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Débloquer de nouvelles frontières sur le marché de la métallurgie des poudres

La croissance future du marché repose sur les matériaux avancés et les capacités de production de masse

• L'essor du jet de liant métallique pour la production de masse : une opportunité significative se présente à mesure que la technologie du jet de liant métallique évolue du prototypage à une méthode viable de production de masse. Des systèmes comme la Binder Jet Line Série 3 de GE Additive, lancée en 2024, sont conçus pour produire des dizaines de milliers de pièces par an, concurrençant directement la fabrication traditionnelle en grande série. Le Production System™ P-50 de Desktop Metal peut désormais traiter jusqu'à 2 200 kg de superalliages à base de nickel par jour. Ce bond en avant permet la production rentable de millions de pièces complexes, ouvrant le marché de la métallurgie des poudres à des applications dans l'électronique grand public et les machines industrielles, auparavant peu rentables.
• Alliages à haute entropie (HEA) pour applications en environnements extrêmes : La commercialisation des poudres HEA représente une nouvelle opportunité lucrative. Ces matériaux innovants, contenant au moins cinq éléments principaux, offrent des combinaisons inégalées de résistance, de ductilité et de résistance aux températures élevées. En 2024, des producteurs de poudres spécialisées comme 6K Additive ont commencé à fournir des poudres HEA adaptées aux applications de défense hypersonique et aux turbines à gaz de nouvelle génération. Un projet de recherche pour 2025, soutenu par une subvention gouvernementale de 5,5 millions de dollars, vise à développer des composants HEA capables de fonctionner en continu à des températures supérieures à 1 200 °C, créant ainsi un segment de marché à forte valeur ajoutée où les performances justifient un prix élevé.

Nouveaux moteurs de la demande qui remodèlent le marché de la métallurgie des poudres

L'exploration spatiale propulse la fabrication additive avec la métallurgie des poudres vers de nouveaux sommets

L'essor du secteur spatial privé crée une demande sans précédent de composants fabriqués par fabrication additive par métallurgie des poudres. Les entreprises ont besoin de pièces légères, complexes et très résistantes, produites dans des délais rapides. Velo3D prévoit de livrer ses 8e et 9e imprimantes Sapphire XC à SpaceX au premier trimestre 2025, démontrant ainsi l'importance de cette technologie dans le secteur. La production de composants est également en pleine croissance ; l'imprimante Sapphire XC 1MZ, lancée en 2024, offre un volume de fabrication colossal de 600 mm de diamètre sur 1 000 mm de hauteur, permettant la production de pièces de fusée monolithiques de plus grande taille.

La demande sur le marché de la métallurgie des poudres est stimulée par des gains tangibles de performance et d'efficacité. Une tête d'injecteur de moteur-fusée imprimée en 3D peut consolider plus de 100 pièces individuelles en un seul composant optimisé. Dans une étude de cas de 2024, le délai de fabrication d'un support de satellite complexe a été réduit de 6 mois à seulement 2 semaines. Les résultats sont clairs : Ursa Major prévoit de livrer 30 de ses moteurs-fusées Hadley imprimés en 3D en 2025. Le moteur E-2 du lanceur, testé avec succès en 2024, est doté d'une chambre de combustion en alliage de cuivre imprimée en 3D. La NASA investit également, allouant une subvention de 2,5 millions de dollars en 2024 à de nouvelles techniques de fabrication additive. L'objectif est la réduction des performances et des coûts, le programme Prometheus de l'ESA visant à ramener les coûts de production des moteurs à 1 million d'euros d'ici 2025.

L'infrastructure énergétique durable s'appuie sur des solutions avancées de composants issus de la métallurgie des poudres

La transition mondiale vers une énergie durable crée une nouvelle demande vitale pour le marché de la métallurgie des poudres. La production d'hydrogène vert, en particulier, s'appuie fortement sur des composants spécialisés issus de la métallurgie des poudres. GKN Sinter Metals s'adapte à la demande et vise une production de 1,5 million de mètres carrés de couches de transport poreuses (PTL) pour électrolyseurs d'ici 2025. Pour soutenir cet écosystème, l'usine pilote Fraunhofer IFAM a ouvert ses portes en 2024 et dispose d'une capacité de production annuelle de 200 000 plaques bipolaires pour piles à combustible. Ces composants sont essentiels pour améliorer l'efficacité et réduire les coûts de production et d'utilisation de l'hydrogène.

