Brevet FR3067700A1 — publié le 20181221

STRUCTURE MÉTALLIQUE À PEAU RENFORCÉE ET PROCÉDÉ DE FABRICATION DE PIECE MÉTALLIQUE RAIDIE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE [0001] L'invention se rapporte à une structure métallique plane ou courbe, en particulier de « grande dimension », présentant au moins une peau renforcée par des raidisseurs, ainsi qu'à un procédé de fabrication de pièce métallique raidie, notamment de la structure métallique à peau renforcée ou d'autres panneaux métalliques présentant une architecture à liaison complexe (ossatures métalliques autoporteuses, coffrages métalliques, bardages de façade, bac acier de couverture, etc.). [0002] L'invention concerne en particulier le domaine aéronautique, mais s'applique également à tout panneau métallique plan ou courbe qui intervient dans d'autres domaines de transport (aérospatial, ferroviaire, automobile, naval, etc.). Elle s'applique notamment à la réalisation de porte d'accès, de panneaux de structure (fuselage, voilure, empennage, etc.), d'ossatures d'équipements, par exemple d'ossature de siège, de caisson ou de capots de carénage moteur. [0003]Classiquement, de tels panneaux résultent de l'assemblage d'éléments - peaux, raidisseurs, nervures, éclisses, renforts de fixation entre peau et raidisseurs - ou d'un retrait de matière par usinage mécanique ou par attaque chimique à partir d'un matériau brut. [0004]Dans le cas de portes d'aéronef en particulier - constituées d'une ou de deux peaux et d'un maillage de raidisseurs selon deux directions reliés à une peau par des renforts - la structure de raidisseurs est réalisée par fonderie, notamment par fonderie cire perdue, par des solutions monoblocs usinées, ou encore par assemblage de pièces usinées ou tôlées. Dans tous les cas, la peau est rapportée ensuite sur la structure de raidisseurs, en général par rivetage, comme décrit notamment dans le document US 2010276543. 2 ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0005] Le procédé de fonderie cire perdue a été appliqué au domaine industriel - notamment aéronautique et spatial - pour améliorer la reproduction de structures métalliques complexes, en particulier en termes de masse et 5 d'intégration d'étapes, afin de s'affranchir des nombreuses opérations d'usinage et/ou d'assemblage. Ce procédé consiste à réaliser un moule céramique ou en terre cuite autour d'une pièce modèle, généralement en cire ou en résine à faible température de fusion. Le moule, vidé de la pièce modèle par traitement thermique, est rempli de métal liquide. Lorsque le métal est solidifié, le moule est 10 détruit pour obtenir la pièce métallique. Ce procédé permet ainsi de mouler des pièces de grandes dimensions - par exemple au-delà de deux mètres d'envergure - pour lesquelles la réalisation d'un moule permanent serait très complexe, et qui présentent un état de surface supérieur aux pièces obtenues par les procédés de fonderie classiques de moulage au sable ou sous pression. 15 [0006]Ce procédé à la cire perdue est par exemple utilisé dans le document US 2005205232 pour réaliser une aube de turbine ou dans le document US 2001004096 pour une porte d'aéronef composée, dans une structure intégrée, d'une peau externe renforcée de nervures formant une première grille et de parois de renfort formant une deuxième grille. 20 [0007] Dans le document US 2015352634, la fonderie cire perdue appliquée à la réalisation de pales de turbine est perfectionnée par la réalisation d'un moule de céramique ayant des moyens d'ancrage à une extrémité, ainsi que des moyens de refroidissement gradués et dirigés pour solidifier le métal versé dans le moule pour définir une vitesse de propagation de solidification. Cette 25 solution permet d'éviter la déformation du coeur de solidification pendant sa progression ou la génération de grains de solidification parasites, ou encore le ré-attachement de grains de solidification principaux. [0008]Cependant, les solutions de fonderie cire perdue reproduisent les défauts d'état de surface du modèle initial qui lui-même est moulé de manière 30 traditionnelle. Ainsi, le moulage final est directement limité par les défauts du modèle initial et par les contraintes de fabrication du moule et du démoulage. 