Tenir dans sa main un objet résultant de la matérialisation d’une idée est une expérience bien particulière.

Auparavant créer des prototypes était compliqué, les procédés étaient longs et coûteux, rendant difficile la matérialisation des idées. De plus nous avons généralement besoin de plusieurs prototypes avant de valider la conception d’un objet quel qu’il soit.

C’est la vocation de l’imprimante 3D, permettre de réaliser rapidement et à moindre coût des prototypes d’idées que l’on peut évaluer, tester, faire fonctionner.

Histoire de l’impression 3D

La première allusion faite à l’impression en 3 dimensions est faire en 1960 par l’écrivain Arthur C. Clarke.

Il a eu l’idée d’une machine qui imprimerait directement des objets en 3D. La première machine ayant réellement imprimé des objets en 3D est construite en 1984 par Chuck Hull, ce concept avait pour nom la stéréolitographie. A partir des années 90 les choses s’affolent, le potentiel de l’impression en 3 dimensions commence à révéler tout son potentiel.
 
En 1999 s’est implantée la première prothèse en 3 dimensions sur un être humain.
 
En 2002 l’impression d’un rein fonctionnel était déjà réalisable avec la possibilité de filtrer le sang et diluer l’urine.
 
2005 sera marquée par le lancement du projet RepRap : des chercheurs ont l’idée d’une imprimante 3D capable d’imprimer des pièces utiles à son fonctionnement, donc potentiellement d’imprimer une imprimante 3D, le projet aboutira 3 ans plus tard.
 
En 2013 des chercheurs de l’institut Wake Forest parviennent à fabriquer en miniature des organes humains “viables” à l’aide d’une imprimante 3D modifiée.

 

L’histoire de l’impression 3D est encore courte, mais tout porte à penser qu’elle tend à perdurer de longues années.

Fonctionnement de l’impression 3D

L’impression en 3 dimensions repose sur une idée assez simple, assembler couches par couches un objet, au lieu de l’assembler en plusieurs pièces distinctes.

Différents procédés existent, on peut les classes en 3 grandes catégories.

  • L’impression par dépôt de matière consiste à déposer couche par couche un fil de plastique ou de métal fondu pour créer une pièce. Grâce à un fichier spécial appelé le CAO. Les informations sont envoyées à une tête d’impression qui, en se déplaçant va donner forme à l’objet.

    L’industrie agroalimentaire et la médecine ont adopté cette technique grâce à la facilité et la vitesse du procédé.
     

  • La solidification par la lumière consiste à solidifier un liquide photosensible (qui réagit particulièrement à la lumière) par le biais d’un rayon laser ultraviolet. 3 sous-catégories d’impression utilisant cette technique existent. Elles permettent globalement une très bonne qualité d’impression, l’inconvénient principal étant que les coûts de fabrication sont plus élevés.
     
  • Enfin l’agglomération par poudre de collage fonctionne ainsi : étaler une fine couche de composite sur une plateforme, la tête d’impression vient déposer des petites gouttes de glue colorée et, la plate-forme s’abaissant au fur et à mesure que les couches de poudres sont collées, on obtient l’objet final.

L’avantage de cette technique réside dans sa rapidité et dans son coût très faible (6 fois inférieur à une impression par solidification de la lumière), le principal défaut est néanmoins la qualité d’impression, bien inférieure. .

La diversité des champs touchés par l’impression 3D

Enrico Dini, si ce nom ne vous évoque rien, il ne tardera pas à le faire dans un futur proche. Cet ingénieur italien a créé, l’année dernière, Monolite UK, première entreprise d’impression 3D de grandes structures. On le surnomme “The Man Who Prints House”.
Son invention : La D-Shape, une imprimante de 6m² et la plus large existante à ce jour.
 