L'application de la métallurgie des poudres s'étend à l'ensemble du paysage des énergies vertes. Dans l'éolien, les grands engrenages planétaires fabriqués par métallurgie des poudres pour turbines de 5 MW peuvent peser jusqu'à 500 kilogrammes chacun, offrant une alternative économe en ressources au forgeage, permettant d'économiser plus de 400 kilogrammes de matière par engrenage. Dans le solaire, Höganäs AB a lancé en 2024 un nouveau composite magnétique doux, le Somaloy 5P, pour les inducteurs haute fréquence des onduleurs. L'innovation se manifeste également dans le stockage de l'énergie, où un projet de 2025 développe des réservoirs de stockage d'hydrogène à l'état solide utilisant des poudres d'hydrures métalliques, capables de stocker 4 kilogrammes d'hydrogène. Le Partenariat pour l'hydrogène propre de l'UE soutient également cette tendance en finançant un projet à hauteur de 5 millions d'euros en 2024 pour développer des piles d'électrolyseurs à base de métallurgie des poudres.

Analyse segmentaire 

L'adhérence inflexible de l'acier forgée par le volume et la rentabilité de la production automobile

La part dominante de l'acier sur le marché de la métallurgie des poudres (39 %) repose sur sa rentabilité et le volume considérable exigé par l'industrie automobile. Un véhicule nord-américain moyen contient entre 18 et 23 kilogrammes de pièces issues de la métallurgie des poudres, la majorité étant des composants en acier comme des bielles et des chapeaux de palier. Les expéditions totales de poudre de fer et d'acier en Amérique du Nord pour la seule année 2023 ont atteint 290 452 tonnes, illustrant l'ampleur de la consommation. De nouveaux investissements renforcent cette domination ; par exemple, l'atomiseur industriel d'ArcelorMittal en Espagne, qui devrait être opérationnel d'ici 2025, aura une capacité initiale de 40 000 tonnes par an. L'efficacité du procédé de pressage et de frittage utilisant des poudres d'acier permet la production de plus de 1 000 pièces par heure sur une seule presse, une cadence essentielle pour atteindre les objectifs de production automobile, qui en Chine ont vu 504 000 automobiles exportées rien qu'en avril 2024.

Les avantages financiers et de performance sont évidents. L'utilisation de la métallurgie des poudres d'acier pour un assemblage de porte-satellites permet de réaliser jusqu'à 30 dollars d'économies par unité par rapport à l'usinage traditionnel. Ce procédé permet de créer des pièces d'une masse volumique finale de 7,2 g/cm³, garantissant ainsi leur durabilité pour les applications critiques. Le développement d'alliages d'acier durcis par frittage avancés permet aux pièces d'atteindre une dureté apparente de 35 HRA dès la sortie du four de frittage, qui peut fonctionner à des températures avoisinant les 1 120 °C. Ces capacités sont cruciales pour le marché de la métallurgie des poudres, car elles réduisent le recours aux traitements thermiques secondaires, réduisant ainsi les délais et les coûts de production des millions de véhicules produits chaque année, dont les 2,75 millions d'unités prévues pour le Brésil en 2025.

• Dans une application récente, un porte-planétaire en acier métallurgique pesant 825 grammes a remplacé une pièce fabriquée de manière conventionnelle.
• L’industrie automobile mondiale utilise plus de 500 millions de composants d’amortisseurs issus de la métallurgie des poudres chaque année.
• Une nouvelle presse à poudre métallique installée par SAP Parts en février 2024 est capable d'exercer une force de 1 000 tonnes.

