Révolution dans la production

Impression 3D

3D Druck gross

Photo: 3D-Model AG

Réplique de vertèbre dorsale ou bâtiment complet: jamais l’éventail des possibilités d’application dans l’impression 3D n’a été aussi diversifié. Cette technologie qui évolue à une vitesse vertigineuse transformera bientôt durablement beaucoup de secteurs économiques.

Pouvez-vous imaginer un monde où il vous serait possible d’imprimer n’importe quel objet de votre choix sous la forme d’objet tridimensionnel, à l’aide d’une imprimante? Ce qui rappelle le «réplicateur» de la série de science-fiction «Star Trek» n’est aujourd’hui plus une vision futuriste. L’impression 3D fait l’objet d’un vif débat parmi les chercheurs en tendances et les experts en technologie, qui n’hésitent pas à parler d’une nouvelle ère: la quatrième révolution industrielle, ou encore Industrie 4.0. Aujourd’hui, l’imprimante 3D produit des étuis pour smartphone, des pièces automobiles, des implants et même des maisons. Le consommateur de demain pourra tout imprimer, et s’en chargera lui-même.

Des objets physiques comme code de logiciel

Inventée en 1984 dans le sud de la Californie par Chuck Hall, l’imprimante 3D exécute les ordres d’un ordinateur comme le ferait un robot industriel. Il faut tout d’abord définir un objet, à l’aide d’un logiciel de création de modèles animés. Cette ébauche constituée de tranches superposées sert de matrice à l’imprimante 3D. À l’issue d’un processus de plusieurs heures, elle reproduit tranche après tranche, jusqu’à obtenir l’objet aux dimensions voulues. Selon la technologie et le procédé d’impression, un vaste éventail de matériaux peuvent être utilisés: des résines au caoutchouc en passant par le béton. Le procédé le plus ancien, celui mis au point par Chuck Hall, reste le plus abouti: la stéréolithographie (SLA), qui a recours à des matières plastiques durcissant sous l’exposition aux rayons ultraviolets. Ce procédé se dénomme fabrication additive, ou additive manufacturing en anglais.

A l’origine, l’impression 3D était réservée à un usage purement industriel. L’industrie automobile a notamment su mettre à profit la fabrication peu coûteuse et rapide de prototypes et de modèles, forgeant la notion de rapid prototyping. Les avantages du rapid prototyping en termes d’économie de temps et de réduction du taux d’erreurs ont rapidement stimulé le développement en continu des imprimantes 3D jusqu’à ce que cette nouvelle technologie de fabrication s’impose dans la fabrication en masse de pièces de voitures: le rapid manufacturing était né.

Une maison pour 5’000 $.

L’application du rapid manufacturing marque des points dans le bâtiment, même si la tendance n’a pas encore gagné l’Europe. En Suisse, les architectes ont recours à l’impression tridimensionnelle pour convaincre les clients, maquette miniature à l’appui, de ce que pourrait être la maison de leurs rêves. Sur ce point, l’Extrême-Orient a plusieurs foulées d’avance sur nous: Ma Yihe, entrepreneur chinois et grand visionnaire, a plongé la Chine dans l’étonnement lorsque son entreprise Winsun a imprimé en l’espace de 24 heures, devant les caméras, dix maisons à un étage, pour un prix de revient individuel inférieur à 5’000 $. Une magnifique villa se monnaie à partir de 150’000 $. Ma Yihe est fier de pouvoir proposer ses maisons tridimensionnelles à un prix 30 pour cent inférieur à celui des constructions traditionnelles, la grande partie du matériel de construction provenant de déchets recyclables. Dans le désert, son entreprise bâtit des bâtiments sur le sable, un matériau qui entre aussi dans la composition du mélange de béton, ce qui réduit de moitié les coûts, notamment dans les pays en développement. De plus, l’impression 3D made in China permet d’économiser 60 % des matériaux de construction, de réduire de 60 % la quantité de déchets et de jusqu’à 80 % le coût du personnel. Un processus révolutionnaire qui a fait parler de lui jusqu’à Dubaï, où sera érigé, en collaboration avec Winsun, le premier bâtiment au monde de bureaux imprimé en 3D, dans le cadre du «Museum of Future».

3D Druck Metall

Photo: 3D-Model AG

Mais c’est à la médecine que l’impression 3D sera le plus profitable: aujourd’hui déjà, on imprime et on implante vertèbres, implants et prothèses. A un horizon plus lointain, l’impression d’organes ne relèvera plus de la science-fiction, bien que ce domaine, intitulé bio-impression, n’en soit qu’à ses tout premiers balbutiements. Même si nous devons faire preuve de patience, la bio-impression détient un potentiel révolutionnaire pour l’avenir de notre médecine. En effet, de premières tentatives de reproduction d’organes ont d’ores et déjà réussi.