Dini utilise du sable mélangé à un liant spécial permettant de créer un matériau aussi dur que du marbre une fois séché. La création de structures par le biais de ce procédé permet autant d’avantages non négligeables tels que le coût, la simplicité de mise en œuvre, la liberté de forme et l’impact écologique.
A noter que l’ESA (agence spatiale européenne) a déjà fait part de son intérêt pour l’invention d’Enrico dans la construction de bases lunaires pour les spationautes. C’est dire le potentiel de l’impression 3D. Et en parlant de potentiel…

 

Les domaines d’applications futurs de l’imprimante 3D sont innombrables, certains s’avèrent être fondamentaux.

 

La médecine est peut-être un des domaines d’application les plus intéressants.  L’impression 3D ne sert pas seulement à produire des prothèses et des appareils auditifs, elle est aussi utilisée pour traiter des maladies difficiles à traiter et pour faire avancer la recherche médicale, y compris dans le domaine de la médecine régénérative.

Dans ce domaine, les progrès sont rapides et impressionnants :

 

La première Bio-imprimante est apparue en 2009, fruit d’un partenariat entre Organovo et Invetech. La MMX™ (son nom) produit des tissus 3D pour la recherche médicale, notamment pour l’élaboration de médicaments et des applications thérapeutiques.

 

En 2011, Institut Franhaufer imprime pour la première fois des vaisseaux sanguins en 3D, avancée incontournable pour pouvoir passer à la transplantation d’organes imprimés, qui laisseraient alors le sang circuler librement.

 

En février 2012, au moyen d’une imprimante 3D, les médecins et les ingénieurs de l’Université de Hasselt ont effectué la première transplantation réussie d’une mâchoire artificielle sur une femme de 83 ans souffrant d’une maladie chronique des os.
 

Ce n’est que le début selon les chercheurs et médecins.

 
Tous s’accordent à dire que les premiers organes composés à partir de cellule souches, régénérant et aptes à la transplantation seront imprimés en 2025.
L’imprimante 3D à usage médical permettra donc de produire sur commande un organe humain, pour en remplacer un défectueux ou dégénérescent un premier pas vers l’immortalité..

 


 

Un outil qui pourrait accélérer la conquête spatiale.

 
Cette année sera envoyée la première imprimante 3D dans l’espace, sur l’ISS afin d’imprimer directement sur place les pièces permettant l’agrandissement de la station.

 

La NASA souhaite également développer des impressions de nourriture via l’entreprise Systems and Materials Research Corporation qu’elle soutient financièrement. L’intérêt est évident, pouvoir nourrir les astronautes dans des voyages qui seront toujours plus longs.

L’idée est premièrement d’arriver à imprimer des pizzas. Pourquoi des pizzas ? Parce qu’elles peuvent s’imprimer couche par couche, aliments par aliments.

Mais l’entreprise texane est ambitieuse et souhaite, à terme pouvoir nourrir via l’imprimante 3D douze milliards d’individus.

 

Mais surtout, totalement transformer la société et les schémas économiques que nous connaissons aujourd’hui.

 
Imaginez un monde où des millions ou milliards de foyers ont accès à l’imprimante 3D. Un produit pourrait alors être diffusé dans le monde entier en une simple nuit.
Le bouleversement majeur que cela implique, est que le produit lui-même ne vaudra donc plus grand chose comparé à ses plans de conception.
Nous serrons dans un monde où l’Octet primera sur l’atome.
L’émergence de cette nouvelle société sonnerait le glas de la manufacture,  l’arrêt des usines, le déclin de puissances ouvrières, la fin de l’import-export et plus généralement du transport de marchandises, du stockage.

 

Cependant, rappelez-vous de l’arrivée sur internet des médias riches (vidéos, musiques), au-delà d’enrichir l’expérience de l’internaute et d’approfondir le partage de contenu, elle a été à l’origine du piratage et du téléchargement illégal contre lesquels l’industrie du cinéma et du disque peinent toujours à lutter.

Dans un monde où l’information et la Data ont toujours plus de valeurs par rapport à la matière, les enjeux législatifs et de sécurité informatique à relever seront de taille. Nécessiteront ils une refonte de notre fonctionnement politique national et international ?

Co-écrit avec Arthur Roudillon et Adrien Alvarez.