Est-ce que l’impression 3D lancera une nouvelle révolution industrielle ?

Est-ce que l’impression 3D lancera une nouvelle révolution industrielle ?

Est-ce que l’impression 3D lancera une nouvelle révolution industrielle ? 490 581 Sébastien BAGES

Cette nouvelle technologie pourrait changer la façon dont les choses sont faites – et l’économie mondiale.


Peter Schmitt, un étudiant doctorat au MIT, a imprimé une horloge en 2009. Il n’a pas imprimé l’image d’une horloge sur un morceau de papier. Il a imprimé une horloge en trois dimensions : un dispositif de 20 cm de diamètre en plastique avec tous les mécanismes et un contrepoids.

Quand il l’a mise au mur et a poussé le contrepoids, elle a commencé son “tic-tac”.

« Elle n’était pas très précise, mais elle était fonctionnelle », a déclaré Schmitt.

Les chercheurs du MIT voulaient aussi que chacun soit en mesure d’imprimer son propre robot. Leur vision : « vous décidez ce que vous voulez faire, vous téléchargez le design sur Internet, vous faites les changements que vous désirez en utilisant un logiciel, et vous cliquez sur “imprimer” ».

Les scientifiques du monde entier travaillent sur ​​une technologie qui pourrait aller bien au-delà de robots et d’horloges, et inverser les tendances de l’économie mondiale. Ils veulent qu’à travers le nom d’impression 3D, une nouvelle révolution industrielle se déclenche. Le Conseil de l’Atlantique, une politique publique de réflexion basé à Washington, affirme que la technologie est “transformationnelle”.

Ceux qui travaillent dans ce domaine l’appellent “la manufacture additive”.

La plupart des industries modernes sont réductives. Les fabricants prennent des blocs de plastique, en bois ou en métal, les broient et la machine retire le surplus jusqu’à ce qu’il en résulte l’élément désiré. Tout le plastique, le bois ou le métal qui n’a pas été utilisé est jeté, jusqu’à produire 90% de déchets.

L’impression 3-D pose des couches de poudres métalliques ou plastiques en suivant les indications du logiciel, tout comme l’encre est déposée sur papier grâce aux pilotes d’imprimantes. Après chaque couche terminée, le plateau de maintien de l’élément est abaissé d’une fraction de millimètre et la couche suivante est ajoutée. L’impression se poursuit jusqu’à ce que la pièce soit finie.

Le métal fondu est refroidi et durcit ; les matières plastiques ou les poudres métalliques sont durcies par la chaleur ou la lumière ultraviolette. Les ingrédients ne sont pas limités à ces substances ; presque tout matériaux peuvent y être logés, y compris du chocolat.

Il y a peu de déchets et il est possible de modifier l’objet par simple action avec le logiciel qui anime l’imprimante, de façon identique à un texte qui est modifié dans un logiciel de traitement de texte.

« Les produits finis peuvent être mieux ou peut-être avec de meilleures finitions que les produits actuels », a écrit le conseil dans un rapport de recherche. L’impression 3-D permet à des conceptions impossibles à réaliser avec les techniques de fabrication conventionnelles de devenir réalité.

La première imprimante 3-D a été inventée par l’Américain Charles Hull en 1984. Les premières machines étaient énormes, lentes, très chères et avaient une utilisation limitée.

En 2004, Adrian Bowyer, maître de conférences à l’Université de Bath en Angleterre, a inventé une machine qui a fabriqué 50% de ses propres pièces. En 2008, la machine toute entière a été imprimée. Il n’y avait pas de réels buts lucratifs dans l’auto-réplication d’une machine car Bowyer avait mis la RepRap dans le domaine public, “open source” comme on dit. N’importe qui peut acheter cette imprimante de bureau pour moins de 400$ (305€) et l’adapter à volonté pour imprimer plus de copies d’elle-même ou d’autres éléments.

La conception ne cesse de s’améliorer tandis que les gens pensent aux meilleures façons de faire les choses, une forme de crowd-sourcing, et partagent les modèles en ligne souvent gratuitement.


