Article de référence | Réf : AG6753 v1

État des lieux
L'impression 3D dans une perspective de développement durable

Auteur(s) : Laurent MOLINARI

Relu et validé le 01 août 2018

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RÉSUMÉ

Cet article s'intéresse au positionnement de l'impression 3D vis-à-vis du développement durable. Y seront exposés les bénéfices liés à cette nouvelle technologie, mais aussi ses limites et sa capacité à être à l’origine d’une nouvelle révolution industrielle.

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ABSTRACT

How 3D printing could drives sustainability

This article wants to describe the potential of this new-way-to-make-products in a sustainability approach. Then, this article tries to explain the sustainable promises/benefits of the 3D printing and in counterpart the limits of these impacts.

Auteur(s)

INTRODUCTION

L'impression 3D constitue un sujet qui suscite beaucoup d'interrogations : l'aspect quelque peu magique de voir sous nos yeux se créer des objets à partir d'un ordinateur pourrait ouvrir la voie à une modification profonde du modèle de développement économique de notre société.

Cet article souhaite aborder le positionnement de cette nouvelle technologie vis-à-vis du développement durable, plus précisément du respect de l'environnement.

Il s'agit donc ici de comprendre les promesses liées à cette nouvelle technologie afin d'identifier sa possible contribution à un mode de développement écoresponsable. Mais, au-delà de ces promesses, il s'agira aussi de dresser les limites de cette révolution technologique et de sa capacité à être à l'origine d'une nouvelle révolution industrielle.

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KEYWORDS

Life Cycle Analysis   |   FabLab   |   eco-design   |   additive manufacturing   |   3D printing   |   fuse deposition modeling

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-ag6753

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2. État des lieux

2.1 Technologies en présence

L'une des principales caractéristiques de l'impression 3D ou tridimensionnelle est le principe même de la technique. Là où l'usinage à commande numérique se base sur un procédé par enlèvement de matière, les technologies d'impression reposent sur des approches « additives ». Il s'agit de créer un objet par dépôts successifs (donc par addition) de matière en suivant un format, un modèle prédéfini.

Cette caractéristique se retrouve d'ailleurs dans la terminologie puisque la notion de « Additive Manufacturing » (AM) est souvent utilisée en lieu et place de la notion d' « impression 3D ». La notion d'AM est plus large que les seuls systèmes d'impression puisqu'elle englobe l'ensemble de l'écosystème attaché à ce procédé de fabrication.

Le principe général repose ainsi sur la modélisation de matières préexistantes sous forme de poudre, liquide ou solide (fil) afin d'en constituer, par agglomération de couches, des formes et donc des objets.

Afin d'illustrer ces différentes technologies, citons les procédés suivants :

  • le Fuse Deposition Modeling (FDM) est basé sur un principe de modelage par dépôt de matière en fusion, la matière étant chauffée par une buse. Le principe se rapproche du « fer à souder », puisqu'un fil de plastique très fin (environ un dixième de millimètre) est alors déposé et vient se coller aux autres pour constituer, par accumulation, une forme ;

  • la stéréolithographie (SLA) est une technologie où une lumière UV solidifie une couche de plastique liquide qui, par accumulation de couches 2D, permet de créer des formes en 3D ;

  • le frittage sélectif par laser est une technologie qui reprend le principe de la stéréolithographie, mais elle utilise un laser qui solidifie une couche de matière (résine ou poudre) et permet, là encore, par accumulation de couches 2D de construire des formes.

Les principaux matériaux utilisés sont les suivants, par ordre de fréquence d'utilisation :

  • le plastique, selon différents coloris ;

  • la céramique ;

  • les thermoplastiques (polycarbonate, polyamides, le chlorure de polyvinyle) ;

  • les élastomères ;

  • certains métaux notamment...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - Commissariat général au développement durable et CDC climat recherche -   Chiffres clés du climat, France et Monde  -  (2011) http://www.developpement-durable.gouv.fr/ IMG/pdf/Repclimat.pdf

  • (2) -    -  Étude du cabinet Wohlers Associates sur l'état du marché du domaine de la fabrication additive et de l'impression 3D. Accessible viahttp://www.wohlersassociates.com/2013report.htm

  • (3) - NEAL DE BEER (PhD) -   Additive manufacturing – Turning mind into matter.  -  College Center for Applied Competitive Technologies. Sierra, mai 2013 http://www.sierracollegetraining.com/uploads/201307/sierra-college-cact-additive-manufacturing-report-and-recommendations-may2013.pdf

  • (4) - BERCHON (M.), LUVT (B.) -   L"impression 3D.  -  Édition Eyrolles, Collection Serial Makers (2013).

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