3 [0009] Une reprise d'usinage par enlèvement de matières complémentaires ou par l'ajout d'assemblages supplémentaires reste problématique en termes de durée, de complexité des opérations multiples à reprogrammer et de la qualité de l'état de surface final de la pièce. 5 EXPOSÉ DE L'INVENTION [0010] L'invention vise à s'affranchir de ces problèmes, notamment à optimiser l'architecture des structures métalliques à peau renforcée en termes de masse et d'intégration des fonctions structurantes de consolidation afin de s'affranchir de la complexité des structures issues des assemblages d'éléments 10 ou des retraits de matière et des contraintes qui en résultent (reprise, maintenance, etc.). Dans ce but, l'invention prévoit une architecture qui optimise, en utilisation, une répartition des sollicitations dans les renforts par une répartition topologique adaptée, en particulier des zones de transition, afin d'éviter la formation de défauts locaux. 15 [0011]A ce titre, la présente invention a pour objet une structure métallique à peau renforcée, notamment une porte d'aéronef, comportant, dans une architecture monobloc, au moins une peau d'épaisseur donnée et un réseau de renforts locaux à géométrie de type organique reliés à la peau. L'expression « de type organique » signifie que l'architecture des renforts relève de bio 20 mimétisme, tels que les squelettes du règne animal ou les structures du règne végétal, comme les racines. Dans cette structure, chaque renfort local présente une zone de transition prolongée par un congé de raccordement, et s'étend selon une répartition des volumes topologiquement optimisée en fonction des contraintes, mise en oeuvre par une géométrie obéissant aux conditions suivantes: 25 - dans un plan de section de chaque renfort parallèle à un plan de base tangent à la peau, le renfort local présentant dans ce plan de section une surface et un périmètre de section donnés, la surface de section rapportée à son périmètre dit rapport périmétrique reste inférieure à 2 mm à une première extrémité de la zone de transition en liaison avec la peau hors congé de 30 raccordement, et supérieure à 0, 3 mm en une autre extrémité de la zone de transition opposée à la première extrémité; 4 - le périmètre de section rapporté à la surface de section, inverse du rapport périmétrique, évolue linéairement dans la zone de transition; - chaque renfort local présente une épaisseur maximale à ladite autre extrémité de la zone de transition comprise entre l'épaisseur de peau et 2 fois 5 l'épaisseur de peau; - la surface de section de renfort est croissante depuis la première extrémité de la zone de transition jusqu'au delà de la zone de transition; et - le congé de raccordement présente une valeur de rayon de raccordement comprise entre 0, 2 et 2 fois l'épaisseur de peau. 10 [0012] Une telle répartition des volumes avec une telle géométrie des renforts permet de fonctionnaliser toute la matière nécessaire au bon équilibre thermique de la pièce, en particulier en fabrication lors de sa coulée et de son refroidissement. Ainsi, l'invention permet de s'affranchir de la présence de masselottes, utilisées classiquement pour optimiser la répartition des contraintes. 15 [0013] Selon des caractéristiques avantageuses: - la structure est constituée d'un alliage métallique choisi entre un alliage d'aluminium, de titane et un acier inoxydable; - la structure métallique constitue une ossature de porte d'aéronef dans laquelle au moins une peau est reliée à un maillage de raidisseurs par le réseau 20 de renforts locaux; - la structure métallique comporte deux peaux et un réseau de renforts en liaison à leurs extrémités avec chacune des peaux; - les renforts locaux étant optimisés, le nombre de renforts locaux est déterminé de sorte que chaque renfort puisse supporter une charge de traction 25 comprise entre 1000 daN et 5000 daN. [0014] L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication de pièce métallique raidie, notamment d'une structure métallique