Cette manufacture “additive”, quant à elle, est devenue une industrie énorme et croissante. Selon Wohler Associates, une firme de consultants du Colorado, cette industrie a subi un taux de croissance annuel de 26,2% sur plus de 20 ans et les recettes atteindront près de 3 milliards de dollars d’ici 2016.

Chaque année, la technique devient plus complexe s’affranchissant des barrières des méthodes classiques, tout en devenant plus rapide et moins coûteuse. Cette technologie est maintenant utilisée pour imprimer des trains d’atterrissage d’avions, des robes, des pièces automobiles, des couronnes dentaires individuelles, des hanches artificielles, des genoux, et plus encore.

Les scientifiques font des expériences, imprimant des cellules humaines jusqu’aux organes. Un entrepreneur Airbus travaille actuellement sur l’impression d’une aile d’avion entière en utilisant de la poudre de titane. Certaines parties du fuselage du Boeing 787 Dreamliner ont été imprimées.

L’impression d’un robot est beaucoup plus compliquée que de construire une horloge, mais les chercheurs du MIT, de l’Université de Pennsylvanie et d’Harvard pensent que le résultat « transformera les industries et (…) démocratisera l’accès à la robotique », selon Daniela Rus, chef de file du projet au MIT.

Vous identifierez un besoin – par exemple le nettoyage du plancher de la cuisine, après qu’un enfant ait renversé son déjeuner – et concevrez un robot dédié aux tâches de ce genre. Vous téléchargerez une des conceptions disponibles via Internet, l’adapterez pour la personnaliser pour votre cuisine et vous imprimerez exactement le robot que vous avez conçu, avec ses pièces mobiles et tous les autres composants.

Les chercheurs ont déjà publié deux robots, dont un est conçu pour aller dans les zones contaminées et l’autre avec une pince qui aiderait les personnes handicapées.

La technologie présente un sérieux défi pour l’économie mondiale.

La plupart des produits finis actuellement sont le résultat de nombreuses parties fabriquées dans divers endroits à travers le monde, se réunissant pour l’assemblage final à un autre endroit. Ils sont ensuite expédiés à des clients partout dans le monde. Avec l’impression 3D, en théorie, la totalité du produit pourra être fabriquée sur un seul site, à un moment donné, avec une seule machine, n’importe où. Les économies d’échelle ne seront plus pertinentes.

« L’impression de quelques milliers de iPhones sur demande (et avec des mises à jour instantanées ou des versions différentes pour chaque téléphone) se fera dans un établissement local, qui pourra fabriquer de nombreux autres produits, en étant beaucoup plus rentable que la fabrication de dix millions d’iPhones identiques en Chine et de les expédier à 180 pays à travers le monde », écrit le Conseil de l’Atlantique dans un rapport.

De toute évidence, tout le monde partage les avantages. Les centres de fabrication tels que la Chine pourrait perdre des millions d’emplois dans ce secteur, et leurs économies pourraient être déstabilisées. Les industries de transport d’alimentation et d’autres produits finis seraient également touchés, écrit conseil (voir notre dossier à ce sujet). Des entrepôts pleins de pièces et de produits pourraient être remplacés par des machines qui impriment à la demande.

Le conseil prévoit une renaissance du secteur manufacturier américain. Mais ce concept a aussi des problèmes : la plupart des machines ne nécessitent aucune aide humaine, une fois que l’impression commence. Vous l’allumez avant de quitter l’usine et quand vous revenez dans la matinée, votre produit est là.


Citations de Inside Science

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Sébastien BAGES
About the author

Sébastien BAGES

Plus de trois années de travail passionné sur Civilisation 2.0 Actus, et fondateur de l'association Civilisation 2.0, je mets à contribution mon expertise de veille technique et scientifique, mon analyse de chef de projet, mon engouement pour la science et ses outils, et mon expérience dans le développement stratégique afin d'offrir à tous ce qui en résulte.

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