Le «prosommateur», le consommateur-producteur

Il y a longtemps que de premiers modèles plus petits et moins onéreux d’imprimantes 3D ont pris d’assaut les chaumières. Des appareils simples sont en vente dans le commerce pour quelques centaines de francs seulement. Les économistes appellent ce phénomène direct manufacturing, une notion qui préfigure un développement économique: à l’avenir, les consommateurs n’auront plus à se rendre dans les magasins puisqu’ils pourront eux-mêmes produire leurs marchandises. Le consommateur deviendra «prosommateur» ou «prosumer», un consommateur qui produit lui-même ses produits. À petite échelle, tout ceci est déjà possible aujourd’hui: si vous avez besoin d’un nouvel étui pour votre smartphone, vous pouvez télécharger sur Internet le modèle numérique avant de l’imprimer, à l’aide de l’appareil approprié.

La mondialisation fait machine arrière

Nul besoin d’être devin pour reconnaître le potentiel explosif de cette tendance qui approche à pas de loup. Si l’on en croit Richard d’Aveni, influent professeur d’économie à la Business School du Dartmouth College aux Etats-Unis, le retour de la production vers le client final marque un détricotage du processus de mondialisation. Ceci ébranlerait de fond en comble les fondements de notre économie de marché mondialisée: le rôle du Bangladesh comme atelier de couture du monde s’en trouverait remis en cause, de même que celui de la Chine comme bastion de la production de masse à faible coût.

Des experts du cabinet de conseil McKinsey classent l’impression 3D au nombre des 12 technologies qui vont transformer le monde et prédit que d’ici 2025, ce secteur de l’industrie aura réalisé jusqu’à 550 milliards de dollars de chiffre d’affaires annuel. Bre Pettis, cofondateur de MakerBot, un des plus célèbres constructeurs d’imprimante 3D, estime que l’impression 3D connaîtra une évolution comparable à celle des ordinateurs PC: si les premiers ordinateurs étaient des machines très volumineuses, les premiers PC utilisés par les entreprises leur ont emboîté le pas, avant que chaque ménage finisse par posséder son propre PC. Les Etats-Unis ont déjà repéré et reconnu le potentiel de l’impression en 3D. Depuis longtemps, le gouvernement américain soutient de manière ciblée des projets de recherche pour stimuler la ré-industrialisation des Etats-Unis et rapatrier l’industrie dans le pays. Un certain nombre de projets de recherche sont également soutenus en Europe, bien que l’écho médiatique reste faible.

Émancipation de l’artisanat

Les métiers de l’artisanat, du montage et surtout de la production et de la logistique ne devraient pas négliger cette tendance, en progression exponentielle, car l’avenir de l’impression 3D annonce la fin du fond de commerce traditionnel de beaucoup d’entreprises. Par exemple, les pièces détachées requises pour le montage ne seront plus achetées en extérieur, l’approvisionnement devenant autarcique et indépendant des producteurs. Les entreprises d’artisanat bénéficieront elles aussi des délais minimes entre la mesure et la pose, et pourront même fabriquer sur place les pièces à installer. On note une tendance à l’approvisionnement en interne, la chaîne d’approvisionnement se trouvant transférée au consommateur final. Les fabricants retireront donc de leur gamme les produits concernés et adapteront leurs chaînes de production en conséquence. Le client devenant lui-même producteur, l’activité de production à proprement parler, ainsi que le rôle de la logistique et du transport, se trouveront relégués au second plan. Mais nous le savons tous, lorsque des portes se ferment, d’autres portes s’ouvrent. À l’avenir, le rôle de la production sera de fournir aux clients non pas des produits, mais le matériau d’impression, un savoir-faire en évolution permanente et des prestations de conseil et de service.

En tout état de cause, ceci ne se fera pas du jour au lendemain: l’impression 3D et les technologies traditionnelles de fabrication cohabiteront longtemps côte à côte. Au demeurant, il est prévisible qu’à moyen terme la production classique perdra des parts de marché, un peu comme le commerce en magasin, qui a dû s’accommoder de l’émergence du commerce électronique. Scientifiques, chercheurs en tendance et économistes sont d’accord pour dire qu’aujourd’hui déjà, l’impression 3D marque le monde de demain.