Impression 3D : des avantages écologiques inattendus
- Les entreprises danoises sont soucieuses de la durabilité écologique, mais ne pensent généralement pas à améliorer l’économie circulaire de leurs produits.
- L’impression 3D, initialement prévue pour les tâches de développement de produits, présente en fait des avantages inattendus en termes de durabilité.
- Cette technologie peut tout d’abord améliorer l’utilisation des matériaux par les entreprises et permettre de réduire les déchets.
- Avec l’impression 3D, les entreprises peuvent aussi passer de l’idée au produit beaucoup plus rapidement et avec moins d’émissions de CO2 dues à la logistique.
- Enfin, cette technologie peut soutenir les efforts des entreprises afin de minimiser leur impact environnemental grâce à des voies économiques plus circulaires.
De toutes les technologies émergentes, l’impression 3D (ou fabrication additive) figurait certainement en tête de liste parmi celles dont on prédisait qu’elles allaient « changer le monde ». Pourtant, près de 40 ans après sa conception et 10 ans après l’engouement pour l’impression 3D, il est difficile de trouver des situations où l’impression 3D a eu un vrai impact radical, à part dans quelques niches spécifiques comme les prothèses et l’industrie aérospatiale.
Parmi les avantages qu’on prévoyait pour l’impression 3D figurait son impact positif sur la durabilité, en offrant prétendument une « fabrication sans déchets ». La promesse : seule la quantité de matériau nécessaire à la production sera réellement utilisée. Ainsi, les produits peuvent être fabriqués à la demande, en ne transportant que les matières premières, etc. Pourtant, jusqu’à présent, cette promesse a également eu du mal à se concrétiser. Mais il y a peut-être de la lumière au bout du tunnel. Comme l’indique l’étude présentée dans cet article, l’impression 3D a été mise en œuvre dans l’industrie et il semblerait qu’elle y soit un moteur de durabilité, notamment en tant que facteur d’économie circulaire.
Thierry Rayna, Chaire Tech4Change
Depuis 2018, l’Université du Danemark du Sud cartographie l’utilisation de l’impression 3D par les entreprises de production danoises, en collaboration avec le Danish Additive Manufacturing Hub. Leur dernier rapport de 20221, fondé sur des entretiens et des données d’enquête de l’automne 2021, analyse le lien entre l’utilisation de la technologie d’impression 3D et l’approche des entreprises en matière de durabilité écologique. Tous les sites de production des entreprises d’industrie manufacturière comptant plus de 10 employés ont été invités à participer.
![](https://www.polytechnique-insights.com/wp-content/uploads/2023/01/adobestock_330422998-1024x768.jpeg)
Dans l’ensemble, les entreprises danoises ont généralement déclaré qu’elles accordaient une grande importance à la durabilité écologique. Comme il existe de multiples sources de durabilité et de moyens de l’améliorer, une enquête plus détaillée met en évidence certaines tendances intéressantes. Tout d’abord, la durabilité a généralement été associée à la réduction de la consommation d’eau et d’énergie dans les entreprises industrielles, mais on assiste également à un nouvel intérêt marqué pour la réduction des déchets matériels au cours de la production — un peu plus de la moitié des entreprises se concentrent sur l’optimisation de la manière dont elles utilisent leurs produits.
Cependant, une attention beaucoup moins grande est accordée à l’amélioration de l’économie circulaire des produits. Ainsi, près de la moitié des entreprises ont déclaré ne pas ou très peu se concentrer sur la prolongation de la durée de vie de leurs produits en proposant des pièces de rechange, des services de réparation ou la « reprise » des produits en fin de vie. En outre, de nombreuses entreprises ne se concentrent pas, ou très peu, sur l’optimisation de la durée de vie des produits et sur le recyclage en général.
Les imprimantes 3D dans l’industrie
L’impression 3D est une technologie additive qui utilise un dessin 3D (fichier STL) comme modèle. La plupart des procédés utilisent des matériaux liquides, des poudres ou des solides qui sont appliqués couche par couche pour produire un objet. En fonction de l’équipement utilisé, l’objet peut être fabriqué en plastique, en métal, en céramique, en composite ou même en béton (actuellement en développement dans des entreprises telles que Create SDU2). Les entreprises utilisent généralement les technologies d’impression 3D pour le développement de produits, pour imprimer des objets qui soutiennent la production, comme des outils, ou pour produire des parties de produits finis ou des pièces de rechange. L’accès et l’engagement des entreprises dans la technologie d’impression 3D sont en partie déterminés par leur propriété de la technologie — les entreprises possèdent ou louent des équipements d’impression pour les avoir en interne, ou elles peuvent les externaliser.
Des avantages inattendus
En 2018 et 2019, un quart des entreprises manufacturières danoises ont déclaré utiliser la technologie d’impression 3D, tandis que cette part était passée à un tiers en 2021. L’impression 3D est principalement utilisée pour les tâches de développement de produits. Elle facilite à la fois la conception de nouveaux produits et accélère le processus, car le site peut imprimer et tester des prototypes selon les besoins. Parmi ces entreprises, 80 % déclarent posséder ou louer l’équipement — ce qui signifie qu’il est physiquement présent au sein de l’entreprise. Les 20 % restants achètent des services d’impression 3D à des sous-traitants. Par exemple, Boeing dispose désormais d’une division chargée de l’impression 3D de pièces industrielles pour les sous-marins, les hélicoptères et les avions.