L'ingénierie de précision du moulage par injection de métal stimule les revenus du marché

Le procédé de moulage par injection de métal (MIM) représente plus de 52 % du chiffre d'affaires du marché de la métallurgie des poudres grâce à la production magistrale de millions de petits composants complexes avec une précision inégalée. Cette technique permet de fabriquer des pièces aux caractéristiques extrêmement fines, telles que des épaisseurs de paroi de seulement 0,1 millimètre et des tolérances de 50 micromètres, un niveau de détail difficile à atteindre avec d'autres méthodes de production en série. Ce procédé est très efficace pour les grandes séries, certains moules MIM étant conçus pour une production à 16 empreintes et capables de produire plus de 50 000 pièces en une seule journée. La demande est fortement alimentée par les secteurs exigeant la miniaturisation, comme l'électronique et le médical, mais le secteur automobile est également un consommateur clé. Les 21,47 millions de véhicules produits en Chine au cours des trois premiers trimestres 2024 ont nécessité un volume considérable de boîtiers de capteurs et d'actionneurs compacts et complexes, parfaitement adaptés au MIM.

Les propriétés physiques élevées obtenues grâce au MIM sont un facteur important de son succès. Les pièces sont frittées à haute température, souvent entre 1 280 et 1 370 °C, ce qui permet d'obtenir des composants d'une densité de 98 % et dotés d'une résistance mécanique et à la fatigue supérieure. Ceci est essentiel pour les 25 millions de véhicules électriques qui devraient circuler en Chine d'ici fin 2025, et qui reposent sur des composants électroniques et de transmission de puissance hautes performances. La polyvalence du procédé permet l'utilisation d'une large gamme de matériaux, notamment des aciers inoxydables comme le 17-4 PH, dont la résistance à la traction après traitement thermique dépasse 1 100 MPa, rendant le marché de la métallurgie des poudres incontournable pour les applications soumises à de fortes contraintes.

• La technologie MIM permet de produire des pièces dont la masse varie de 0,01 gramme à 250 grammes.
• Indo-MIM, l'un des principaux fabricants de pièces MIM, dispose d'une capacité de production dépassant 30 millions de pièces par mois.
• La matière première utilisée dans le MIM est généralement constituée de particules de poudre métallique d’un diamètre inférieur à 20 microns.

Aérospatiale et défense : un secteur essentiel qui stimule la demande du marché

L'aérospatiale et la défense représentent 52 % du marché de la métallurgie des poudres, en raison d'un besoin impérieux de matériaux légers et très résistants, capables de résister aux environnements extrêmes. La métallurgie des poudres, notamment grâce à la fabrication additive, permet une réduction significative du poids ; par exemple, l'utilisation d'aubes de turbine en titane-aluminium permet de réduire de 30 à 50 kilogrammes le poids d'un moteur d'avion de 3 000 kilogrammes. Le développement de nouveaux superalliages est crucial. La poudre d'alliage GRX-810, commercialisée par la NASA, offre par exemple une durée de vie au fluage multipliée par 1 000 et une résistance deux fois supérieure à 1 093 °C par rapport aux alliages classiques à base de nickel. De telles performances sont incontournables pour des composants tels que les disques de turbine, qui peuvent tourner à plus de 10 000 tours par minute.

Les investissements dans de nouvelles installations soulignent la dépendance du secteur à ces matériaux de pointe. La nouvelle usine Sandvik, qui ouvrira en 2025, produira des poudres de titane et de nickel dont la granulométrie sera rigoureusement contrôlée entre 15 et 45 microns. Cette précision est essentielle pour des technologies comme la projection à froid, utilisée par la marine américaine pour les réparations à la demande, avec des taux de dépôt pouvant atteindre 20 kilogrammes par heure et des liaisons d'une résistance supérieure à 70 MPa. L'utilisation de superalliages à base de cobalt, dont le point de fusion est supérieur à 1 300 °C, et les initiatives de recyclage comme le modèle « Scrap-to-Powder » pour les déchets d'Inconel 718, dont la valeur peut dépasser 40 dollars le kilogramme, renforcent encore l'importance du marché de la métallurgie des poudres dans ce secteur à forte valeur ajoutée.

