L’impression 3D est-elle vraiment propre ?

Selon Pao­lo Mine­to­la, pro­fes­seur asso­cié de tech­no­lo­gies manu­fac­tu­rières de l’É­cole poly­tech­nique de Turin, « la fabri­ca­tion addi­tive est une tech­no­lo­gie verte, car la pro­duc­tion à la demande de chaque pièce uti­lise le mini­mum de matière pos­sible et ne néces­site pas de moules ou d’ou­tils spé­ci­fiques ». 

« Elle per­met une meilleure dura­bi­li­té des objets à condi­tion que l’on les conçoive cor­rec­te­ment. On peut obte­nir des formes com­plexes, qui sont impos­sibles à pro­duire avec les tech­no­lo­gies tra­di­tion­nelles, et dont les pro­prié­tés sont amé­lio­rées (allé­ge­ment, meilleur échange ther­mique et opti­mi­sa­tion des flux, par exemple). »

Des gains économiques

En effet l’impression 3D poly­mère ne pro­duit presque pas de chutes ou déchets et, par consé­quent, per­met l’é­co­no­mie de l’éner­gie néces­saire à leur sto­ckage et leur trai­te­ment. Par ailleurs, l’utilisation de pièces avec un desi­gn plus léger (creuses mais éga­le­ment résis­tantes) réduit l’empreinte car­bone de leur uti­li­sa­tion. Par exemple, dans tous les sec­teurs qu’elle touche, la pro­duc­tion de ces nou­velles struc­tures réduit les temps et les coûts de fabri­ca­tion, mais aus­si la consom­ma­tion d’éner­gie et les émis­sions de gaz à effet de serre.

De plus, la fabri­ca­tion des pièces peut se faire à la demande, en évi­tant ain­si la sur­pro­duc­tion et le gas­pillage de res­sources. Et si l’on consi­dère la grande oppor­tu­ni­té que repré­sente le par­tage des fichiers de modé­li­sa­tion numé­rique des pièces à pro­duire avec des usines délo­ca­li­sées, on com­prend bien que toute la phase d’emballage et de dépla­ce­ment du maté­riel, avec la pol­lu­tion que cela engendre, peut faci­le­ment être évi­tée. On peut ima­gi­ner, par exemple, que dans un futur proche chaque pro­duc­teur d’avion aura des impri­mantes 3D pour pro­duire rapi­de­ment les pièces de rechange des aéronefs. 

Cepen­dant, l’impact d’une nou­velle tech­no­lo­gie – qui se décline en plu­sieurs tech­niques et uti­lise des maté­riaux très dif­fé­rents – n’est pas facile à éva­luer, et dans la réa­li­té du ter­rain, les choses sont un peu plus com­pli­quées. La com­pa­rai­son avec la fabri­ca­tion tra­di­tion­nelle, notam­ment en ce qui concerne la consom­ma­tion d’éner­gie du cycle entier de pro­duc­tion, n’est pas tou­jours pos­sible et les études sur le sujet sont encore rares. 

Une tech­no­lo­gie toxique ?

Par contre, d’autres études com­mencent à aler­ter sur les risques sani­taires liés à l’impression 3D. Les gaz et les par­ti­cules émises par les maté­riaux d’impression sou­mis à de hautes tem­pé­ra­tures peuvent être toxiques pour la peau et les yeux, et affec­ter le sys­tème res­pi­ra­toire. Si ces risques sont connus dans le milieu indus­triel et scien­ti­fique – où l’on pro­tège les opé­ra­teurs avec des masques, des com­bi­nai­sons, des res­pi­ra­teurs et des contrôles médi­caux régu­liers – ils sont moins pris en compte dans les milieux non pro­fes­sion­nels, et notam­ment domes­tique. En outre, il n’existe pas encore de normes ISO spé­ci­fiques et uni­ver­sel­le­ment reconnues. 

Fabien Szmyt­ka, ensei­gnant-cher­cheur à l’ENSTA Paris (IP Paris) qui tra­vaille avec des maté­riaux plas­tiques et métal­liques, regrette que l’on ne puisse pas uti­li­ser ces pro­cé­dés dans des envi­ron­ne­ments simples. « Les poudres métal­liques que nous uti­li­sons sont très fines et des pro­to­coles stricts sont mis en place pour évi­ter tout risque de conta­mi­na­tion de l’environnement et des uti­li­sa­teurs. Le ren­de­ment des machines est par ailleurs faible et nous per­dons beau­coup de matière. »

« Côté poly­mère, nous cher­chons avec des chi­mistes du CNRS à déve­lop­per des poly­mères recy­clés ou bio-sour­cés, en les alliant, par exemple, à des fibres de lin, explique Fabien Szmyt­ka, car la com­po­si­tion des poly­mères et des résines liquides du com­merce n’est pas connue pour des rai­sons de secret industriel. »

Une fin de vie en demi-teinte

Un autre pro­blème se pose à la fin de vie des objets impri­més en 3D. Des sys­tèmes sont-ils pré­vus pour récol­ter, sto­cker et recy­cler ces maté­riaux par­fois nou­veaux et dont la com­po­si­tion est inconnue ?

« Dans le monde médi­cal, le recy­clage de pro­thèses et d’implants est com­pli­qué, prin­ci­pa­le­ment pour des rai­sons d’hy­giène et de fonc­tion­ne­ment. Leur réuti­li­sa­tion n’est pas tou­jours pos­sible parce qu’il s’agit sou­vent d’objets per­son­na­li­sés qui ne seraient pas adap­tés à d’autres patients et qui, de toute façon, s’a­bî­me­raient avec les tech­niques clas­siques de sté­ri­li­sa­tion à hautes tem­pé­ra­tures » explique Ber­nar­do Inno­cen­ti, pro­fes­seur en bio­mé­ca­nique à l’École poly­tech­nique de l’Université Libre de Bruxelles.

« Pour toutes ces rai­sons, l’utilisation de maté­riel recy­clé pour la fabri­ca­tion d’implants n’est pas non plus pos­sible pour l’instant. Le patient a le droit de rece­voir le meilleur maté­riel possible. »

En conclu­sion, le che­min vers une fabri­ca­tion addi­tive com­plè­te­ment verte est encore long, mais ses énormes avan­tages par rap­port à la fabri­ca­tion sous­trac­tive sont déjà sous nos yeux. De nom­breux concep­teurs tra­vaillent acti­ve­ment pour pré­voir en amont tout le cycle de vie des nou­veaux pro­duits, dans une dyna­mique d’é­co­no­mie cir­cu­laire. La fabri­ca­tion addi­tive accom­pa­gne­ra les tech­no­lo­gies tra­di­tion­nelles en appor­tant ses qua­li­tés, à condi­tion que les pro­duc­teurs mettent en place de nou­veaux modèles éco­no­miques, notam­ment grâce au sou­tien des poli­tiques nationales.