à peau renforcée telle que la structure définie ci-dessus. Avec ce procédé, l'invention vise à repousser les limites de faisabilité de pièces métalliques géométriquement 30 complexes liées aux contraintes d'enlèvement de matière. Elle vise à offrir un processus de fabrication simple et qualifié de pièce « de grande dimension », en particulier de pièces d'envergure supérieure à 2 mètres, tout en réalisant une 5 optimisation de la qualité de son état de surface, ainsi qu'une optimisation des propriétés mécaniques du matériau au niveau des sollicitations par une optimisation topologique selon une répartition adaptée de matière en fonction des sollicitations. Une telle optimisation topologique est obtenue par ajustage des 5 paramètres de traitements de données d'optimisation topologique en vue de déterminer des dimensions fonctionnelles d'épaisseur de peau et de section des renforts. [0015]Notamment dans le cas d'une porte d'aéronef, le procédé de l'invention vise à réaliser des peaux fonctionnelles de haute performance 10 aérodynamique et mécanique, et de maîtriser l'interface entre la peau et les renforts, notamment en termes de qualité de surface et de qualité du matériau au niveau de cet interface, afin d'éviter en particulier les retassures rédhibitoires dans le domaine aéronautique. [0016] Pour ce faire, l'invention prévoit de mouler des pièces métalliques 15 à partir d'une pièce modèle réalisée par couches en impression 3D à partir de cire perdue, matériau plastique ou résine, ce qui permet de réaliser un modèle optimisé en terme d'état de surface ce qui, à son tour, permet d'appliquer une optimisation topologique en répartissant les renforts de sorte à supprimer toutes les zones à risque (points chauds, singularités géométriques, risques de porosité 20 ou de singularité géométrique, concentration de contrainte, etc.) identifiées au préalable, tout en minimisant les quantités de matière (dimensions de peau et de section des renforts). [0017] A cet effet, la présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une pièce métallique à peau raidie selon les étapes 25 suivantes. Une pièce modèle est d'abord prédéfinie par une répartition topologiquement optimisée entre au moins une peau et des raidisseurs, cette répartition formant des transitions géométriques fonctionnalisées entre des portions continues d'un volume donné de peau et des raidisseurs par élimination des transitions critiques constituant des zones de fragilité. Puis la pièce modèle 30 est réalisée en couches successives par un pilotage numérique d'une technique d'impression 3D asservi à la prédéfinition de pièce modèle. Un moule résistant aux températures de fusion d'un alliage métallique donné est ensuite mis en forme 6 sur la pièce modèle, et un chauffage adapté à la fusion de la pièce modèle élimine dudit moule le matériau constitutif (par liquéfaction, sublimation ou vaporisation de la pièce modèle). L'alliage métallique en fusion est versé dans le moule, puis ledit alliage est solidifié par un abaissement de température homogène au moins au 5 niveau desdites transitions. Le moule est ensuite détruit et la pièce métallique est récupérée. [0018] Dans ces conditions d'optimisation topologique et de gestion des transitions géométriques, l'impression 3D permet alors de s'affranchir des limites de complexité - liées aux contraintes classiques des techniques d'enlèvement de 10 matière -, et des limites en dimensionnement de ces mêmes techniques, tout en fournissant des qualités géométriques et un état de surface de haute performance. [0019]Selon des modes de réalisation préférés: - l'optimisation topologique de la pièce modèle intègre une minimisation des dimensions de volume de peau, de section des transitions 15 géométriques fonctionnalisées; - la technique d'impression 3D est choisie entre la stéréo-lithographie à faible température de fusion, le frittage laser et la modélisation par dépôt en fusion dite FDM (acronyme de « Fused Deposition Modeling »); - la pièce modèle est en matériau choisi entre cire, matériau 20 plastique et résine; - le moule est en matériau choisi entre un matériau en céramique, en argile et en terre cuite; - les portions continues comportent une ou deux peau(x) couplée(s) aux renforts par les transitions géométriques fonctionnalisées. 