• Un seul avion Airbus A350 contient plus de 1 000 composants individuels imprimés en 3D par métallurgie des poudres.
• Des chercheurs ont récemment développé un nouveau métamatériau en alliage de titane (Ti-6Al-4V) capable de résister à des forces supérieures à 1,2 million de fois son propre poids.
• La demande mondiale de poudre de titane de qualité aérospatiale devrait dépasser 5 000 tonnes métriques d’ici 2026.

Fabricants d'équipement d'origine : les consommateurs ultimes qui stimulent le volume

Les fabricants d'équipement d'origine (OEM) sont le moteur du marché de la métallurgie des poudres, générant 73 % de sa part de marché en intégrant des milliards de composants directement dans des produits de grande série. Le secteur automobile en est le principal moteur, consommant plus de 70 % de toutes les pièces issues de la métallurgie des poudres. Une voiture particulière classique contient plus de 400 de ces pièces, et avec une production mondiale de véhicules atteignant 8,9 millions d'unités rien qu'en mars 2024, l'ampleur est considérable. Les grands équipementiers comme Toyota dépendent fortement de cette technologie pour la production des composants nécessaires à leur production annuelle de plus de 10 millions de véhicules. L'avantage économique est un facteur clé : produire un engrenage complexe par métallurgie des poudres peut être 50 % moins cher que de l'usiner à partir de barres.

L'étroite intégration entre les équipementiers et les producteurs de poudre sur le marché de la métallurgie des poudres favorise l'innovation et l'efficacité. Cette relation est illustrée par les 500 acteurs clés du secteur, dont de nombreux équipementiers, récemment interrogés afin d'adapter la production aux besoins futurs du marché. Les grands équipementiers de l'aéronautique investissent désormais massivement dans des capacités internes d'impression 3D métal, capables de fabriquer des pièces à une cadence de 10 à 20 centimètres cubes par heure, afin de réduire la dépendance à des chaînes d'approvisionnement longues. Cette adoption directe permet aux équipementiers de réduire les délais de livraison des composants critiques de plusieurs mois à seulement 2 à 3 semaines. Ford Motor Company, par exemple, a été un pionnier en utilisant la métallurgie des poudres pour les bielles de ses moteurs depuis plus de 25 ans, démontrant la confiance durable des équipementiers dans la fiabilité et les avantages économiques de cette technologie.

• La production annuelle mondiale de bielles issues de la métallurgie des poudres pour moteurs automobiles dépasse les 100 millions d'unités.
• Le processus de métallurgie des poudres pour un composant automobile typique peut réduire les déchets de matériaux à moins de 3 %.
• Les principaux équipementiers visent l’utilisation d’hydrogène vert dans les fours de frittage, qui nécessitent un apport énergétique d’environ 1 400 kWh par tonne de pièces.

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Analyse régionale 

La fabrication de pointe en Amérique du Nord favorise la domination du marché de la métallurgie des poudres

L'Amérique du Nord occupe la première place sur le marché mondial de la métallurgie des poudres, détenant plus de 39 % des parts de marché.[ 1 ] La domination de la région repose sur un écosystème manufacturier très avancé, notamment aux États-Unis. En 2024, le gouvernement américain a alloué 45 nouvelles subventions de recherche pour les matériaux avancés, bénéficiant directement aux innovations de la métallurgie des poudres. Les investissements sont importants, comme en témoigne l'agrandissement prévu de 30 millions de dollars de l'usine de poudres fines d'AMETEK en Pennsylvanie, dont l'achèvement est prévu en 2025. Cette croissance est également alimentée par le secteur florissant de la fabrication additive. Par exemple, les nouvelles installations industrielles de systèmes de projection de liant aux États-Unis devraient atteindre 250 unités d'ici fin 2025.

