Procédés Matériaux Métallique, Robotique Cobotique et Monitoring Inspection & Contrôle ont travaillé de concert pour relever ce défi technique et démontrer la faisabilité et l’intérêt d’un asservissement en fabrication additive TIG.

 

Au-delà des résultats obtenus, cette démarche ouvre la voie à de nouvelles perspectives de développement. La solution mise au point peut servir de base à des projets plus ambitieux, visant à explorer d’autres configurations, matériaux ou environnements de production.
En capitalisant sur cette première preuve de concept, il devient possible d’imaginer de futurs projets collaboratifs autour de la régulation en fabrication additive, pour accélérer la maturation et le transfert industriel de ces technologies.

 

👉 Découvrez la vidéo du procédé :