25 PRÉSENTATION DES FIGURES [0020] D'autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : - les figures la et 1 b, des vues en perspective d'un exemple d'ossature 30 de porte d'aéronef selon l'invention exposant respectivement la face intérieure et la face extérieure de cette porte; 7 - les figures 2 et 3, des vues en perspective de deux types de renforts en liaison avec la peau de l'exemple de porte selon les figures la et 1 b; - la figure 4, une vue en perspective schématique et en transparence du renfort selon la figure 2, mettant en évidence les grandeurs géométriques qui 5 interviennent pour satisfaire à la répartition topologique optimisée selon l'invention, et - la figure 5, un organigramme composé des principales étapes d'un exemple de procédé de fabrication d'une pièce métallique à peau raidie selon l'invention. 10 DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0021] Dans la description ci-dessous, des signes de référence identiques se rapportent à un même élément et renvoient au(x) passage(s) du texte qui le décrive(nt). [0022] En référence aux vues en perspective des figures la et 1 b, un 15 exemple d'ossature de porte d'aéronef 1 selon l'invention est illustré. La première vue expose la face intérieure 10i de la peau de porte 10 (figure la) et montre un maillage 20 de raidisseurs 2 relié à ladite peau 10 par un réseau 30 de renforts locaux 3. Le maillage de raidisseurs 20 est sensiblement parallèle à la surface de la peau 10 et les raidisseurs 2 s'étendent selon sensiblement deux directions 20 perpendiculaires, une direction transversale D1 et une direction longitudinale D2 selon la dimension principale de I 'ossature de porte 1. [0023]Certains raidisseurs intermédiaires 2i s'étendent diagonalement par rapport aux directions D1, D2 et deux raidisseurs transversaux 2t sont reliés en leurs extrémités à la peau 10 via des renforts cylindriques 3c dédiés à 25 l'intégration des butées de porte. De plus, d'autres renforts secondaires dédiés 3x prennent naissance à partir du maillage 20 pour servir de support à la charnière de la porte 1. [0024] Les renforts locaux 3 sont à géométrie de type organique et sont reliés à la peau par des zones de transition 31 couplées à la face intérieure de 30 peau 10i par un congé de raccordement 32. Les renforts locaux 3 s'étendent en volume selon une répartition topologique optimisée, mise en oeuvre en se 8 conformant à des conditions géométriques spécifiques qui seront précisées ci-après. [0025] De plus, le nombre de renforts locaux est avantageusement ajusté pour que chacun de ces renforts 3 supporte une charge de traction comprise entre 5 1000 daN et 5000 daN. Ainsi, dans une application donnée, tout renfort destiné à recevoir une charge inférieure à 1000 daN est supprimé, la charge étant transférée vers un renfort voisin, et la présence d'une charge supérieure à 5000 daN conduit à prévoir un renfort supplémentaire. [0026] La vue selon la figure 1 b montre la face extérieure 10e de la peau 10 10, cette face 10e venant en continuité de courbure avec la peau extérieure du fuselage de l'aéronef. Sur cette face 10e apparaissent un logement Li pour une poignée d'ouverture (non installée) et des orifices L2, L3 pour des objectifs de caméra ou de vision directe. [0027] Les vues en perspective des figures 2 et 3 illustrent deux types de 15 renforts 3a et 3b, en liaison avec la face interne 10i de la peau 10 de l'exemple d'ossature de porte 1 selon les figures la et 1 b. En référence à la figure 2, le renfort 3a se présente sous la forme d'un jonc plein 30a s'étendant selon l'axe Oz et prolongé par la zone de transition 31a, elle-même suivie du congé de raccordement 32a à la face intérieure de peau 10i. Le plan de base x0y est le 20 plan tangent à la peau intérieure 10i au point d'impact central «O » de l'axe Oz sur cette peau intérieure 10i. [0028] Le jonc 30a s'élargit dans le plan x0z en se rapprochant de zone de transition 31a. Cette