Les secteurs de la défense et de l'aérospatiale sont des consommateurs essentiels. Un nouveau contrat du ministère de la Défense américain, attribué en 2024, impose l'utilisation de poudres de titane produites localement pour 1 200 composants d'aéronefs non critiques. L'industrie canadienne des pièces automobiles est également un contributeur important, ayant expédié environ 1,8 million de composants frittés pour les transmissions de véhicules électriques en 2024. De plus, les producteurs nord-américains sont à l'avant-garde du recyclage ; l'usine californienne de Molyworks est en voie de transformer 500 tonnes de déchets métalliques en poudres sphériques de haute qualité en 2025. Le marché des dispositifs médicaux aux États-Unis est un autre moteur clé, avec environ 85 000 implants orthopédiques produits par métallurgie des poudres prévus pour 2025. La région accueille également 15 grands symposiums de recherche sur la métallurgie des poudres chaque année.

Le moteur industriel de la région Asie-Pacifique alimente l'expansion rapide du marché de la métallurgie des poudres

La région Asie-Pacifique est un pôle d'attraction sur le marché de la métallurgie des poudres, caractérisé par d'immenses volumes de production et des initiatives nationales stratégiques. La Chine joue un rôle central dans cette domination, produisant 67 000 tonnes de tungstène en 2024, soit la grande majorité de la production mondiale. La production totale de poudre de tungstène du pays s'élevait à environ 86 000 tonnes la même année. La puissance manufacturière du Japon se reflète dans ses exportations, le pays ayant expédié environ 12 500 tonnes de pièces automobiles frittées de haute précision en 2024. L'investissement dans les capacités est une priorité régionale ; Sumitomo Electric investit 5 milliards de yens dans une nouvelle usine de pièces frittées au Japon, dont l'ouverture est prévue en 2025.

Le marché indien de la métallurgie des poudres connaît également une forte croissance, stimulé par le soutien gouvernemental à la production locale. En février 2024, SAP Parts, au Maharashtra, a installé une nouvelle presse à poudre métallique haute capacité afin d'accroître ses capacités de production. Le pays vise à compter plus de 28 millions de véhicules électriques d'ici 2030, un objectif qui augmentera considérablement la demande de composants PM. La Corée du Sud est un autre acteur clé, s'appuyant sur son industrie électronique de premier plan. Les exportations de semi-conducteurs du pays ont atteint près de 100 milliards de dollars en 2023, la métallurgie des poudres jouant un rôle crucial dans la production de divers composants. Pour soutenir ce développement, la Corée du Sud a dévoilé un plan de soutien de 33 000 milliards de wons (environ 23,25 milliards de dollars) pour son industrie des semi-conducteurs, couvrant la période 2025-2027.

La transition écologique et les secteurs de haute technologie en Europe alimentent la demande de métallurgie des poudres

Le marché européen de la métallurgie des poudres se caractérise par une forte orientation vers le développement durable et les applications à forte valeur ajoutée. L'Allemagne demeure un leader dans le secteur des composants automobiles, ses usines produisant environ 4,2 millions de pièces frittées pour les transmissions de véhicules hybrides en 2024. L'entreprise suédoise Höganäs AB est pionnière en matière de technologies vertes en investissant dans une nouvelle usine de biocharbon, dont la construction débutera au deuxième trimestre 2025, afin de remplacer les combustibles fossiles dans sa production d'éponges de fer. Cette initiative vise à ramener les émissions directes de production de l'entreprise à près de zéro d'ici 2030. Le Royaume-Uni est également un contributeur important, l'usine Sandvik d'Osprey augmentant sa capacité de production de poudre atomisée au gaz de 200 tonnes en 2024 pour répondre à la demande du secteur aéronautique.

Les investissements dans la fabrication de pointe sont répandus sur tout le continent. Le programme Horizon Europe de l'Union européenne a alloué 15 nouvelles subventions de recherche en 2024 spécifiquement à des projets axés sur les procédés durables de métallurgie des poudres. Le secteur italien de la fabrication de précision continue de prospérer, produisant environ 25 millions de pièces micro-MIM complexes pour les produits de luxe et les dispositifs médicaux en 2024. Plus au nord, une nouvelle usine de réfractaires à Bjuv, en Suède, devrait entrer en production d'ici trois à cinq ans, modernisant ainsi les capacités régionales. Par ailleurs, deux nouvelles éoliennes sont entrées en service dans l'usine d'Ahmednagar de Höganäs, en Inde, en 2024, produisant désormais une part importante de l'électricité du site. 