![](https://www.polytechnique-insights.com/wp-content/uploads/2023/01/istock-1021694284-1024x681.jpg)
Les entreprises décrivent la transition d’un processus lent vers un processus plus rapide. Auparavant, elles devaient envoyer des spécifications à des sous-traitants basés à l’étranger et attendre plusieurs semaines pour recevoir les prototypes, procédé qui pouvait demander plusieurs aller-retours. Avec la technologie d’impression 3D, les entreprises peuvent passer de l’idée au produit beaucoup plus rapidement, avec moins d’émissions de CO2 dues à la logistique, et moins de déchets.
Parmi celles-ci, une entreprise locale, Jydsk Emblem Fabrik, produit des médailles et des emblèmes pour toute une série de clients privés et publics, dont l’armée danoise. Au cours des dix dernières années, l’entreprise a travaillé stratégiquement pour rapatrier sa production au Danemark afin de réduire les coûts et le temps consacré à la logistique, tout en permettant à l’entreprise d’assurer une qualité et une flexibilité élevées, tout en maintenant un délai court entre la conception et la production. La technologie d’impression 3D a permis ce processus, et facilite à la fois une production plus respectueuse de l’environnement et une réduction des émissions de CO2 dues à la logistique. Parmi les autres exemples, citons Jørgensen Engineering, un intégrateur en robotique, qui applique de plus en plus l’impression 3D. L’entreprise a utilisé l’impression 3D pour la première fois en 2016, elle possède désormais la technologie FDM et l’utilise pour tester et imprimer des prototypes, tandis qu’elle fait appel à des sous-traitants pour l’impression 3D des équipements de production.
![](https://www.polytechnique-insights.com/wp-content/uploads/2023/01/graphique-1-1.png)
Les entreprises qui utilisent les technologies d’impression 3D déclarent s’engager dans des initiatives visant à accroître la durabilité de leurs activités plus souvent que les entreprises qui n’utilisent pas l’impression 3D. En particulier, elles se concentrent plus souvent sur les aspects liés à l’économie circulaire. C’est surprenant, étant donné que la plupart des entreprises déclarent qu’elles n’ont pas initialement adopté la technologie d’impression 3D dans l’intention d’accroître la durabilité de leurs activités. Et, bien qu’il y ait un large consensus sur le fait que l’impression 3D n’est pas une « technologie durable », les entreprises rapportent des effets inattendus sur la durabilité en relation avec leur mise en œuvre de la technologie.
Amélioration de la durabilité
Il y a plusieurs raisons à cela. Tout d’abord, l’impression 3D peut améliorer l’utilisation des matériaux par les entreprises et réduire les déchets. La réduction des déchets peut être obtenue directement par l’utilisation de moins de matériaux, car l’impression 3D est une technologie additive couche par couche qui permet de créer des conceptions entièrement nouvelles en utilisant moins de matériaux. Deuxièmement, l’impression 3D peut réduire les émissions de CO2 liées à la logistique, car les entreprises évitent les processus fastidieux liés à la fabrication de prototypes et d’outils de production dans des zones géographiques à faible coût, ou le transport de pièces détachées vers des sites éloignés. Troisièmement, l’impression 3D peut soutenir les efforts des entreprises pour minimiser leur impact négatif sur l’environnement grâce à des voies économiques plus circulaires où la durée de vie des produits est prolongée par des services, des pièces de rechange, des extensions et des mises à niveau ; et où les produits sont conçus pour être démontés et recyclés en fin de vie. Dans un avenir pas trop lointain, de nombreuses entreprises espèrent pouvoir réutiliser les matériaux des produits en fin de vie pour créer de nouveaux composants, voire des produits entiers.
Si l’on compare les motivations qui ont poussé les entreprises à adopter l’impression 3D (c’est-à-dire ce qu’elles espéraient en retirer) avec les effets que l’impression 3D a sur leur activité, les entreprises constatent que les effets sur le développement durable sont plus importants que ce qu’elles avaient prévu avant d’adopter la technologie d’impression 3D. Après avoir identifié les sources possibles, nous avons comparé dans le rapport les motifs initiaux avec les effets obtenus afin d’identifier les avantages potentiels à saisir. Ce que nous avons remarqué, c’est que les effets sur la durabilité peuvent être plus importants que prévu. 10—15 % des entreprises ont des effets positifs sur la durabilité en ce qui concerne le développement de produits plus faciles à recycler, la réduction du nombre de composants dans le produit final et la réduction de la consommation de matériaux et des déchets. Cela peut être considéré comme une ouverture pour une utilisation future accrue de la technologie.
![](https://www.polytechnique-insights.com/wp-content/uploads/2023/01/graphique-2.png)
Les principales conclusions de l’étude sont qu’une part croissante des entreprises qui mettent en œuvre l’impression 3D non seulement facilitent et accélèrent l’innovation, mais parviennent également à développer des produits et des formes de production plus durables sur le plan environnemental. Bien que l’impression 3D ne soit pas en soi une technologie durable, elle peut promouvoir des processus commerciaux durables. L’amélioration de la durabilité peut être à la fois le résultat d’une stratégie consciente et un effet secondaire de la mise en œuvre de nouvelles technologies telles que l’impression 3D. Il est important que les entreprises prennent conscience de la manière dont l’impression 3D peut contribuer à leur durabilité écologique, qu’elles mettent en œuvre l’impression 3D pour réduire les coûts, accélérer l’innovation ou pour améliorer la durabilité de leur activité.