zone de transition 31a est constituée de deux demi-disques pleins 33a en intersection centrale et s'étendant dans les plans 25 perpendiculaires x0z et yOz, les sections courbes 3S étant tournées vers le jonc 30a. Les portions planes des demi-disques 33a sont reliées à la face intérieure de peau 10i par des congés de raccordement 32a correspondant. De plus, les demi-disques 33a présentent des rebords courbes 3R renforcés d'épaisseur supérieure à celle des faces 33F des demi-disques 33a. 30 [0029] En référence à la figure 3, le renfort 3b comporte deux joncs pleins 30b et 30b' inclinés formant un « V » dans un plan Pv perpendiculaire à la peau intérieure de porte 10i. Les joncs 30b et 30b' se joignent l'un à l'autre dans la 9 zone de transition 31b en se divisant en deux branches 33b, ces branches 33b s'étendant sur la peau intérieure 10i. Les branches 33b forment ainsi une configuration oblongue et sont liées à la peau intérieure 10i par des congés de raccordement 32b correspondants. 5 [0030] La figure 4 illustre une vue en perspective schématique et en transparence de l'exemple de renfort 3a selon la figure 2, dans laquelle sont identifiées les grandeurs géométriques qui interviennent dans les règles de répartition topologique optimisée selon l'invention. [0031] Dans un plan de section x'O'y' parallèle au plan de base x0y 10 tangent à la peau intérieure 10i, le renfort 3a présente dans sa zone de transition 31a une surface Sa et un périmètre Pa. Dans l'exemple de réalisation, le rapport périmétrique Sa/Pa est égal à environ 0,5 mm, au niveau de l'extrémité 3e de la zone de transition 31a en liaison avec le congé de raccordement 32a, et égal à environ 1 mm en l'autre extrémité 3e' de la zone de transition 31a en liaison avec 15 le jonc de renfort 30a. [0032] De plus, dans la zone de transition 31a, le rapport surfacique Pa/Sa, qui est l'inverse du rapport périmétrique Sa/Pa, évolue linéairement ou quasi linéairement d'une extrémité 3e à l'autre extrémité 3e' de cette zone de transition 31a. Le renfort 3a présente alors à la première extrémité 3e une 20 épaisseur maximale, égale à environ 1, 5 fois l'épaisseur « E » de la peau 10 dans cet exemple. [0033] Par ailleurs, la surface de section Sa du renfort 3a est croissante depuis la première extrémité 3e de la zone de transition 31a et au-delà, jusqu'au maillage de raidisseurs 20 (cf. figure la) dans cet exemple. Cette croissance de la 25 surface de section Sa, combinée aux valeurs du rapport périmétrique Sa/Pa aux extrémités de zone de transition 31a, permet d'empêcher toute formation de point de concentration de chaleur. Et cette croissance de la surface de section Sa permet également d'empêcher toute formation, en combinaison avec l'évolution linéaire du rapport surfacique Pa/Sa et avec la valeur de l'épaisseur à la première 30 extrémité 3e de zone de transition 31a, d'un défaut rédhibitoire de type porosité ou singularité géométrique. 10 [0034] Par ailleurs, le congé de raccordement 32a présente une valeur de rayon de raccordement Ra comprise entre la moitié de l'épaisseur de peau « E » et l'épaisseur de peau « E », environ égal à 0,8 E dans l'exemple de réalisation. De telles valeurs du rayon de raccordement Ra permettent d'éviter des 5 concentrations de contraintes en utilisation. [0035] En référence au logigramme de la figure 5, un exemple de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'une pièce métallique raidie, telle que la porte d'aéronef 1, est décrit ci-après. [0036] Dans ce procédé, une pièce modèle est d'abord prédéfinie par une 10 répartition topologiquement optimisée (étape 100) des transitions géométriques entre au moins une peau et des raidisseurs, les transitions géométriques comportant pour l'essentiel les renforts, des zones de transition et des congés de raccordement. Par exemple, les rapports surfaciques et périmétriques des zones de transition présentent des valeurs et des évolutions telles que celles de 15 l'ossature de porte décrites ci-dessus, les renforts et les rayons des congés de raccordement présentant également des épaisseurs déterminées en fonction de l'épaisseur de la peau comme décrit ci-dessus. Avantageusement, l'optimisation topologique est également déterminée en prenant en compte une minimisation des dimensions de volume de peau et des transitions géométriques. 