Les récents développements de l'entreprise témoignent d'une confiance solide dans le marché de la métallurgie des poudres

1. IperionX remporte un contrat de 2,1 millions de dollars avec l'US Air Force (août 2024) : IperionX a remporté un contrat important pour la fourniture de plaques, de barres et de poudre de titane à l'US Air Force, soulignant la dépendance croissante du secteur de la défense à l'égard des matériaux PM avancés.
2. 6K clôture un tour de financement de série E de 82 millions de dollars (septembre 2024) : Le leader des matériaux durables 6K a obtenu 82 millions de dollars pour augmenter la production de matériaux de batterie et étendre ses capacités de fabrication additive de poudre métallique, témoignant d'une forte confiance des investisseurs.
3. Desktop Metal acquis par Anzu Partners (août 2024) : Suite à un dépôt de bilan en vertu du chapitre 11, les actifs clés de Desktop Metal, pionnier du jet de liant, ont été acquis par la société d'investissement Anzu Partners, assurant la continuité de sa technologie influente.
4. Triastek obtient un financement de 27 millions de dollars (juillet 2024) : La société d'impression 3D pharmaceutique Triastek a levé des capitaux importants pour faire progresser sa technologie de dépôt par extrusion de matière fondue (MED®), qui utilise des formulations à base de poudre pour l'administration de médicaments.
5. Kymera International acquiert Metallisation (décembre 2023) : La société de matériaux spécialisés Kymera International a acquis Metallisation, basée au Royaume-Uni, un acteur clé des technologies de projection thermique et de revêtement de surface utilisant des poudres métalliques, élargissant ainsi son portefeuille.
6. Equispheres clôture un financement de série B (juin 2024) : Le producteur canadien de poudre d'aluminium a obtenu un nouveau financement pour étendre sa capacité de production à 1 000 tonnes par an, répondant ainsi à la forte demande des secteurs de l'automobile et de l'aérospatiale.
7. Gränges acquiert Getek et Aleastur (avril 2024) : La société de technologie de l'aluminium Gränges a acquis Getek, un producteur de billettes d'aluminium, et Aleastur, un fabricant d'affineurs de grains d'aluminium et d'alliages mères, renforçant ainsi ses capacités en amont dans la chaîne de valeur de l'aluminium.

Principales entreprises du marché de la métallurgie des poudres

• Advanced-Technology & Materials Co, Ltd. (AT&M)
• Poudres ArcelorMittal
• Carpenter Technology Corporation
• ExOne (Métal de bureau)
• GKN PLC
• Métaux pressés Atlas
• Högansäs AB
• Optomec Inc.
• Automate Renishaw
• Sandvik AB
• Voxeljet AG
• POLÉMA
• Autres acteurs éminents

Aperçu de la segmentation du marché

Par matériau

• Titane
• Nickel
• Acier
• Aluminium
• Cobalt
• Autres matériaux

Par processus 

• Fabrication additive
• Moulage par injection de métal
• Pressage isostatique à chaud de poudre métallique (PM HIP)

Par utilisation finale

• OEM
• Opérateurs AM

Par candidature

• Aérospatiale et défense
• Automobile
• Médical et dentaire
• Pétrole et gaz
• Industriel

Par région

• Amérique du Nord
  • Les États-Unis
  • Canada
  • Mexique
• Europe
  • Europe occidentale
    • Le Royaume-Uni
    • Allemagne
    • France
    • Italie
    • Espagne
    • Reste de l'Europe occidentale
  • Europe de l'Est
    • Pologne
    • Russie
    • Reste de l'Europe de l'Est
• Asie-Pacifique
  • Chine
  • Inde
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  • Corée du Sud
  • Australie et Nouvelle-Zélande
  • ASEAN
  • Reste de l'Asie-Pacifique
• Moyen-Orient et Afrique (MEA)
  • Émirats arabes unis
  • Arabie Saoudite
  • Afrique du Sud
  • Reste de la MEA
• Amérique du Sud
  • Argentine
  • Brésil
  • Reste de l'Amérique du Sud