Imprimantes 3D et écologie

Publié par Jean-Marc Doniat, le 14 novembre 2017   2k

A première vue, ces deux termes ne se trouvent pas naturellement associés. 

Pour autant, le développement qui va suivre vous démontrera qu'il y a une logique implacable avec des conséquences positives pour chaque acteur de l'usage de ces nouveaux appareils.

Car, comme pour tout, il n'est pas seulement essentiel de savoir, il faut surtout comprendre et c'est ce que je vais essayer de prouver à travers cet exposé.

Qu'est-ce qu'une imprimante 3D ?

C'est un procédé qui va ajouter de la matière, couche après couche, commandé par un ordinateur qui a en mémoire le plan de la pièce à produire, jusqu'à sculpter l'objet définitif.

A peu de choses près, cette machine n'utilisera donc que ce qu'il est nécessaire de matière première pour réaliser le produit fini.

Pour les pièces en plastique, ce sera un fin fil qui, fondu, fera un prototype ou un produit définitif suivant l'objectif visé.


Pour les pièces en métal ou en céramiques, ce sera un faisceau laser, donc magnifiquement fin, gage de précision de définition, qui fera fondre une poudre métallique, au lieu de tailler dans un bloc de métal, avec toute la gestion des copeaux, déchets, lubrifiants, de polluants donc en moins.


De plus, ces bacs de poudres peuvent provenir de déchets recyclés, on limite le besoin de produits miniers.

Le laser remplace les fonderies, on produit sur place, autres gains écologiques :

Circuits courts, moins d'énergie, on est en plus certain que cette production sera 100 % électrique, donc potentiellement d'origine renouvelable, un beau geste pour la nature !

La qualité n'est pas en reste, désormais les imprimantes 3D métal, pour ne parler que d'elles, produisent des pièces aux normes les plus élevées, dites « aviation ».

Et le gain de temps est important aussi, plus de moules, les pièces sont produites à la demande, une même machine peut s'adapter à la production d'éléments différents beaucoup plus rapidement qu'une usine « classique ». Le bénéfice ?

Un atelier de maintenance doit avoir des stocks de pièces détachées afin de faire face à n'importe quelle demande, ce qui représente un coût, je dirais même un gaspillage, parfois il aura été mis en réserves des éléments qui ne serviront jamais.


Alors que là, on a besoin d'une pièce spécifique, on demande à l'imprimante de la réaliser, et, quelques heures après, la pièce parfaite est disponible pour l'intervention, la réparation. Imaginez, désormais un entrepôt de réparation se limite à une machine et des bacs de poudres suivant les alliages nécessaires ! Un peu comme si on passait d'une usine à un placard à balais ! Les plans, numérisés, ne prennent quasiment aucune place, une amélioration d'une pièce se fait par simple changement de fichier informatique, qui peut être expédié dans le monde entier à la vitesse de la lumière. Pour une compagnie qui a des dépôts dans le monde entier, c'est un gain d'efficacité prodigieux, et qui dit gain de logistique, de réduction des stocks, de réactivité instantanée, ce ne sont que bénéfices écologiques.

La finesse de définition ajoute à la performance. Le mathématicien français Mandelbrot a défini

 ce que l'on appelle les fractales ces formes géométriques si fines, si élégantes. Leurs usages les plus communs ont été dans l'image de synthèse, dans les films réalisés sur ordinateurs et dont la définition nous surprend toujours lorsque l'on voit le réalisme du rendu. Pour la production de pièces industrielles, il en est de même. L'humain a souvent dru que la perfection était dans le lisse. La nature a démontré le contraire. 

Les animaux les plus performants ne sont pas lisses. Les requins ont une peau avec des micro reliefs qui facilitent la glisse dans l'eau, les oiseaux n'ont pas des plumes lisses non plus leur forme spécifique optimise la pénétration dans l'air. Et les fractales, associées aux imprimantes 3D permettent de copier la nature.

Pour revenir à l'écologie la plus visible, la plus compréhensible, prenons le cas des panneaux solaires thermiques, ceux qui vous donnent de l'eau chaude au robinet.

Avec des panneaux plans, une certaine quantité d'énergie était perdue, faute de surface de contact, d'échange assez performante pour absorber tout ce que le soleil peut nous donner.

La dernière génération de panneaux, produits par des imprimantes, ont une telle définition de détail, de micro reliefs même invisibles à l’œil nu, qu'une surface réduite, mettons une carte postale, a finalement une surface proche de l'infini, une multitude de points d’absorption de chaque photon décuplant la performance énergétique.

Demain, ce ne sera plus seulement l'eau chaude qui sera fourni, mais tout le chauffage de la maison, sans avoir besoin de fuel, de gaz, avec, par temps couvert, un besoin minimal d'électricité, chaque onde source de chaleur sera convertie en confort, en économie, en bénéfice écologique.

Bref, l'univers quasi magique des imprimantes 3D sera le levier d'une autre révolution écologique, quand chaque parcelle de matière première sera utile, que chaque source d'énergie locale sera suffisante, que nos poubelles seront autant de gisement de bien être, sans émission de particules polluantes, que la richesse de l'esprit humain associé à la puissance de calcul de l'informatique offrira de nouveaux éléments protecteurs, éthiques et esthétiques.

Nos véhicules seront doux au toucher et d'une frugalité incroyable, la standardisation des pièces et la production d'objets personnalisés sera la norme, nos maisons seront parfaitement adaptées au milieu local pour être bioclimatiques et résistantes aux conflits météorologiques, incurvées pour que les vents les plus violents ne puissent plus les altérer, réalisées avec des machines rapides, artistes même.

J'espère que ce sujet vous inspirera, voire, créera des vocations.