20 [0037] Une telle répartition forme alors des transitions géométriques fonctionnalisées entre des portions continues d'un volume donné de peau et des renforts couplés aux raidisseurs, et les transitions critiques sont éliminées en fonction des sollicitations que la pièce subit en utilisation (étape 200). Les transitions critiques constituent des noeuds qui, pendant le moulage ultérieur, 25 peuvent porter atteinte à l'équilibre thermique de la pièce lors de sa coulée ou de son refroidissement. [0038] En utilisation ultérieure, ces noeuds peuvent constituer des concentrations de chaleur, des concentrations de contrainte mécanique, des défauts d'homogénéité, des singularités géométriques ou plus généralement des 30 zones de fragilité. De plus, outre les conditions du type de celles détaillées pour l'ossature de porte et évoquées ci-dessus, le nombre de renforts peut être déterminé de sorte que chaque renfort supporte une charge de traction comprise 11 entre des valeurs déterminées pour l'utilisation visée. Pour une charge supérieure, un renfort supplémentaire est créé et pour une charge inférieure, le renfort est supprimé et la charge est répartie sur les renforts alentours. [0039] Puis la pièce modèle est réalisée en couches successives par une 5 impression stéréo-lithographique 3D à pilotage numérique (étape 300) asservi à la prédéfinition de pièce modèle (étape 100). L'impression 3D est conduite à faible température de fusion et la matière utilisée est de la cire perdue. [0040] Un moule en céramique, résistant aux températures de fusion d'un alliage métallique, ici un alliage d'aluminium dans l'exemple, est ensuite mis en 10 carapace sur la pièce modèle (étape 400). Un chauffage adapté à la fusion de la cire de la pièce modèle est alors appliqué dans cette étape, et la cire liquéfiée sort dudit moule. [0041] L'alliage d'aluminium en fusion est ensuite versé dans le moule (étape 500), puis ledit alliage est solidifié par un abaissement de température 15 homogène au niveau desdites transitions géométriques fonctionnalisées (étape 600). Le moule est ensuite détruit (étape 700) et la pièce métallique finale est alors récupérée. [0042] L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. En particulier, la peau de la pièce peut être plane et/ou courbe. 20 [0043] Par ailleurs, le matériau de la pièce métallique peut être un alliage d'aluminium, de titane, un acier inoxydable contenant du nickel ou un alliage majoritairement à base de nickel et de chrome, comme les alliages « INCONEL » 625 ou 718 contenant également du fer, du molybdène, du niobium et du cobalt. [0044] En outre, la pièce peut être réalisée d'un seul tenant ou en 25 plusieurs pièces solidarisées par soudage, collage ou tout autre moyen de fixation d'un tel assemblage. [0045] En outre, REVENDICATIONS1. Structure métallique à peau renforcée (1), comportant, dans une architecture monobloc, au moins une peau (10) d'épaisseur donnée (E) et un réseau (30) de renforts locaux (3; 3a, 3b) à géométrie de type organique reliés à la peau (10), caractérisé en ce que chaque renfort local (3; 3a, 3b) présente une zone de transition (31; 31a, 31b) prolongée par un congé de raccordement (32; 32a, 32b), et s'étend selon une répartition des volumes topologiquement optimisée en fonction des contraintes, mise en oeuvre par une géométrie obéissant aux conditions suivantes: - dans un plan de section (x'O'y') de chaque renfort (3; 3a, 3b) parallèle à un plan de base (x0y) tangent à la peau (10), le renfort local (3; 3a, 3b) présentant dans ce plan de section (x'O'y') une surface (Sa) et un périmètre (Pa) donnés, la surface de section (Sa) rapportée à son périmètre (Pa) dit rapport périmétrique (Sa/Pa) reste inférieure à 2 mm à une première extrémité (3e) de la zone de transition (31; 31a, 31b) en liaison avec la peau (10) hors congé de raccordement (32; 32a, 32b), et supérieure à 0, 3 mm en une autre extrémité (3e') de la zone de transition (31; 31a, 31b) opposée à la première extrémité (3e); - le périmètre de section (Pa) rapporté à la surface de section (Sa), inverse du rapport périmétrique (Sa/Pa), évolue linéairement dans la zone de transition (31; 31a, 31b); - chaque renfort local (3; 3a, 3b) présente une épaisseur maximale à ladite autre extrémité (3e') de la zone de transition (31; 31a, 31b) comprise entre l'épaisseur de peau (E) et 2 fois l'épaisseur de peau (E); - la surface de section de renfort (Sa) est croissante depuis la première extrémité (3e') de la zone de transition (31; 31a, 31b) jusqu'au delà de la zone de transition (31; 31a, 31b); et - le congé de raccordement (32; 32a, 32b) présente une valeur de rayon de raccordement (Ra) comprise entre 0,2 et 2 fois l'épaisseur de peau (E). 2. Structure métallique selon la revendication 1, dans lequel la structure (1) est constituée d'un alliage métallique choisi entre un alliage d'aluminium, de titane et un acier inoxydable. 13 3. Structure métallique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la structure métallique constitue une ossature de porte d'aéronef (1) dans laquelle au moins une peau (10) est reliée à un maillage (20) de raidisseurs (2) par le réseau (30) de renforts locaux (3; 3a, 3b). 5 4. Structure métallique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la structure métallique comporte deux peaux et un réseau de renforts en liaison à leurs extrémités avec chacune des peaux. 5. Structure métallique selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel, les renforts locaux (3; 3a, 3b) étant optimisés, le nombre 10 de renforts locaux (3; 3a, 3h) est déterminé de sorte que chaque renfort (3; 3a, 3b) puisse supporter une charge de traction comprise entre 1000 daN et 5000 daN. 6. Procédé de fabrication d'une pièce métallique à peau raidie, caractérisé en ce qu'il consiste à suivre les étapes suivantes: - une pièce modèle est d'abord prédéfinie (étape 100) par une 15 répartition topologiquement optimisée entre au moins une peau (10) et des raidisseurs (2), cette répartition formant des transitions fonctionnalisées (3; 3a, 3b; 31; 31a, 31b; 32; 32a, 32b) entre des portions continues d'un volume donné de peau (10) et des raidisseurs (2) par élimination des transitions critiques constituant des zones de fragilité (étape 200); 20 - puis la pièce modèle est réalisée en couches successives par un pilotage numérique d'une technique d'impression 3D asservi à la prédéfinition de pièce modèle (étape 300); - un moule résistant aux températures de fusion d'un alliage métallique donné est ensuite mis en forme sur la pièce modèle, et un chauffage 25 adapté à l'élimination de la pièce modèle fait sortir dudit moule le matériau constitutif de la pièce modèle (étape 400); - l'alliage métallique en fusion est versé dans le moule (étape 500), puis ledit alliage est solidifié par un abaissement de température homogène au moins au niveau desdites transitions (étape 600); et 30 - le moule est détruit (700) et la pièce métallique est récupérée. 7. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel l'optimisation topologique de la pièce modèle intègre une minimisation des 14 dimensions de volume de peau (10), de section des transitions géométriques fonctionnalisées (3; 3a, 3b; 31; 31a, 31b; 32; 32a, 32b). 8. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel la technique d'impression 3D est choisie entre la stéréo- 5 lithographie à faible température de fusion, le frittage laser et la modélisation par dépôt en fusion dite FDM (étape 300). 9. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel la pièce modèle est en matériau choisi entre cire, matériau plastique et résine (étape 300). 10 10. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel le moule est en matériau choisi entre un matériau en céramique, en argile et en terre cuite (étape 400). 11. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, dans lequel les portions continues comportent une ou deux 15 peau(x) couplée(s) aux renforts par les transitions géométriques fonctionnalisées (3; 3a, 3b; 31; 31a, 31b; 32; 32a, 32b).