Impression 3D : des avantages écologiques inattendus

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

James Bowers